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历史视角下,PoW与PoS的共识之辩本质上是什么?

2019-11-29

区块链共识的选择与争论,是历史的一面镜子。

区块链不仅是技术话题,更是治理话题。我们先是探讨用什么方式达成共识,然后用一系列的技术途径去实现。

PoW与PoS的路径选择,是区块链最为基本的话题之一。用算力还是用权益决定区块链的治理?从本质来讲,我们在历史上遇到过相似的困惑和争辩。

本周,stake.fish编译了Colony.io研发工程师Daniel Kronovet的一篇文章,他从另一视角,分析了PoW与PoS共识算法争论,与“现实政治”和“国际机构”的争论,在本质上的相同之处。文章初次发表在2018年3月,也就是以太坊2.0路线图公布的数月之后。

如今,不仅以太坊2.0即将开启从PoW向PoS共识转变的初步阶段,许多PoS网络也将在不久后发布主网。作为PoS网络上的验证节点,stake.fish预计将在明年Q1增加对大约10个知名网络的支持,明显感受到PoS这种“替代共识”的爆发和走向主流的潜力。

PoW与PoS共识各具优劣,相信我们能够通过这篇文章的视角,对两种共识算法及相似的探讨进行更多辩证的考量。

原文标题:Proof of Work vs Proof of Stake: a Mirror of History

作者:Colony.io研发工程师Daniel Kronovet

编译:stake.fish

历史视角下,PoW与PoS的共识之辩本质上是什么?

约1595年的欧洲地图(来源:pinterest)

虽然PoW和PoS是两种截然不同的展现形式,但我们审视它们的方式却有着十分相似的特点。

PoW vs PoS

前段时间我参加了一场由Crypto NYC组织的活动。活动中,两位知名的PoW(Proof of Work,工作量证明)倡导者与PoS(Proof of Stake,权益证明)倡导者Nate Rush展开激辩,讨论区块链社区面临的一个重要议题。

先向初识区块链的读者简单介绍一下:PoW和PoS也就是我们经常谈到的“共识算法”,是一些列准则,用来决定哪些交易在一个特定区块链上是“规范”交易。区块链的共识就像是这个链上的“宪法”:定义这条区块链,决定他的“行为方式”。

在这两者中,PoW事实上是目前驱动比特币和以太坊——这两大加密货币的标准。本质上,PoW需要参与者证明他们为了让交易符合认可的规范,已经完成了一定量的计算工作。这样,比特币和以太坊上,实施欺骗交易的行为需要付出较大的经济成本,只要“好人”拥有至少一半的计算机算力,区块链中的交易就可以被认为是准确的,“坏人”就无法将有害交易记录到网络。

PoW最早在由中本聪在比特币白皮书中被提出。“双重支付问题(double spend problem)”是比特币以前的加密货币所普遍面临的“阿喀琉斯之踵”,这一阻碍加密货币发展的问题被PoW共识算法所解决。

PoW算法因其有效、简单易懂、容易实施而受到赞誉。他的主要缺点是需要消耗大量能源,因为这种“工作”需要投入大量的、非生产性的算力,某种程度上,竞争变成了比拼“谁浪费最多的电能”。

PoS是近些年兴起的关于共识算法的另一种尝试,被称为是PoW的一种替代方案,用来避免PoW大量消耗资源的情况。PoS不是用算力来确定哪些交易可以被选为规范的交易,而是用拥有和投入代币的数量来确定。

谁拥有代币,就拥有网络的更多话语权。如果投入这些代币来试图作出网络不利的行为,那么失去代币的风险也更大。因此PoS共识创造了一种激励更多诚实交易的环境(假设大部分代币持有人会选择诚实交易)。PoS的弊端在于更容易受到操控代币价格的攻击。以太坊社区在由PoW转向PoS共识算法十分感兴趣,这方面的研究也十分活跃。(注:以太坊2.0正是这方面的努力,已经确立了许多细则,并将于今年底正式开启Phase 0阶段。)

现实政治 vs 国际机构

听取辩论(并回顾过去关于这些协议的一些阅读材料),我不禁想起了一场关于国际事务路线的类似的辩论。在国际事务中,有一个19世纪在德国发展起来的“现实政治(Realpolitik)”的概念,它是一种政治哲学,认为在没有一个假想的强大“全球政府”的情况下,像军事力量这样的现实因素决定了国家之间的关系。

这种观点认为国家是在“自然状态”下共存的,这种状态下,思想意识、价值观念、习俗规范都不相关或者影响甚微。作为一种哲学,它有效、简单易懂、容易实施。

在没有可信外交手段的情况下,国家进行军备竞赛的积极性更高,以更先进的武器建设更强的军队,以此相互竞争。由于繁荣兴旺却军备落后的国家将会不可避免的受到践踏,资源自然从学校、医院公共物品转向军备之中。

当一个国家强大到没有挑战者(霸权),或者当许多国家实力相当,各国就处于一个稳定时期,共同呈现一个和平且相持的世界(多极世界),而战争就像标点符号一样穿插在历史篇章之间。

历史视角下,PoW与PoS的共识之辩本质上是什么?

华盛顿山酒店,布雷顿森林峰会议所在地(来源: Booking.com)

第二次世界大战快结束时,同盟国聚集在新罕布什尔州的布雷顿森林,开始着手开发一种替代方案。他们表示,这场“各自为战”的困局持续了太久,应该建立一个国际组织体系,通过金融和贸易网络将各国联系起来,建立讨论、监管和解决争端的机制。世界各国要化干戈为玉帛,不应再有更多战争。

这个新的系统被证明是非常有效的。虽然它促进了全球财富集中到少数人手中,但它也成功地防止了大国之间的全面战争,而且,一般认为,这个新体系促进了数十亿人在科学、技术、文化和生活质量上的提高。

用辩证的眼光审视

将这两种处理国际事物的体系与目前区块链世界提出的两种共识算法进行比较,思考它们解决问题的本质相似性,你会发现比较有意思的事情。在两种不同领域,我们都寻求在相互竞争、可能对立的各方之间建立秩序。

第一种方法是诉诸武力,把武力看成是资源控制、组织能力、信念传统的代言人,这种方法它很容易理解和实现。但这种方法是有局限的,因为它需要把来之不易的能源用于没有生产性的工作中。如果你用“生命的基本过程是获取和分配能量”来衡量,这种方法必然是次优的。

第二种方法是尝试建立一个更加微妙的系统,增强精神层面上的联系。用这种框架增强对试图通过剥削和攫取影响结果的人的抵御能力。这种方法比此前的方法更容易受到破坏,难以预测、检测和响应。

如果一个社区(无论是加密货币社区还是国际社会)具备实现其愿景的决心和方法,那么这种方法就可以让参与者彼此连结,公平竞争,展示出来的结果不仅能体现出这种体系所追求的属性和特质,还能够高效的运行——在尽可能少消耗能量的前提下完成工作。虽然这种方式的风险更高,但是收益的可能也随之提高。

加密共识和国际关系——这两场辩论,本质上是一场辩论。

我们应该进一步花些时间,回顾一下过去找出另一种联系:这些辩论的发展和人类发展呈现相似的特征,都是随着时间的推移,从简单的身体发展出了复杂的思想。

两种思想流派之间的矛盾关系,与人们身体和思想之间的矛盾关系是一样的:一方面,人们的精神常常带有冒险的特质,我们常常想知道身体是否就是我们所需要的一切;另一方面,身体是有限的,而精神却拥有如此巨大的希望。

我们是否有能力、有远见、有毅力在不迷失方向的情况下实现跨越?

2018年3月16日,本文于kronosapiens.github.io首次发布。

Odaily星球日报提醒,请广大读者树立正确的货币观念和投资理念,理性看待区块链,切实提高风险意识;对发现的违法犯罪线索,可积极向有关部门举报反映。

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新锐作者

stake.fish

全球PoS区块链专业验证节点。

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