pos能否替代pow还是个谜？金色财经

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金色财经 2021.06.24 09:21关注确定不再关注此人？

在加密货币圈内外，越来越多的人希望权益证明（PoS）既能为我们贡献加密货币的优势，又能避免工作量证明（PoW）的问题。 能耗特性。 这个愿望最终会落空，因为 Paul Sztorc 在 2015 年的《没有什么比工作量证明更便宜》（中文译）中讨论过这个问题。 PoS 只是混淆了成本，但不可能消除它们。 在这里，我想谈谈为什么 PoW 就像民主：这是最糟糕的方式，但它是唯一有效的方式。

本文不讨论加密货币的安全性是否“值得”付出如此大的代价，而只关注 PoS 是否是一种高效的方法。

最好的加密货币使用最便宜的方式来获得安全性

为了合理比较 PoW 和 PoS，我们需要同时考虑成本（碳足迹）和收益（区块链安全）。 因此，我们的问题可以是“对于给定的安全性，权益证明的环境成本是否更低”，或者“对于给定的成本，权益证明能否更安全”？ 这两个问题在逻辑上是等价的。 在本文中，我们将采用第二种询问方式：

货币不是魔法。 货币要流通就必须有一定的安全性，获得安全性的方法效率不一； 最高效的技术也将具有最小的环境碳足迹。 这是一个非常有用的观点，因为它提醒我们一个深刻的经济规律：边际收益等于边际成本。 一个在安全上花费 X 美元的区块链意味着矿工将总共花费 X 美元来争夺这个奖励。

这是一条牢不可破的经济竞争法则。 任何花得少的矿工都会被花得更多的人打败，而花得多的矿工最终会破产。 花费 X 美元来确保安全的区块链最终将导致矿工花费 X 美元来保护区块链。 不同类型费用的权重可能不同，但所有费用加起来都是X美元。 这个区别就跟一斤棉花和一斤铁一样。

电只是一部分，不是全部

当人们说“比特币浪费能源”时，他们的意思是需要电力来为生产比特币区块的采矿设备供电； 具有讽刺意味的是，一方面，这种能量显然不是用于运行比特币网络的全部能量，而只是一部分； 另一方面，这部分是最直接用来保护区块链的，所以浪费最少。 为了全面衡量比特币的碳足迹，我们还必须考虑硬件成本（制造和报废成本）以及正常的业务运营（提供像样的办公室和飞来飞去参加比特币会议）。 后两类成本较为模糊，难以估计。 但它们对于了解整个系统的影响同样重要。

这三种类型的活动中的每一种都涉及浪费。 比特币网络中难免会出现孤块，挖出这个孤块的能量就白白浪费了。 部分硬件搭建完成，但运行效率不尽如人意。 一些运营费用是必要的，其他的只是换个地方喝茶。 费用与验证区块链的实际工作联系得越紧密，它换取区块链安全的效率就越高。 类似于机器在自由度越低时效率越高的事实：更多的组件意味着更多无用的工作。 经济系统也是如此——结构越多，效率就越低。

举个例子：出差与一个大客户建立良好的关系，可以抽象为提高整个业务的效率，所以也有助于购买安全性——但它的作用是很间接的，它对购买安全性的作用可能不如同等的电费支出。 一种加密货币将其安全预算直接花在电力上的次数越多，它就越安全； 它花在商业运营商身上的钱越多，它就越不安全。 一家矿业公司的首席执行官可能对公司本身来说是必要的，但他们对网络的安全贡献不大。

所以，有时你会看到人们谈论 ASIC 1，认为他们破坏了加密货币对环境的影响，但实际上恰恰相反。 挖矿设备的专业化使得一个硬件单元可以产生更大的计算能力，这意味着区块链的安全预算花在硬件上的更少，更多的花在电力上。 这有利于提高效率——ASIC 挖矿从根本上说比传统的 CPU 挖矿更清洁，因为 ASIC 在将能源转化为安全方面效率更高（也更便宜）。

这就是为什么人们误解了诸如 Chia（使用内存而不是计算能力来验证区块链）等“空间证明”加密货币对环境的影响。 使用硬盘驱动器作为稀缺资源来产生安全性并不能降低成本，它只是将区块链的安全预算从电力转移到硬件上。 如果您仅通过查看电力消耗来衡量加密货币的碳足迹，那么看起来我们已经取得了巨大的进步——但如果您将硬件支出考虑在内，那就是效率的巨大损失。

现在世界上有很多硬盘闲置，所以奇亚得到了一点补贴。 但不要指望这会永远持续下去。 当某种加密货币成功将计算机内存货币化时，发生在 GPU 上的事情将在相关硬件中重演。 更重要的是，最终该系统将比同等规模但基于 PoW 的系统更糟糕，因为安全预算花在开发硬件上，这比直接花在电力上的安全预算效率低。

“Tom's Hardware 报告说奇亚籽价格飞涨，而且大容量 HDD 短缺。但更可怕的可能是 SSD（短缺），因为您还需要 SSD 来制造可以塞满大 HDD 的 Bram Cohen BinggoTM 卡”

锁定资本也是一项具有实际管理费用的实际费用

Chia 和其他使用空间证明的区块链相对容易与 PoW 进行比较，因为你可以很容易地想象旧硬盘填满垃圾填埋场，因此你可以很容易地确定它们“真的”对环境有影响。 但失去资本也会带来真正的环境后果。 因为这笔钱可以花在碳捕集技术和碳效率研究等方面。 人们“感觉”他们是免费的（不是被消费的），仅仅是因为人类不善于思考时间价值。 如果资金真的是免费的，矿工可以不花钱就得到它。

有时你还会看到有人声称权益证明从个人角度来看是浪费，但从社会角度来看是经济的，正如 Dan Robinson 所说：

“假设你的宗教要求你通过牺牲自己来证明你的诚意。你可以把牛扔进一个火山口，或者你可以把它送给一个陌生人。两者对你来说都是同样昂贵的（因此，两者都可以满足诫命要求），但是第一种社会成本更高。”

事实恰恰相反。 锁定资金对你个人来说不是浪费，因为 PoS 的质押算法会补偿你——资金不会被扔进火山，它会以牺牲其他 ETH 持有者为代价为你赚取收益。 锁定资金与给陌生人不是一回事，因为没有陌生人可以收到资金。 验证者不会“将他们的资本平均分配给每个人”，事实上，每个人都为他们的工作平均支付验证者的费用（以新开采的 ETH 的形式）。 而且，由于 Axiom #2，我们知道向验证者支付的费用恰好是这些资金的成本。

另一方面，锁定资本在社会上是一种浪费，因为它不能再用于建造工厂、资助研究以及做任何对社会有益的事情。 想想 2008 年的金融危机——没有工厂被毁，没有房屋倒塌，没有物质资产损失。 结果只是资本损失——但这仍然是非常非常沉重的社会成本。 资本是信息积累的一种特殊形式，它浓缩了有关资源优化配置的信息。 丢失信息与丢失有形的东西不同，但即使不是更糟，也同样是一种损失。

因此，牢记公理 #1 和公理 #2，PoS 和 PoW 的公平比较应该如下所示：

权益证明不会（也不能）消除矿工费用，它只是将 PoW 系统的电力支出部分转换为资本支出。 锁定资本的外部性与电力消耗的外部性相比如何是一个复杂而微妙的问题——但不幸的是，PoS 系统的支持者经常假装电力是唯一需要支付的价格（系统运行）：

这种故意误导性的比较取自以太坊基金会博客。

令人失望。 以太坊基金会非常清楚，“单笔交易的平均能耗”是一个完全没有意义的指标，所以使用这个数据是故意欺骗。 重点根本不在于 PoS 系统是否使用更少的能源——确实如此，但这不是全部。 有意义的讨论是：是消耗资本更好，还是消耗电力更好？ 任何不讨论资金成本而支持 PoS 的理论都是根本错误的。

效率比较：质押与挖矿

在 PoW/PoS 的争论中，PoS 的支持者往往有一个优势：从来没有完全去中心化的权益证明系统。 这也意味着 PoS 支持者可以想象最终的解决方案是多么高效和优雅。 没有一个已知的挖矿算法是完美有效的（例如“自私挖矿”问题），也没有理由相信 PoS 系统将是无懈可击的——然而，在解决方案最终完全形成之前，PoS 支持者不管验证者可能用来欺骗系统的具体策略。

玩弄系统的机会越多比特币是pow还是pos，安全预算与实际验证之间的关系就越松散。 因为“没有人尝试过真正的权益证明”，我们不知道安全预算在多大程度上可以转化为锁定资本，更不知道锁定资本在产生安全方面的效率如何。 根据定义，PoW 与验证紧密耦合，但在撰写本文时比特币是pow还是pos，PoS 尚未完全定义。

外部性：质押与挖矿

假设我们都同意从安全效率的角度来看，锁本和挖矿的效率是一样的，那么就只剩下一个问题了，就是“外部性”。 这是我认为理性的人仍然可以不同意权衡的地方。

短期来看，PoW 系统要与其他项目竞争能源使用，但从长远来看，它会激励廉价能源的开发和生产，从而逐渐降低用电成本，给每个人带来好处（无论是财务或环境保护）。 廉价电力也带来了新技术和更多的生产。

Proof-of-Stake在短期内与其他项目竞争资金，但它并没有激励创造更多的资金，因此它逐渐增加了资金成本。 更高的资本成本意味着更少的项目——更少的工厂，更少的研究。

你更喜欢 PoW 还是 PoS 的外部性可能取决于你认为通过投资技术发展还是通过节省当前消费来解决环境危机更好2。 为了拯救地球，我们应该生产更便宜的可再生能源，还是应该让一切都变得更贵？

PoS 甚至不起作用

正如我们之前所说，我们还不知道是否可以实现完全去中心化的权益证明系统。 将自己宣传为 PoS 系统的现有加密货币基本上依赖于一些中心化协调器或“检查点”。 以太坊自2015年启动以来，一直在努力向完全去中心化的PoS系统转型，直到现在，他们只推出了Phase 0，只支持validator质押……一旦你把钱锁进去，你就不能出去了，又不能花钱。

关于 PoS 系统是否足够安全的争论很多（参见“Long-range attack”、“nothing-at-stake”、“work spanning time / stake is opposite”）。 这些是研究的开放性问题，而不是实施的待办事项清单。 我们不知道要多久才能找到好的解决方案，甚至怀疑是否有好的解决方案。 查看这篇 2017 年的帖子：

PoS 可能“有效”，但以一种病态的方式。 PoW 有利于那些能够获得廉价电力的人，并用资本奖励他们。 不完全相等，但没有陷入正反馈循环。 PoS 偏爱那些可以廉价获得资金的人，并用资金奖励他们，形成一个循环。 富人越富，你越富有，越容易变得富有。

如果权益证明“可以推出”，但最终的结果是所有权力都集中在一小撮超级富有的机构手中，他们可以永久控制系统，那并不能解决问题加密货币试图解决的问题。 那我们还不如继续沿用现在的央行体系和那些“受益于坎蒂隆效应的局内人”。 我们希望加密货币打破系统，而不是用新瓶装旧酒。

综上所述

不幸的是，经过仔细审视，我们知道 PoS 的大部分“优势”只是表面现象，还有许多重大的开放挑战。 至少就目前而言，这是一个乌托邦式的幻想，而不是一个现实的选择。 尽管 PoW 有缺点，但它仍然是构建一个不需要信任中心化权威的网络的最著名的解决方案（事实上，也是唯一的解决方案）。 footnote