Vitalik cho bạn biết lý do Ethereum chuyển từ PoW sang PoS

Tiêu đề gốc: Vitalik: Ba lý do chính để Ethereum chuyển từ PoW sang PoS

Nguồn gốc: Miễn phí và dễ dàng

Người dịch Lời nói đầu: Sau khi chính thức phát hành hợp đồng tiền gửi Ethereum 2.0, Ethereum đã có một bước tiến lớn trong việc chuyển đổi sang hệ thống PoS Trong bài viết mới xuất bản của mình, người đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin đã tóm tắt tương lai của Ethereum từ lý do chuyển đổi hiện tại. từ hệ thống PoW sang hệ thống PoS, theo ông, trong cùng điều kiện chi phí, PoS cung cấp khả năng bảo mật tốt hơn và có thể chống lại các cuộc tấn công tiềm ẩn. Ngoài ra, hệ thống PoS có thể phục hồi nhanh hơn sau khi bị tấn công. Ưu điểm cuối cùng là PoS. được phân cấp hơn so với khai thác ASIC (lưu ý: không bao gồm khai thác GPU). Mặc dù vậy, Vitalik cũng đề cập đến hai ưu điểm có thể có của hệ thống PoW, nhưng những ưu điểm này vẫn chưa đủ để khiến Ethereum bị mắc kẹt trên hệ thống PoW.

Với cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW) So sánh, Proof of Stake (PoS) là một cơ chế bảo mật blockchain vượt trội vì ba lý do chính:

1. Trong cùng điều kiện chi phí, PoS cung cấp tốt hơn. bảo mật

Cách đơn giản nhất là đặt PoW và PoS lại với nhau và xem Chi phí của một cuộc tấn công vào mạng nơi phần thưởng khối là như thế nào 1 đô la mỗi ngày.

Bằng chứng công việc dựa trên GPU

Bạn có thể thuê GPU với giá rẻ nên chi phí tấn công mạng chỉ là thuê đủ sức mạnh GPU để vượt quá chi phí khai thác hiện có. Với mỗi 1 đô la phần thưởng khối, chi phí thanh toán cho những người khai thác hiện tại phải gần 1 đô la (nếu họ trả nhiều hơn, những người khai thác sẽ bỏ cuộc vì không có lãi, nếu họ trả ít hơn, những người khai thác mới có thể tham gia và kiếm được lợi nhuận cao). Vì vậy, việc tấn công mạng không tốn kém lắm và chỉ mất vài giờ.

Tổng chi phí tấn công: giả sử cuộc tấn công kéo dài 6 giờ, khoảng 0,26 USD, khi kẻ tấn công nhận được phần thưởng khối , có thể là giảm xuống bằng không.

Bằng chứng công việc dựa trên ASIC

ASIC là chi phí vốn: khi bạn mua một giàn khai thác ASIC, bạn có thể sử dụng nó trong 2 năm cho đến khi nó cũ đi hoặc bị lỗi thời bởi phần cứng mới hơn, tốt hơn. Nếu một blockchain bị tấn công 51%, cộng đồng có thể phản ứng bằng cách thay đổi thuật toán PoW và công cụ khai thác ASIC của bạn sẽ mất giá trị. Trung bình, chi phí liên tục chiếm khoảng 1/3 chi phí khai thác và chi phí vốn khoảng 2/3 (xem bài viết này bài viết). Vì vậy, để có phần thưởng khối 1 đô la hàng ngày, những người khai thác sẽ chi khoảng 0,33 đô la/ngày cho tiền điện + bảo trì và khoảng 0,67 đô la/ngày cho phí khai thác ASIC. Giả sử giàn khai thác ASIC có tuổi thọ 2 năm, người khai thác sẽ cần chi 486,67 USD để mua phần cứng ASIC đó.

Tổng chi phí của cuộc tấn công là: 486,67 USD (chi phí phần cứng ASIC) + 0,08 USD (chi phí điện + bảo trì) = 486,75 Đô la.

Khi ngưỡng tham gia ngày càng cao hơn, ASIC cung cấp mức độ bảo mật cao hơn.

Bằng chứng cổ phần (PoS)

PoS Chi phí gần như hoàn toàn là vốn (tiền gửi), chi phí vận hành duy nhất là chi phí chạy một nút. Bây giờ, mọi người sẵn sàng khóa bao nhiêu tiền để nhận được phần thưởng 1 USD mỗi ngày? Không giống như các công cụ khai thác ASIC, số tiền ký gửi không bị mất giá và khi bạn hoàn tất việc đặt cược, bạn có thể lấy lại số tiền của mình với độ trễ ngắn. Do đó, người tham gia nên sẵn sàng trả chi phí vốn cao hơn cho cùng số tiền thưởng.

Giả sử lợi nhuận 15% là đủ để thúc đẩy mọi người đầu tư (đây là lợi nhuận dự kiến trên Ethereum 2.0), thì mỗi ngày Phần thưởng 1 đô la sẽ thu hút 6,667 năm tiền gửi, tương đương khoảng 2433 đô la. Chi phí phần cứng và điện của một nút là rất nhỏ. Một máy tính trị giá 1.000 đô la có thể đặt cọc hàng trăm nghìn đô la và khoảng 100 đô la mỗi tháng là đủ để trang trải chi phí điện và Internet. Chúng tôi có thể nói một cách dè dặt rằng những chi phí liên tục này chiếm khoảng 10% tổng chi phí đầu tư, nghĩa là chúng tôi chỉ có lợi nhuận 0,9 USD mỗi ngày và cuối cùng tương ứng với chi phí vốn, vì vậy chúng tôi cần cắt giảm con số trên khoảng 10%. .

Tổng chi phí tấn công là: 0,90 USD/ngày * 2433,455 ngày (6,667 năm) = 2189 USD

Về lâu dài, chi phí này dự kiến sẽ cao hơn do việc đặt cược trở nên hiệu quả hơn và mọi người trở nên không hài lòng với mức lợi nhuận thấp hơn. Cá nhân tôi kỳ vọng con số đó cuối cùng sẽ tăng lên khoảng 10.000 USD.

Xin lưu ý rằng "cái giá" duy nhất để có được mức độ bảo mật cao này là bạn không thể di chuyển xung quanh trong khi đặt cược . sự bất tiện do tiền tệ gây ra. Thậm chí có thể tổng số tiền lưu hành trong cộng đồng, sẵn sàng cho đầu tư sinh lời, v.v., vẫn giữ nguyên vì công chúng biết rằng những đồng tiền này bị khóa, khiến giá trị của đồng tiền tăng lên! Trong PoW, “chi phí” để duy trì sự đồng thuận là điện thực bị tiêu thụ một cách điên cuồng.

Bảo mật cao hơn hay chi phí thấp hơn?

Xin lưu ý rằng có hai cách để cải thiện tỷ lệ bảo mật và chi phí của hệ thống lên 5-20 lần. Một là giữ nguyên. khối phần thưởng thay đổi liên tục, nhưng thêm tính bảo mật. Một cách tiếp cận khác là giảm mạnh phần thưởng khối (do đó gây "lãng phí" cơ chế đồng thuận) và giữ mức độ bảo mật không thay đổi.

Cả hai phương pháp đều ổn, cá nhân tôi thích phương pháp sau hơn vì như chúng ta sẽ thấy bên dưới Có, trong Bằng chứng cổ phần (PoS), ngay cả một cuộc tấn công thành công cũng ít gây hại hơn nhiều so với cuộc tấn công Bằng chứng công việc (PoW) và việc phục hồi cũng dễ dàng hơn.

2. Hệ thống Bằng chứng cổ phần (PoS) dễ phục hồi hơn sau khi bị tấn công

Trong hệ thống PoW, bạn sẽ làm gì nếu blockchain của bạn bị tấn công 51%? Hiện tại, phản ứng duy nhất trong thực tế là "đợi cho đến khi kẻ tấn công chán ngấy". Nhưng điều này bỏ qua khả năng xảy ra một cuộc tấn công nguy hiểm hơn được gọi là "cuộc tấn công cắm trại sinh sản", nghĩa là kẻ tấn công tấn công blockchain nhiều lần, với mục tiêu làm cho blockchain trở nên vô dụng.

Trong một hệ thống dựa trên khai thác GPU, không có cách nào để bảo vệ nó. Kẻ tấn công dai dẳng có thể dễ dàng khiến blockchain vĩnh viễn trở nên vô dụng (Hoặc thực tế hơn là chuyển sang sử dụng. cơ chế đồng thuận bằng chứng cổ phần hoặc bằng chứng ủy quyền). Trên thực tế, sau vài ngày đầu tiên, chi phí mà kẻ tấn công phải trả có thể trở nên rất thấp vì những người khai thác trung thực sẽ bỏ cuộc (vì họ không thể nhận được phần thưởng trong cuộc tấn công).

Trong hệ thống dựa trên khai thác ASIC, cộng đồng có thể phản ứng với cuộc tấn công đầu tiên, nhưng đây thực sự là một cuộc tấn công và cộng đồng cần phải vượt qua một Fork điểm cứng để thay đổi Thuật toán PoW để đối phó với cuộc tấn công đầu tiên, từ đó "chặn" tất cả ASIC (kẻ tấn công và thợ mỏ trung thực!). Tuy nhiên, nếu kẻ tấn công sẵn sàng chịu chi phí ban đầu, sau đó tình hình sẽ quay trở lại tình trạng GPU (vì không có đủ thời gian để xây dựng và phân phối ASIC cho thuật toán mới), nên trong trường hợp này kẻ tấn công vẫn có thể tiếp tục với giá rẻ để thực hiện cuộc tấn công lật tổ.

Tuy nhiên, trong trường hợp của PoS, tình hình tốt hơn nhiều đối với một số loại tấn công 51% (đặc biệt là phục hồi các khối đã hoàn thiện), trong đó có một. Cơ chế “chém” tích hợp trong hệ thống chứng minh đồng thuận PoS Thông qua cơ chế này, hầu hết các lợi ích đã cam kết của kẻ tấn công (chứ không phải lợi ích đã cam kết của người khác) sẽ tự động bị tiêu hủy. Đối với các cuộc tấn công khác khó phát hiện hơn (đặc biệt là cuộc tấn công Kiểm duyệt Liên minh 51%), cộng đồng có thể điều phối một số lượng nhỏ các soft fork do người dùng kích hoạt (UASF), trong trường hợp đó, tiền của kẻ tấn công lại bị phá hủy với số lượng lớn (bằng Ethereum). Square, việc này được thực hiện thông qua "cơ chế rò rỉ nhàn rỗi"). Điều này không yêu cầu "đốt tiền xu"; ngoài việc phối hợp trên UASF để chọn một số khối, mọi thứ khác đều được tự động hóa và chỉ cần tuân theo các quy tắc giao thức.

Do đó, cuộc tấn công đầu tiên vào blockchain sẽ khiến kẻ tấn công thiệt hại hàng triệu đô la, trong khi cộng đồng sẽ phục hồi trong vòng vài ngày. Cuộc tấn công thứ hai vào blockchain vẫn sẽ khiến kẻ tấn công tốn hàng triệu đô la vì họ sẽ cần mua tiền mới để thay thế số tiền cũ đã bị phá hủy. Tương tự như vậy, lần thứ ba, lần thứ tư... tất cả đều tiêu tốn của kẻ tấn công hàng triệu đô la. Trò chơi này rất bất cân xứng và không có lợi cho kẻ tấn công.

3. Bằng chứng cổ phần (PoS) được phân cấp nhiều hơn so với khai thác ASIC

Dựa trên Bằng chứng công việc của GPU được coi là phi tập trung hợp lý (việc lấy GPU không khó lắm), nhưng việc khai thác dựa trên GPU phần lớn không đáp ứng các tiêu chuẩn bảo mật chống lại các cuộc tấn công mà chúng tôi đã đề cập trước đó. Mặt khác, việc khai thác dựa trên ASIC đòi hỏi vốn hàng triệu đô la để tham gia.

Đây cũng là câu trả lời chính xác cho lập luận chung “PoS làm cho người giàu trở nên giàu hơn”: Khai thác ASIC cũng có nghĩa là người giàu càng giàu hơn, và trò chơi này Nó thậm chí còn nghiêng về phía người giàu hơn. Ít nhất là trong các hệ thống PoS, số tiền đặt cược yêu cầu tối thiểu khá thấp và nằm trong tầm tay của nhiều người bình thường.

Ngoài ra, bằng chứng đồng thuận PoS có khả năng chống kiểm duyệt tốt hơn và cả khai thác GPU và khai thác ASIC đều rất dễ dàng phát hiện : Chúng yêu cầu tiêu thụ nhiều điện năng, mua phần cứng đắt tiền và địa điểm rộng lớn. Ngược lại, việc đặt cược PoS có thể được thực hiện trên một máy tính xách tay khiêm tốn hoặc thậm chí thông qua V.P.N.

Những lợi thế có thể có của PoW

Tôi nghĩ PoW có hai lợi thế thực sự chính, mặc dù theo quan điểm của tôi. Tuy nhiên, những lợi thế này ưu điểm còn khá hạn chế.

1. Hệ thống PoS giống một hệ thống "đóng" hơn, dẫn đến sự tập trung tài sản vào hệ thống cao hơn về lâu dài. hệ thống, nếu Bạn có một số xu, bạn có thể chọn đặt cược chúng và nhận được nhiều xu hơn. Trong khi đó, trong hệ thống PoW, bạn luôn có thể kiếm được nhiều tiền hơn, nhưng bạn cần một số nguồn lực bên ngoài để làm điều đó. Do đó, người ta có thể lập luận rằng việc phân phối token của hệ thống PoS có thể ngày càng trở nên tập trung hơn trong dài hạn.

Phản hồi chính mà tôi thấy về vấn đề này là trong PoS, phần thưởng tổng thể (tức là thu nhập của người xác thực) sẽ tương đương với Thấp, trong Ethereum 2.0, chúng tôi hy vọng tổng doanh thu hàng năm của những người xác thực sẽ tương đương với 0,5-2% tổng nguồn cung ETH. Và càng có nhiều người xác nhận tham gia đặt cược thì họ càng nhận được ít lợi ích hơn. Vì vậy, có thể phải mất hơn một thế kỷ để mức độ tập trung của tiền xu tăng gấp đôi và trong khoảng thời gian đó, các áp lực khác (muốn tiêu tiền, phân bổ tiền cho tổ chức từ thiện hoặc các phương tiện khác, v.v.) có thể chiếm lấy vị trí dẫn đầu.

2. PoS yêu cầu "tính chủ quan yếu", trong khi PoW thì không. phần giới thiệu ban đầu về khái niệm "tính chủ quan yếu", xem tại đây. Về cơ bản, khi một nút lần đầu tiên trực tuyến và bất kỳ lần tiếp theo nào sau khi nó ngoại tuyến trong một khoảng thời gian dài (tức là vài tháng), nút đó phải tìm một số tài nguyên của bên thứ ba để xác định chuỗi khối chính xác. Đây có thể là bạn bè của họ, có thể là các trang web trao đổi hoặc khám phá blockchain, nhà phát triển khách hàng hoặc những người tham gia khác, trong khi PoW không có yêu cầu này.

Tuy nhiên, đây được cho là một yêu cầu rất yếu. Trên thực tế, người dùng đã cần phải tin tưởng vào nhà phát triển ứng dụng khách hoặc cộng đồng ở mức độ này. Ở mức tối thiểu, người dùng cần tin tưởng ai đó (thường là nhà phát triển ứng dụng khách) để cho họ biết giao thức là gì và mọi cập nhật đối với giao thức.

Điều này là không thể tránh khỏi trong bất kỳ ứng dụng phần mềm nào. Do đó, các yêu cầu tin cậy bổ sung cận biên mà PoS yêu cầu vẫn ở mức thấp.

Tuy nhiên, ngay cả khi những rủi ro này thực sự lớn, theo tôi, so với hệ thống PoS, nó vẫn được hưởng lợi từ hiệu quả cao hơn cũng như khả năng xử lý và kiểm soát tốt hơn. chỉ là thứ yếu so với những lợi ích to lớn thu được từ khả năng phục hồi sau các cuộc tấn công.

Cũng xem bài viết trước của tôi về cơ chế đồng thuận PoS.

Câu hỏi thường gặp về Bằng chứng cổ phần

Triết lý thiết kế bằng chứng về cổ phần

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia