Vitalik: Ba yếu tố then chốt để PoS vượt trội hơn PoW
nguồn|vitalik.ca
Tác giả | Vitalik Buterin
nguồn|
Cảm ơn Chih-Cheng Liang và Hsiao-wei Wang đã duyệt bài viết này
phiên dịch tiếng trung
Có ba yếu tố chính khiến Proof of Stake (PoS) vượt trội so với Proof of Work (PoW) về mặt bảo mật chuỗi khối.
Proof-of-Stake cung cấp bảo mật cao hơn với cùng một chi phí
Cách dễ nhất để hiểu điều này là đặt Proof of Stake và Proof of Work cùng nhau. Giả sử rằng có phần thưởng khối là $1 mỗi ngày, chi phí tấn công mạng này là bao nhiêu.
Bằng chứng công việc dựa trên GPU
Bạn có thể thuê GPU với giá rẻ, vì vậy chi phí tấn công mạng chỉ là thuê đủ sức mạnh tính toán của GPU để vượt qua số lượng công cụ khai thác hiện có. Đối với mỗi 1 đô la phần thưởng khối được tạo ra, chi phí cho những người khai thác hiện tại là gần 1 đô la (nếu chi phí cao hơn 1 đô la, người khai thác sẽ bỏ việc vì không có lãi, nếu không, những người khai thác mới sẽ tham gia để kiếm lợi nhuận). Do đó, chi phí tấn công mạng chỉ cần trên $1/ngày, và có thể chỉ trong vài giờ.
Bằng chứng công việc dựa trên ASICđâyASIC thực sự là một chi phí vốn: khi bạn mua một ASIC, bạn mong đợi nó sẽ tồn tại trong khoảng hai năm khi nó bị hao mòn hoặc được thay thế bằng phần cứng hoạt động tốt hơn. Nếu một chuỗi bị tấn công 51%, cộng đồng có thể sẽ thay đổi thuật toán PoW để đáp trả, và lúc này ASIC của bạn sẽ mất giá trị. Trung bình, chi phí khai thác xấp xỉ 1/3 chi phí định kỳ và 2/3 chi phí vốn (xem
đây
). Do đó, với mỗi 1 đô la phần thưởng khối, những người khai thác chi tiêu ~ 0,33 đô la mỗi ngày cho tiền điện và bảo trì, và ~ 0,67 đô la cho ASIC của họ. Giả sử rằng ASIC có thể được sử dụng trong khoảng 2 năm, người khai thác sẽ cần chi 486,67 USD cho một đơn vị phần cứng ASIC.
Chú thích: $486,67 = 365 ngày x 2 x $0,67 chi phí vốn
Tổng chi phí tấn công: 486,67 USD (ASIC) + 0,08 USD (điện và bảo trì) = 486,75 USDChú thích: Chi phí điện và bảo trì ở đây cũng được cho là kéo dài trong 6 giờ。
Phải nói rằng, điều đáng chú ý là tính bảo mật cao hơn do ASIC mang lại (so với GPU) đi kèm với chi phí tập trung cao, vì vậy
Ngưỡng tham gia khai thác ASIC cũng rất cao
Bằng chứng cổ phần Bằng chứng cổ phần
Chi phí của Proof-of-Stake gần như bằng 100% chi phí vốn (tiền được thế chấp); chi phí vận hành duy nhất là chi phí vận hành một nút. Vậy mọi người sẽ sẵn sàng khóa bao nhiêu tiền cho mỗi 1 đô la phần thưởng khối mỗi ngày? Không giống như ASIC, đồng tiền đặt cược sẽ không mất giá và bạn có thể lấy lại khoản tiền gửi đã cam kết trong một khoảng thời gian ngắn khi bạn không muốn đặt cược. Do đó, những người tham gia nên sẵn sàng trả chi phí vốn cao hơn cho cùng một mức ưu đãi so với trường hợp của ASIC.
Giả sử rằng phần thưởng ~15% là đủ để thu hút mọi người đặt cược (đây là phần thưởng mong muốn cho eth2). Vì vậy, phần thưởng khối 1 đô la mỗi ngày sẽ thu hút số cổ phần tương đương với 6,667 phần thưởng hàng năm, hoặc 2.433 đô la. Chi phí phần cứng và điện năng mà các nút tiêu thụ rất nhỏ, mỗi nghìn nhân dân tệ máy tính có thể thế chấp hàng nghìn tài sản, điện và phí mạng ~ 100 đô la mỗi tháng cũng đủ. Nhưng để thận trọng, hãy giả sử các chi phí định kỳ này là ~10% tổng chi phí đặt cược. Vì vậy, chúng tôi chỉ có phần thưởng khối là 0,9 đô la mỗi ngày tương ứng với chi phí vốn, vì vậy chúng tôi phải giảm con số trên xuống ~10%.
Chú thích: 6,667 năm = 1 đô la / (15% thù lao hàng năm); 2,433 đô la = 1 đô la/ngày x 365 x 6,667
Tổng chi phí tấn công: 0,90 USD/ngày * 6,667 năm = 2.189 USDVề lâu dài, chi phí tấn công này dự kiến sẽ cao hơn khi việc đặt cược trở nên hiệu quả hơn và tỷ lệ phần thưởng thấp hơn dễ được chấp nhận hơn. Cá nhân tôi mong đợi con số đó cuối cùng sẽ tăng lên mốc 10.000 đô la.。
“Cái giá” duy nhất để đạt được mức độ bảo mật cao như vậy là việc chuyển tiền đặt cọc theo ý muốn trong thời gian cầm cố sẽ rất bất tiện. Thậm chí có khả năng tổng lượng tiền đang lưu hành trong cộng đồng, hoặc số tiền có thể được sử dụng để đầu tư hiệu quả, có thể không thay đổi vì mọi người nhận ra rằng những đồng tiền bị khóa này sẽ khiến giá trị của đồng tiền tăng lên. Trái ngược với PoW, "chi phí" để duy trì sự đồng thuận là
tiêu thụ điện năng điên cuồng
Bảo mật hơn hay chi phí thấp hơn?
Lưu ý rằng có hai cách chúng ta có thể áp dụng mức tăng an toàn gấp 5-20 lần này trên mỗi đơn giá. Một cách là để phần thưởng khối duy trì hiện trạng và hưởng lợi từ việc tăng cường bảo mật. Một cách khác là duy trì mức bảo mật hiện tại và giảm một lượng lớn phần thưởng khối (nghĩa là giảm "lãng phí" chi phí cơ chế đồng thuận).
Dù bằng cách nào sẽ làm việc. Cá nhân tôi thích cách thứ hai hơn, vì như chúng ta sẽ thấy bên dưới, một cuộc tấn công thành công có thể gây ra ít thiệt hại hơn trong Proof-of-Stake so với Proof-of-Work và việc khôi phục từ nó cũng dễ dàng hơn.
Proof-of-Stake dễ dàng phục hồi hơn sau các cuộc tấn công
Trong một hệ thống bằng chứng công việc, bạn sẽ làm gì nếu chuỗi của bạn bị tấn công 51%? Cho đến nay, phản ứng thực tế duy nhất là "đợi cho đến khi kẻ tấn công cảm thấy nhàm chán". Nhưng điều này bỏ qua một cuộc tấn công nguy hiểm hơn được gọi là "tấn công cắm trại sinh sản", nơi kẻ tấn công có thể tấn công chuỗi một lần nữa, với mục tiêu rõ ràng là làm cho chuỗi không sử dụng được.
Chú thích: Phục kích tại điểm hồi sinh là một thuật ngữ trò chơi, là phục kích tại nơi người chơi đối phương bị giết và hồi sinh, khiến người chơi đối phương vừa hồi sinh liền chết lần nữa, không có khả năng đánh trả.
Các hệ thống dựa trên GPU hoàn toàn không có khả năng tự vệ và những kẻ tấn công dai dẳng có thể dễ dàng khiến một chuỗi trở nên vô dụng vĩnh viễn (hoặc thực tế hơn là chuyển sang bằng chứng cổ phần hoặc bằng chứng về quyền hạn). Trên thực tế, trong vài ngày đầu tiên sau khi cuộc tấn công bắt đầu, chi phí cho kẻ tấn công sẽ trở nên rất thấp và những người khai thác trung thực sẽ rời đi vì họ không có cách nào để nhận được phần thưởng khối khi bị tấn công liên tục.
Trong một hệ thống dựa trên ASIC, cộng đồng có phương tiện để đối phó với làn sóng tấn công đầu tiên, nhưng các cuộc tấn công tiếp theo được thực hiện dễ dàng. Sau đợt tấn công đầu tiên, cộng đồng có thể hard fork để thay thế thuật toán bằng chứng công việc, tức là "cục gạch" tất cả các ASIC (bao gồm cả ASIC của kẻ tấn công và thợ đào trung thực). Nhưng nếu kẻ tấn công sẵn sàng chịu chi phí bricking ASIC của chính mình, thì tình huống cũng giống như của GPU (do không đủ thời gian để chế tạo và sản xuất ASIC cho thuật toán mới), nên sau đó kẻ tấn công có thể rẻ Cuộc tấn công phục kích điểm hồi sinh liên tục.Chú thích: Brick là từ lóng chỉ sản phẩm điện tử, có nghĩa là sau khi hư hỏng thì không thể sử dụng được, giống như cục gạch vậyTrong trường hợp Proof of Stake, tình hình trở nên rất sáng sủa. Đối với một số loại tấn công 51% (đặc biệt là những người muốn lật ngược các khối đã hoàn thành), bằng chứng cổ phần
Đồng thuận được xây dựng trong
Cơ chế "chém" của , một tỷ lệ lớn cổ phần của kẻ tấn công sẽ tự động bị phá hủy (và sẽ không phá hủy cổ phần của người khác). Đối với các loại tấn công khác khó phát hiện hơn (đặc biệt là thông đồng 51% để chặn thông tin của người khác), cộng đồng có thể phối hợp một "soft fork do người dùng thiểu số kích hoạt (UASF)", có thể phá hủy một số lượng lớn tiền của Kẻ tấn công ( trong Ethereum, điều này có thể được thực hiện bằng cách "trừng phạt rò rỉ không hoạt động một cách thụ động"). Không cần thực hiện hành động "hard fork để loại bỏ tiền tệ". Ngoại trừ UASF cần điều phối thủ công một số khối để chọn, phần còn lại của mọi thứ đều được tự động hóa, miễn là chúng tuân theo các quy tắc của thỏa thuận.
Chú thích: Khối thiểu số là khối được quyết định bởi người xác minh với ít hơn 51% tổng số thế chấp
Do đó, cuộc tấn công đầu tiên vào chuỗi có thể khiến kẻ tấn công phải trả giá hàng triệu đô la và cộng đồng có thể đứng vững trong vài ngày. Cuộc tấn công thứ hai vẫn sẽ tiêu tốn của kẻ tấn công hàng triệu đô la vì họ sẽ cần mua những đồng tiền mới để thay thế những đồng tiền cũ đã bị đốt cháy. Đánh nó lần thứ ba và đốt thêm hàng triệu đô la. Tình hình cực kỳ bất cân xứng và lợi thế sẽ không thuộc về kẻ tấn công.
Proof of Stake phi tập trung hơn ASIC
Bằng chứng công việc dựa trên GPU được phân cấp hợp lý, vì GPU không quá khó để có được. Nhưng như đã đề cập trước đó, rất khó để khai thác dựa trên GPU đáp ứng tiêu chí "bảo mật khi bị tấn công". Mặt khác, khai thác dựa trên ASIC đòi hỏi vốn hàng triệu đô la (và nếu bạn đã mua ASIC của mình, hầu hết thời gian, nhà sản xuất sẽ tận dụng lợi thế của nó)
Ngưỡng vốn này sẽ là câu trả lời cho lập luận phổ biến rằng “Proof of Stake có nghĩa là người giàu ngày càng giàu hơn”: Khai thác ASIC cũng có nghĩa là người giàu ngày càng giàu hơn và trong tình huống này, người giàu có lợi thế hơn. Ngưỡng cổ phần tối thiểu cho Proof of Stake tương đối thấp và nhiều người bình thường có nhiều cơ hội tham gia hơn.
Chú thích: Đánh giá từ mức giá hiện tại là 440 USD/ETH khi bài viết hoàn thành, ngưỡng thế chấp tối thiểu là khoảng 93.000 RMB.
Hơn nữa, Proof of Stake có khả năng chống kiểm duyệt cao hơn. Khai thác GPU và khai thác ASIC rất dễ phát hiện, chúng đòi hỏi nhiều điện năng tiêu thụ, mua phần cứng đắt tiền và các nhà máy lớn. Mặt khác, bằng chứng cổ phần có thể chạy trên một chiếc máy tính xách tay khiêm tốn hoặc thậm chí qua VPN.
Ưu điểm của Proof-of-Work tiềm năng
Tôi nghĩ rằng có hai ưu điểm chính của PoW, nhưng những ưu điểm này thực sự khá hạn chế.
Proof of Stake giống như một "hệ thống khép kín" hơn và sự giàu có được tập trung nhiều hơn trong thời gian dài
Trong Proof of Stake, nếu bạn có một số xu, bạn có thể đặt cọc những xu đó và nhận thêm xu cùng loại. Trong khi ở Proof of Work, bạn luôn có thể nhận được nhiều tiền hơn, nhưng bạn cần một số tài nguyên bên ngoài để làm như vậy. Do đó, người ta mong đợi việc phân phối các đồng tiền bằng chứng cổ phần sẽ tập trung hơn trong thời gian dài.
Câu trả lời của tôi là trong PoS, phần thưởng nhìn chung sẽ thấp (và do đó, người xác nhận sẽ ít sinh lãi hơn). Trên eth2, chúng tôi hy vọng những người xác thực sẽ kiếm được tỷ lệ hoàn vốn hàng năm tương đương với ~0,5-2% tổng nguồn cung ETH. Và càng nhiều người xác nhận thế chấp, lãi suất càng thấp. Do đó, có thể mất một thế kỷ để mức tập trung tài sản tổng thể tăng gấp đôi và trong khoảng thời gian đó, các áp lực phân phối khác (mọi người muốn chi tiêu những gì họ có, phân phối tài sản cho tổ chức từ thiện hoặc con cháu của chính họ, v.v.) có thể sẽ được so sánh Chiếm ưu thế.Proof of Stake yêu cầu "tính chủ quan yếu" trong khi Proof of Work thì khôngXem cái này để biết khái niệm "tính chủ quan yếu"
giới thiệu ban đầu
. Về cơ bản, khi một nút trực tuyến lần đầu tiên hoặc trực tuyến trở lại sau khi ngoại tuyến trong một thời gian dài (vài tháng), nút đó phải sử dụng tài nguyên của bên thứ ba để xác định vị trí của đầu chuỗi chính xác. Bên thứ ba này có thể là bạn của họ, một sàn giao dịch hoặc trình duyệt chuỗi khối hoặc chính nhà phát triển ứng dụng khách hoặc các vai trò khác. PoW không có yêu cầu như vậy.
Nhưng ngay cả khi những rủi ro này cuối cùng cũng trở thành hiện thực, đối với tôi, lợi ích của hệ thống PoS vẫn lớn hơn những nhược điểm: hiệu quả cao hơn, khả năng phản hồi và phục hồi sau các cuộc tấn công cao hơn.
Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Công việc dịch thuật của ECN nhằm mục đích cung cấp thông tin và tài nguyên học tập chất lượng cao cho cộng đồng Ethereum Trung Quốc. Bản quyền của bài viết thuộc về tác giả gốc. Các bản in lại phải ghi rõ nguồn của văn bản gốc và ethereum.cn. Về lâu dài tái bản, vui lòng liên hệ ethereumcn@gmail.com Ủy quyền.
Nguồn tham khảo: Bài viết trước của tôi về Proof of Stake
