区块链中的POS和POW哪个共识机制更去中心化?
IT资讯 2018-06-19 19:00:56
序言：随着矿机商比特大陆的产品销量坐稳第一，其控制的前两大矿池算力份额超过40%，币圈关于算力中心化问题的讨论日益激烈。然而比特币挖矿真的如传言所说的那么中心化吗?我们又是否思考过如何衡量挖矿的去中心化?就算力中心化问题，笔者将进行一系列的研究，帮助币圈各位拨开算力中心化的重重迷雾。
这是一个十分值得讨论的问题，支撑比特币运行的主要原因就是工作量证明机制(简称POW)，但是自从2012年以来，数字货币爱好者突然热衷于另一种证明机制，也就是权益证明机制POS。POW创造了一种经济机制，这种机制可以有效防止外界对比特币网络的攻击。由于区块链的自然属性，在POW机制下，攻击者想要重写区块记录，需要大量的算力投入，这种攻击的成本非常高。
可以肯定的是，使用工作量证明机制在很大程度上是比特币设计者的意图。中本聪在他的白皮书中对矿工是这样描述的“使用CPU的算力来投票”。在比特币挖矿中，矿工们竞争解决一个数学难题，矿工可以获得比特币作为解决难题的奖励。这场发现区块的竞赛是带着竞争性的，这种竞争就将比特币变成一个经济驱动系统。比特币价格越高，参与挖矿竞争的算力就越大。而算力越高，挖矿的难度就越大。这个看起来自相矛盾的机制使得比特币成长为一个越来越强壮的系统，使得攻击越来越难，成本越来越高。
有趣的是，中本聪找到了一个利用人类贪婪心理的方法，并且把它转化为一种保护比特币系统的方式。挖矿竞争越强(意味着人类的贪婪越强)，整个系统就被保护得越好。
假设算力竞赛确实保护了比特币系统，那就难怪中本聪会说“当这个网络的成长达到了一个临界点，这个网络会交给那些有专业定制硬件集群服务器的专业人员。”
更确切地说，中本聪其实已经预见了ASIC，这并不罕见也不奇怪，如果矿工真的要竞争运算能力，那ASIC的出现就是一个可预见的事情。毕竟自由竞争往往就会带来竞争性的创新。
有很多人喜欢妖魔化ASIC矿机，但事实与这些观点相反，ASIC并不是给矿工带来不平等优势的魔鬼装置。ASIC,也就是专用集成电路，是一种为挖矿而设计的CPU，也就是中本聪所预见的“专用硬件”。
所以当很多基于POW证明机制的币宣称他们要抵抗ASIC时，他们的所作所为，其实就是创造了一种自我打击的币。这些“币”创造了一个竞争性的环境，但是又限制了竞争的手段，进而限制了区块链的安全程度。但是抵抗ASIC的声音却十分强烈，令人惊讶的是，许多币居然把这个威胁区块链安全的隐患当做社区推广的“卖点”!
而就在前不久，主张抵抗ASIC的比特币黄金BTG受到了造成损失数百万美元的双花攻击。没有什么比这个攻击更
能证明抗ASIC的安全性问题!
不幸的是，很多时候看似聪明的营销会盖过合理逻辑的风头。POS是真的靠谱吗?亦或者它是另一个聪明的营销陷阱?
POS的主要思想是，它试图绕过计算密集型的挖矿过程，系统通过随机选择持有币数和币龄的组合来选择区块的创造者。这就意味着共识过程达到了一种惊人的节能程度!那么问题来了，高效和公平是达成共识的方式吗?
PoS的支持者认为它在能源消耗得更少的前提下达到了与PoW相同的结果。POS与POW相同的地方在于，矿工们也需要投入硬件 ，从挖矿竞争中获取报酬;但是不同的地方在于，POS机制下矿工所拥有的币越多，就更有机会挖到区块。换句话说，因为富人有更多的币，所以他们有机会获得更多的币。POS的支持者认为富人的在挖矿中的竞争优势与POW没有区别。
POS的支持者宣称POS模式与POW很相似，但是在节能方面更具优势。
针对他们的观点，我提出以下问题：
1、POS是否跳过了一些在POW中明显是很重要的步骤?
2、POW中“富者越富”有那么明显吗?
3、挖矿应该是一件低成本的事情吗?
POW确实就像POS那样需要硬件的投入，这样的投入可以带来更多的币。然而，POW有一个POS所没有的特性，那就是POS只单纯靠着区块链上的内容来产出新的币。比特币核心开发者Gregory Maxwell有一个有趣的观点“POS是不可行的，它是一个逻辑赘述，它利用区块链已有的内容去决定区块链的内容。”我跟Maxwell在关于比特币的发展有不同观点，但是他的这个观点我是赞同的。
一些新的币种已经意识到POS缺乏来自外部的影响，并选择一种POS+POW的混合模式。麻烦的地方在于这种混合模式承认了POS的缺陷，但是将一种有缺陷的算法和另一种更完善的算法融合会是一个更全面的解决方案吗?这是另一个值得深思的问题。
那为什么外部的影响那么重要呢?这其实很简单，POS需要投入，但是POW需要再投入。POS造成了集中效应，富人将无限期地变得更富有。虽然POW也有可能有相同的效应，但是POW不一定会这样。
在POS机制下，只要你早期有币，之后你躺着就可以获得更多的币，但是在POW机制下，你是不可以休息的，你需要不断地参加挖矿竞赛，并且保持领先才有可能得到币。
POW可以让各式各样的新玩家进入挖矿，比如说一个只有很小算力份额的矿工，可能会发明一种新的挖矿技术，这种挖矿技术会瞬间改变原有的平衡生态。这就有点像新型ASIC矿机的出现，或者是量子计算机。原来生态系统里的矿工的优势已经不重要了，重要的是引入了外部的差异，这样原有矿工的领先就不能被保证了。
在另一方面，POS肯定会造成中心化，而且正是因为不采用已被验证有效的POW机制才会导致的中心化。我经常说，如果你要知道一条技术路线的可行性，你必须始终把技术放在最后。比如说，我曾经说过，如果Core的价值存储路线在高交易费面前是可行的，那么当所有人都囤BTC不卖的时候会发生什么呢?这个时候还有没有更多的资金来支持BTC价格的上涨呢?显然，当所有人都囤着BTC不卖的时候，最终必定会导致价格下跌，在这个时候，你没有更好的交易选择，你能做的就是卖掉BTC。这就是我们所说的，“价值存储”肯定是错误的。
同样的道理，我们也可以将同样的公式用在POS上。假设所有人投资同一个POS币，那么任何一个新进入者如何与已拥有大量币的人竞争呢?很明显，新进入者几乎无法跟原有的持币者竞争，这会导致没有新的资金投入该币种，进而使得成为矿工的难度更大。这就回答了POS中心化的问题，富者越富，外部的干预难以影响这个结果。
比特币的POW是一个奇迹，我们却经常忽略这项机制的天才之处，POW虽然是简单的经济机制，但能使比特币有序运行。POW确实消耗能源，但其实像银行、其他大公司也是消耗能源的。事实上比起银行，比特币消耗的能源更少。如果比特币成长得足够大，它会比世界上所有银行加起来的能源消耗更小。
总之，铸币(印钞)这件事情不应该是免费的，价值从来不会凭空产生。挖掘黄金需要投入劳动力和设备，同样的，挖比特币也需要投入。有趣的是，要挖掘的东西价值越高，需要越多的投入，这和现实世界的挖黄金是一样的道理。
POS会使区块链变成一个处在陷阱中的系统：这个系统不需要任何努力就能铸币，产出的币又会返还原有持币的人手中，最终导致币被少数人所掌握，从而导致中心化。
