Vitalik: ปัจจัยสำคัญสามประการที่ทำให้ PoS เหนือกว่า PoW
ที่มา |vitalik.ca
ผู้แต่ง | Vitalik Buterin
ที่มา |
ขอบคุณ Chih-Cheng Liang และ Hsiao-wei Wang สำหรับการตรวจสอบบทความนี้
แปลภาษาจีน
มีสามปัจจัยสำคัญที่ทำให้ Proof of Stake (PoS) เหนือกว่า Proof of Work (PoW) ในแง่ของความปลอดภัยของบล็อกเชน
Proof-of-Stake นำเสนอความปลอดภัยที่มากขึ้นในราคาเท่าเดิม
วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำความเข้าใจสิ่งนี้คือการรวม Proof of Stake และ Proof of Work เข้าด้วยกัน สมมติว่ามีรางวัลการบล็อก $1 ต่อวัน ค่าใช้จ่ายในการโจมตีเครือข่ายนี้คือเท่าใด
หลักฐานการทำงานที่ใช้ GPU
คุณสามารถเช่า GPU ในราคาถูกได้ ดังนั้นค่าใช้จ่ายในการโจมตีเครือข่ายจึงเป็นเพียงการเช่าพลังประมวลผล GPU ที่เพียงพอต่อจำนวนผู้ขุดที่มีอยู่ สำหรับทุกๆ $1 ของรางวัลบล็อกที่สร้างขึ้น ค่าใช้จ่ายสำหรับนักขุดที่มีอยู่เกือบ $1 (หากต้นทุนสูงกว่า $1 นักขุดจะเลิกเพราะไม่เกิดประโยชน์ มิฉะนั้นนักขุดรายใหม่จะเข้าร่วมเพื่อทำกำไร) ดังนั้น ค่าใช้จ่ายในการโจมตีเครือข่ายจะต้องสูงกว่า $1 ต่อวันเท่านั้น และอาจใช้เวลาไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้น
หลักฐานการทำงานตาม ASICที่นี่ASICs เป็นต้นทุนจริง: เมื่อคุณซื้อ ASIC คุณคาดหวังว่าจะมีอายุการใช้งานประมาณสองปีเนื่องจากเสื่อมสภาพหรือถูกแทนที่ด้วยฮาร์ดแวร์ที่มีประสิทธิภาพดีกว่า หากห่วงโซ่ถูกโจมตี 51% ชุมชนอาจเปลี่ยนอัลกอริทึม PoW เพื่อตอบสนอง และ ASIC ของคุณจะสูญเสียคุณค่าในเวลานี้ โดยเฉลี่ยแล้ว ต้นทุนการขุดจะอยู่ที่ประมาณ 1/3 ของต้นทุนที่เกิดขึ้นประจำ และ 2/3 ของต้นทุนเงินทุน (ดู
ที่นี่
). ดังนั้นสำหรับทุกๆ $1 ในรางวัลบล็อก นักขุดจะใช้จ่าย ~0.33 ดอลลาร์ต่อวันสำหรับค่าไฟฟ้าและการบำรุงรักษา และประมาณ $0.67 สำหรับ ASICs ของพวกเขา สมมติว่า ASIC สามารถใช้งานได้ประมาณ 2 ปี นักขุดจะต้องใช้จ่าย $486.67 สำหรับฮาร์ดแวร์ ASIC หนึ่งหน่วย
คำอธิบายประกอบ: $486.67 = 365 วัน x 2 x $0.67 ต้นทุนเงินทุน
ค่าใช้จ่ายในการโจมตีทั้งหมด: 486.67 ดอลลาร์ (ASIC) + 0.08 ดอลลาร์ (พลังงานและการบำรุงรักษา) = 486.75 ดอลลาร์คำอธิบายประกอบ: ค่าไฟฟ้าและค่าบำรุงรักษาในที่นี้จะถือว่าใช้งานได้นาน 6 ชั่วโมง。
ต้องบอกว่า เป็นที่น่าสังเกตว่าความปลอดภัยที่สูงขึ้นจาก ASIC (เมื่อเทียบกับ GPU) นั้นมาพร้อมกับต้นทุนที่สูงในการรวมศูนย์ ดังนั้น
เกณฑ์สำหรับการเข้าร่วมการขุด ASIC ก็สูงมากเช่นกัน
หลักฐานการเดิมพัน หลักฐานการเดิมพัน
ต้นทุนของ Proof-of-Stake เกือบ 100% เป็นต้นทุนทุน (เหรียญที่มีหลักประกัน) ต้นทุนการดำเนินงานเพียงอย่างเดียวคือต้นทุนในการเรียกใช้โหนด แล้วผู้คนเต็มใจที่จะล็อกเงินเท่าไหร่สำหรับทุกๆ $1 ของรางวัลบล็อคต่อวัน? ไม่เหมือน ASIC สกุลเงินที่เดิมพันจะไม่ลดลง และคุณสามารถรับเงินฝากที่จำนำคืนได้ภายในระยะเวลาอันสั้นเมื่อคุณไม่ต้องการเดิมพัน ดังนั้น ผู้เข้าร่วมควรเต็มใจที่จะจ่ายต้นทุนเงินทุนที่สูงกว่าสำหรับสิ่งจูงใจในระดับเดียวกันมากกว่าที่เป็นกรณีของ ASIC
สมมติว่ารางวัลประมาณ 15% เพียงพอที่จะดึงดูดผู้คนให้เดิมพัน (นี่คือรางวัลที่ต้องการสำหรับ eth2) ดังนั้นรางวัลบล็อก $1 ต่อวันจะดึงดูดเงินเดิมพันเทียบเท่ากับรางวัลประจำปี 6.667 หรือ $2,433 ค่าใช้จ่ายของฮาร์ดแวร์และไฟฟ้าที่ใช้โดยโหนดนั้นน้อยมาก และคอมพิวเตอร์ทุกๆ 1,000 หยวนสามารถจำนองสินทรัพย์ได้หลายพันรายการ และค่าไฟฟ้าและเครือข่ายประมาณ 100 ดอลลาร์ต่อเดือนก็เพียงพอแล้ว แต่เพื่อเป็นการระมัดระวัง สมมติว่าต้นทุนที่เกิดขึ้นประจำเหล่านี้คือ ~10% ของต้นทุนทั้งหมดของการปักหลัก ดังนั้นเราจึงมีรางวัลบล็อกเพียง $0.90 ต่อวันซึ่งสอดคล้องกับต้นทุนของเงินทุน ดังนั้นเราต้องลดจำนวนดังกล่าวลง ~10%
คำอธิบายประกอบ: 6.667 ปี = 1 ดอลลาร์ / (ค่าตอบแทนรายปี 15%) 2,433 ดอลลาร์ = 1 ดอลลาร์ต่อวัน x 365 x 6.667
ค่าโจมตีทั้งหมด: 0.90 USD/วัน * 6.667 ปี = 2,189 USDในระยะยาว ค่าใช้จ่ายในการโจมตีนี้คาดว่าจะสูงขึ้นเนื่องจากการเดิมพันมีประสิทธิภาพมากขึ้นและอัตรารางวัลที่ต่ำกว่าเป็นที่ยอมรับมากขึ้น โดยส่วนตัวแล้วฉันคาดว่าตัวเลขดังกล่าวจะไต่ขึ้นไปถึงระดับ 10,000 ดอลลาร์ในที่สุด。
"ราคา" เพียงอย่างเดียวเพื่อให้ได้ระดับความปลอดภัยสูงเช่นนี้คือการโอนเงินมัดจำตามความประสงค์ในระหว่างระยะเวลาจำนำไม่สะดวก เป็นไปได้ว่าจำนวนเงินทั้งหมดที่หมุนเวียนในชุมชนหรือเงินทุนที่สามารถใช้สำหรับการลงทุนที่มีประสิทธิผลจะไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากผู้คนตระหนักดีว่าเหรียญที่ถูกล็อคเหล่านี้จะทำให้มูลค่าของเหรียญเพิ่มขึ้น ตรงกันข้ามกับ PoW "ต้นทุน" ของการรักษาฉันทามติคือ
การใช้พลังงานอย่างบ้าคลั่ง
ความปลอดภัยมากขึ้นหรือต้นทุนต่ำลง?
โปรดทราบว่ามีสองวิธีที่เราสามารถใช้ต้นทุนความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น 5-20 เท่าต่อหน่วย วิธีหนึ่งคือให้รางวัลบล็อกเพื่อรักษาสถานะเดิมและได้รับประโยชน์จากความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น อีกวิธีหนึ่งคือการรักษาระดับความปลอดภัยในปัจจุบันและลดรางวัลการบล็อกเป็นจำนวนมาก (นั่นคือเพื่อลด "การเสีย" ของต้นทุนกลไกฉันทามติ)
ทั้งสองวิธีจะทำงาน โดยส่วนตัวแล้วฉันชอบอย่างหลังมากกว่า เพราะอย่างที่เราจะเห็นด้านล่าง การโจมตีที่ประสบความสำเร็จสามารถสร้างความเสียหายใน Proof-of-Stake ได้น้อยกว่าใน Proof-of-Work และกู้คืนได้ง่ายกว่า
Proof-of-Stake นั้นง่ายต่อการกู้คืนจากการโจมตี
ในระบบพิสูจน์การทำงาน คุณจะทำอย่างไรหากเชนของคุณประสบกับการโจมตี 51% จนถึงตอนนี้ การตอบสนองในทางปฏิบัติเพียงอย่างเดียวคือ "รอจนกว่าผู้โจมตีจะเบื่อ" แต่สิ่งนี้ไม่สนใจการโจมตีที่อันตรายกว่าที่เรียกว่า "spawncamping attack" ซึ่งผู้โจมตีสามารถโจมตี chain อีกครั้งโดยมีเป้าหมายที่ชัดเจนในการทำให้ chain ใช้ไม่ได้
คำอธิบายประกอบ: การซุ่มโจมตีที่จุดเกิดใหม่เป็นคำศัพท์ของเกม เป็นการซุ่มโจมตีในสถานที่ที่ผู้เล่นฝ่ายตรงข้ามถูกฆ่าตายและเกิดใหม่ ทำให้ผู้เล่นฝ่ายตรงข้ามตายทันทีที่เขาเกิดใหม่ โดยไม่สามารถต่อสู้กลับได้
ระบบที่ใช้ GPU นั้นไม่มีการป้องกันอย่างสมบูรณ์ และผู้โจมตีอย่างต่อเนื่องสามารถทำให้ห่วงโซ่ไร้ประโยชน์อย่างถาวรได้อย่างง่ายดาย (หรือในทางปฏิบัติมากกว่านั้น ย้ายไปที่การพิสูจน์การครอบครองหรือการพิสูจน์การมีอำนาจ) ในความเป็นจริง ในสองสามวันแรกหลังจากการโจมตีเริ่มต้นขึ้น ค่าใช้จ่ายของผู้โจมตีจะต่ำมาก และนักขุดที่ซื่อสัตย์จะออกไปเพราะพวกเขาไม่มีทางได้รับรางวัลบล็อคภายใต้การโจมตีอย่างต่อเนื่อง
ในระบบที่ใช้ ASIC ชุมชนมีวิธีรับมือกับการโจมตีระลอกแรก แต่การโจมตีที่ตามมานั้นทำได้ง่าย หลังจากการโจมตีระลอกแรก ชุมชนสามารถฮาร์ดฟอร์กเพื่อแทนที่อัลกอริธึมการพิสูจน์การทำงาน นั่นคือ "บล็อก" ASIC ทั้งหมด (รวมถึง ASIC ของผู้โจมตีและนักขุดที่ซื่อสัตย์) แต่ถ้าผู้โจมตียอมแบกรับต้นทุนในการก่ออิฐ ASIC ของตัวเอง สถานการณ์ก็จะเหมือนกับ GPU (เนื่องจากไม่มีเวลาเพียงพอในการผลิตและผลิต ASIC สำหรับอัลกอริทึมใหม่) ดังนั้นหลังจากนั้นผู้โจมตี สามารถโจมตีจุดเกิดใหม่อย่างต่อเนื่องในราคาถูกคำอธิบายประกอบ: Brick เป็นคำสแลงสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งหมายความว่าจะไม่สามารถใช้งานได้หลังจากเกิดความเสียหาย เช่น Brickในกรณีของ Proof of Stake สถานการณ์จะสดใสมาก สำหรับการโจมตี 51% บางประเภท (โดยเฉพาะผู้ที่ต้องการคว่ำบล็อกที่สรุปแล้ว) หลักฐานการเดิมพัน
ฉันทามติถูกสร้างขึ้นมา
กลไก "การฟัน" ของสัดส่วนการถือหุ้นของผู้โจมตีส่วนใหญ่จะถูกทำลายโดยอัตโนมัติ (และจะไม่ทำลายผลประโยชน์ของผู้อื่น) สำหรับการโจมตีประเภทอื่นๆ ที่ตรวจจับได้ยากกว่า (โดยเฉพาะการสมรู้ร่วมคิด 51% เพื่อสกัดกั้นข้อมูลของผู้อื่น) ชุมชนสามารถประสานงานกับ "ซอฟท์ฟอร์กที่เปิดใช้งานโดยผู้ใช้ส่วนน้อย (UASF)" ซึ่งสามารถทำลายเงินจำนวนมากของผู้โจมตี ( ใน Ethereum สามารถทำได้โดย "ลงโทษการรั่วไหลที่ไม่มีการใช้งานอย่างอดทน") ไม่จำเป็นต้องดำเนินการ "ฮาร์ดฟอร์กเพื่อลบสกุลเงิน" ยกเว้นว่า UASF จำเป็นต้องประสานงานด้วยตนเองว่าจะเลือกบล็อกใดได้บ้าง ส่วนอื่นๆ ที่เหลือจะเป็นแบบอัตโนมัติ ตราบใดที่ปฏิบัติตามกฎของข้อตกลง
คำอธิบายประกอบ: บล็อกส่วนน้อยคือบล็อกที่ตัดสินโดยผู้ตรวจสอบที่มีน้อยกว่า 51% ของการจำนองทั้งหมด
ดังนั้น การโจมตีครั้งแรกบนห่วงโซ่อาจทำให้ผู้โจมตีต้องเสียเงินหลายล้านดอลลาร์ และชุมชนสามารถยืนหยัดได้ภายในเวลาไม่กี่วัน การโจมตีครั้งที่สองยังคงทำให้ผู้โจมตีต้องเสียเงินหลายล้านดอลลาร์เนื่องจากพวกเขาจำเป็นต้องซื้อเหรียญใหม่เพื่อแทนที่เหรียญเก่าที่ถูกไฟไหม้ ตีเป็นครั้งที่สาม และเผาเงินอีกหลายล้านดอลลาร์ สถานการณ์ไม่สมดุลอย่างยิ่ง และความได้เปรียบจะไม่ตกอยู่กับผู้โจมตี
Proof of Stake มีการกระจายอำนาจมากกว่า ASIC
หลักฐานการทำงานที่ใช้ GPU นั้นมีการกระจายอำนาจพอสมควร เนื่องจาก GPU นั้นไม่ได้ยากเกินไปที่จะได้มา แต่ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เป็นเรื่องยากสำหรับการขุดโดยใช้ GPU ที่จะเป็นไปตามเกณฑ์ของ "ความปลอดภัยภายใต้การโจมตี" ในทางกลับกัน การขุดโดยใช้ ASIC ต้องใช้เงินทุนหลายล้านดอลลาร์ (และส่วนใหญ่ถ้าคุณซื้อ ASIC ผู้ผลิตจะใช้ประโยชน์จากมัน)
เกณฑ์เงินทุนนี้จะเป็นคำตอบของข้อโต้แย้งทั่วไปที่ว่า “หลักฐานการเดิมพันหมายถึงคนรวยยิ่งรวยขึ้น”: การขุด ASIC ยังหมายความว่าคนรวยยิ่งรวยขึ้น และในสถานการณ์นี้ คนรวยจะได้เปรียบ เกณฑ์เดิมพันขั้นต่ำสำหรับ Proof of Stake นั้นค่อนข้างต่ำ และคนทั่วไปจำนวนมากมีโอกาสเข้าร่วมมากกว่า
คำอธิบายประกอบ: ตัดสินจากราคาปัจจุบันที่ 440 USD/ETH เมื่อบทความเสร็จสมบูรณ์ เกณฑ์จำนองขั้นต่ำคือประมาณ 93,000 หยวน
นอกจากนี้ Proof of Stake ยังต้านทานการเซ็นเซอร์ได้ดีกว่า การขุด GPU และการขุด ASIC นั้นตรวจจับได้ง่าย พวกเขาต้องการพลังงานจำนวนมาก การซื้อฮาร์ดแวร์ราคาแพง และโรงงานขนาดใหญ่ ในทางกลับกัน Proof of stake สามารถทำงานบนแล็ปท็อปที่เรียบง่ายหรือแม้แต่ผ่าน VPN
ข้อดีที่เป็นไปได้ในการพิสูจน์ผลงาน
ฉันคิดว่ามีข้อดีหลักสองประการของ PoW แต่ข้อดีเหล่านี้ค่อนข้างจำกัด
Proof of Stake เป็นเหมือน "ระบบปิด" และความมั่งคั่งจะกระจุกตัวมากขึ้นในระยะยาว
ใน Proof of Stake หากคุณมีเหรียญ คุณสามารถเดิมพันเหรียญเหล่านั้นและรับเหรียญประเภทเดียวกันได้มากขึ้น ในขณะที่ Proof of Work คุณสามารถรับเหรียญเพิ่มได้เสมอ แต่คุณต้องใช้ทรัพยากรภายนอกเพื่อทำเช่นนั้น ดังนั้นใคร ๆ ก็คาดหวังว่าการแจกจ่ายเหรียญพิสูจน์การเดิมพันจะมีความเข้มข้นมากขึ้นในระยะยาว
คำตอบของฉันคือใน PoS โดยทั่วไปรางวัลจะต่ำ (ดังนั้นผู้ตรวจสอบจะได้กำไรน้อยลง) ใน eth2 เราคาดหวังว่าผู้ตรวจสอบความถูกต้องจะได้รับอัตราผลตอบแทนต่อปีเท่ากับ ~0.5-2% ของการจัดหา ETH ทั้งหมด และยิ่งผู้ตรวจสอบสินเชื่อจำนองมากเท่าไหร่ อัตราดอกเบี้ยก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น ดังนั้น อาจใช้เวลาหนึ่งศตวรรษกว่าที่สินทรัพย์โดยรวมจะกระจุกตัวเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า และในช่วงเวลานั้น แรงกดดันในการแจกจ่ายอื่น ๆ (ผู้คนที่ต้องการใช้จ่ายสิ่งที่พวกเขามี แจกจ่ายสินทรัพย์ให้กับองค์กรการกุศลหรือลูกหลานของพวกเขาเอง ฯลฯ) การเปรียบเทียบมีแนวโน้มที่จะ มีชัยProof of Stake ต้องการ "ความเป็นส่วนตัวที่อ่อนแอ" ในขณะที่ Proof of Work ไม่ต้องการดูสิ่งนี้สำหรับแนวคิดของ "ตัวตนที่อ่อนแอ"
บทนำเดิม
. โดยพื้นฐานแล้ว เมื่อโหนดออนไลน์เป็นครั้งแรก หรือออนไลน์อีกครั้งหลังจากออฟไลน์เป็นเวลานาน (หลายเดือน) โหนดจะต้องใช้ทรัพยากรของบุคคลที่สามเพื่อกำหนดตำแหน่งที่ถูกต้องของเชนเฮด บุคคลที่สามนี้สามารถเป็นเพื่อนของพวกเขา การแลกเปลี่ยนหรือเบราว์เซอร์บล็อกเชน หรือผู้พัฒนาไคลเอ็นต์เอง หรือบทบาทอื่นๆ PoW ไม่มีข้อกำหนดดังกล่าว
แต่ถึงแม้ในที่สุดความเสี่ยงเหล่านี้จะเกิดขึ้นจริง สำหรับผมแล้ว ประโยชน์ของระบบ PoS ยังคงมีมากกว่าข้อเสีย: ประสิทธิภาพที่มากขึ้น ความสามารถในการตอบสนองและการกู้คืนจากการโจมตีที่มากขึ้น
ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: งานแปลของ ECN มีเป้าหมายเพื่อส่งมอบข้อมูลคุณภาพสูงและทรัพยากรการเรียนรู้สำหรับชุมชน Ethereum ของจีน ลิขสิทธิ์ของบทความเป็นของผู้เขียนต้นฉบับ การพิมพ์ซ้ำต้องระบุแหล่งที่มาของข้อความต้นฉบับและ ethereum.cn สำหรับระยะยาว พิมพ์ซ้ำ โปรดติดต่อ Authorize etheremcn@gmail.com
แหล่งอ้างอิง: บทความก่อนหน้าของฉันเกี่ยวกับ Proof of Stake
