Đồng sản xuất bởi Viện nghiên cứu Tongzhengtong × FENBUSHI DIGITAL

Văn bản: Song Shuangjie, CFA; Sun Hanru

Cố vấn đặc biệt: Bo Shen; Rin; JX

hướng dẫn

Văn bản: Song Shuangjie, CFA; Sun Hanru

Bản tóm tắt

Cố vấn đặc biệt: Bo Shen; Rin; JX

hướng dẫn

Các dự án chuỗi khối sử dụng sự đồng thuận PoS tụt hậu so với các dự án sử dụng sự đồng thuận PoW về số lượng và giá trị thị trường. Tại sao tiến độ của các dự án PoS mới vẫn không như mong đợi trên cơ sở các lý thuyết trưởng thành hiện có? Liệu sự đồng thuận PoS có đủ lợi thế để mọi người chấp nhận nó và có một vị trí trong lĩnh vực đồng thuận blockchain không? “Staking Economy” có phải là hướng phát triển mới của blockchain trong tương lai?

Trong mạng chuỗi khối dựa trên sự đồng thuận PoS, tất cả các nút trở thành "người xác minh" có thể có quyền tạo (hoặc xuất bản) khối và xác suất phụ thuộc vào "vốn chủ sở hữu" mà họ sở hữu. So với bằng chứng công việc, các ưu điểm của sự đồng thuận PoS bao gồm giảm tiêu thụ năng lượng, đảm bảo an ninh và giảm rủi ro tập trung hóa."Kinh tế học"Sự đồng thuận PoS ban đầu phải đối mặt với cuộc khủng hoảng "không có cổ phần" và chuỗi khối dễ dàng bị phân nhánh. Cơ chế "Người giữ kiếm" giải quyết cuộc tấn công vô tư vào sự đồng thuận PoS trước đó bằng cách bổ sung các biện pháp trừng phạt đối với các nút không trung thực. Điểm kiểm tra di động và cơ chế nhận biết ngữ cảnh ngăn chặn "các cuộc tấn công tầm xa" vào sự đồng thuận của PoS.

Theo vai trò và tầm quan trọng của quyền và lợi ích trong mô hình kinh tế đồng thuận, chúng ta có thể chia đồng thuận PoS thành bốn loại: đồng thuận PoS thuần túy, đồng thuận PoS lai, DPoS và khái niệm chỉ quyền và lợi ích. được coi là cuộc thảo luận đồng thuận PoS. "Nền kinh tế vốn chủ sở hữu" được đại diện bởi PoS là một hệ thống kinh tế khác với sự đồng thuận của PoW. Nó thường áp dụng mô hình kinh tế lạm phát và chỉ các mã thông báo thế chấp mới có thể tham gia vào quy trình đồng thuận của mạng để thu được thu nhập từ lãi. Do sự tồn tại của lạm phát, chiến lược "giữ tiền để tăng" của kẻ keo kiệt không còn áp dụng được cho sự đồng thuận PoS mới. Tất cả những người nắm giữ phải tham gia vào quá trình đồng thuận của mạng. Dựa trên nhu cầu này, nhiều kịch bản ứng dụng tài chính sẽ xuất hiện.

Kinh tế học

Mục lục

sự an toàn. Tuy nhiên, mô hình kinh tế PoS cũng không giải quyết được các vấn đề về độc quyền và tập trung hóa.

Về lâu dài, mạng chuỗi khối dựa trên sự đồng thuận PoS sẽ phát triển với quy mô tương tự như chuỗi khối đồng thuận PoW.

Cảnh báo rủi ro: Rủi ro tập trung hóa, tiến bộ công nghệ kém hơn mong đợi và rủi ro biến động thị trường.

Mục lục

1 Proof of Stake, một lịch sử ngắn gọn

2 Bảo mật "người mang gươm" bằng chứng cổ phần

2.1 “Bi kịch của cái chung” trong thế giới blockchain

2.2 Cơ chế "Người giữ kiếm"

2.3 Một vấn đề mới - "tấn công tầm xa"

3 Nền kinh tế công bằng——Khái niệm kinh tế của sự đồng thuận PoS

3.1 Các loại đồng thuận PoS

3.3 "Định lượng" tính bảo mật của PoS từ quan điểm kinh tế

chữ

3.4 Độc quyền và liên minh

3.5 Giới thiệu về các thuật toán PoS chính thống hiện tại

4 Hiện tại và tương lai của PoS

chữ

Vào năm 2012, Scott Nadal và Sunny King đã đề xuất bằng chứng về quyền của PoS trong một bài báo, đây là một sự đồng thuận thay thế cho bằng chứng về công việc của Satoshi Nakamoto. Peercoin (Peercoin) đầu tiên tích hợp khái niệm PoS vào cơ chế đồng thuận đã được ra mắt trong cùng năm. Trong những năm tiếp theo, một số dự án blockchain lớn như Ethereum và Cosmos đã đề xuất các giải pháp PoS của riêng họ. Nhưng hôm nay, bảy năm sau, các dự án blockchain có mạng chính áp dụng đồng thuận PoS (ở đây không bao gồm đồng thuận hỗn hợp DPoS, PoW+PoS) tụt hậu so với các dự án áp dụng đồng thuận PoW về số lượng và giá trị thị trường. Tại sao tiến độ của các dự án PoS mới vẫn không như mong đợi trên cơ sở các lý thuyết trưởng thành hiện có? Liệu sự đồng thuận PoS có đủ lợi thế để mọi người chấp nhận nó và có một vị trí trong lĩnh vực đồng thuận blockchain không? “Staking Economy” có phải là hướng phát triển mới của blockchain trong tương lai?

1 Proof of Stake, Sơ lược về lịch sử

Trong mạng chuỗi khối dựa trên sự đồng thuận của PoS, các nút không còn cạnh tranh để giành quyền ghi sổ thông qua sức mạnh tính toán và xác suất giành được quyền ghi sổ phụ thuộc vào lượng vốn chủ sở hữu mà chúng sở hữu. "Stake" ở đây có thể là số lượng mã thông báo được nắm giữ bởi nút hoặc nó có thể là một chức năng của số lượng mã thông báo. Ví dụ: khái niệm "tuổi đồng xu" do Peercoin đề xuất được đề cập bên dưới, nút giữ thẻ càng lâu thì tuổi đồng xu tích lũy càng nhiều. So với bằng chứng công việc, các ưu điểm của sự đồng thuận PoS bao gồm giảm tiêu thụ năng lượng, đảm bảo an ninh và giảm rủi ro tập trung hóa.

Trong suốt lịch sử của PoS, sự phát triển của PoS có thể được chia thành ba giai đoạn.

Giai đoạn đầu tiên là sự đồng thuận lai PoW + PoS được đại diện bởi Peercoin. Tuy nhiên, loại đồng thuận hỗn hợp ban đầu này vẫn yêu cầu các nút tham gia sản xuất khối thực hiện một lượng tính toán giá trị băm nhất định, nghĩa là tạo ra các khối theo cách tương tự như khối lượng công việc, ngoại trừ xác suất mỗi nút tìm thấy một khối pháp lý thông qua tính toán giống như nút. Vốn sở hữu nắm giữ có liên quan, nghĩa là nhà sản xuất được chọn theo vốn chủ sở hữu và phương pháp khuyến khích dựa trên vốn chủ sở hữu được áp dụng. Peercoin đã không hoàn toàn đạt được mục tiêu "giảm tiêu thụ năng lượng".

Giai đoạn thứ hai là sự đồng thuận PoS thuần túy do Nextcoin đại diện. Loại cơ chế đồng thuận PoS này không yêu cầu hoặc chỉ yêu cầu các nút thực hiện một lượng nhỏ phép tính giá trị băm, nhưng sử dụng chức năng tạo số ngẫu nhiên được phân phối và có thể kiểm chứng để chọn nhà sản xuất khối và phương pháp khuyến khích vẫn liên quan đến quyền và lợi ích được giữ bởi các nút. Loại hình đồng thuận PoS này tiêu tốn ít năng lượng hơn so với Proof-of-Work, nhưng vẫn tiềm ẩn một mối nguy hiểm tiềm ẩn gây nguy hiểm cho an ninh mạng vẫn chưa được giải quyết triệt để-Tấn công không có cổ phần (no stake tấn công).

Giai đoạn thứ ba là một loại đồng thuận PoS mới được đại diện bởi Ethereum Casper. Loại đồng thuận này thường sử dụng PoS như một phần của thuật toán đồng thuận: các khối được tạo ra ở dạng PoW và tính hữu hạn của sự đồng thuận được PoS xác nhận tại một khoảng thời gian nhất định của các khối; hoặc các khối được tạo ra ở dạng PoS, sử dụng thuật toán BFT Thực hiện xác minh khối. Loại đồng thuận PoS này không dựa trên thuật toán cụ thể được sử dụng. Điểm chung của chúng là triển khai "nền kinh tế vốn chủ sở hữu". Các nút có thể nhận được phần thưởng khối theo tỷ lệ vốn chủ sở hữu mà họ nắm giữ bằng cách tham gia vào sự đồng thuận của mạng. Khác với PoS ban đầu, loại hình đồng thuận này giải quyết vấn đề "không có cổ phần" bằng cách thêm các hình phạt kinh tế đối với các nút không trung thực và tăng cường tính bảo mật của sự đồng thuận PoS.

Ngoài ra, sự đồng thuận kiểu "được ủy quyền" (DelegatedPoS) được đại diện bởi BitShares và EOS cũng được công chúng biết đến. Tuy nhiên, trong loại đồng thuận này, quyền và lợi ích chỉ được phản ánh trong việc bỏ phiếu cho "siêu nút" và không liên quan gì đến các mô hình kinh tế, khuyến khích và trừng phạt, vì vậy nó thường không được thảo luận dưới dạng đồng thuận PoS.

Theo quy trình sản xuất chuỗi khối, sự đồng thuận PoS có thể được chia thành hai loại sau:

PoS dựa trên "chuỗi" (Bằng chứng cổ phần dựa trên chuỗi). Tương tự như nguyên tắc của khối sản xuất BTC PoW, thuật toán chọn ngẫu nhiên một nút để chịu trách nhiệm về khối sản xuất theo quyền và lợi ích mà nút nắm giữ sau mỗi khoảng thời gian nhất định. Khối này phải được thêm vào một khối hợp pháp. ngã ba xảy ra, vượt qua Các quy tắc được chỉ định bởi thuật toán đồng thuận chọn một chuỗi làm chuỗi đồng thuận.

PoS "Byzantine" (Bằng chứng cổ phần kiểu BFT). Thuật toán chọn ngẫu nhiên một nút để xuất bản một khối theo các quyền và lợi ích mà nút đó nắm giữ trong mỗi khoảng thời gian nhất định, nhưng liệu khối này có hợp pháp và có thể được gắn vào chuỗi đồng thuận hay không cần phải được xác nhận bởi một tỷ lệ người xác minh nhất định biểu quyết.

2 "Người giữ kiếm" an toàn của Proof of Stake

Khác với sự cạnh tranh về sức mạnh tính toán trong sự đồng thuận PoW, nghĩa là bằng cách giới thiệu các tài nguyên bên ngoài khan hiếm và thưởng cho sức mạnh tính toán do các nút trả bằng mã thông báo để đảm bảo tính bảo mật của mạng chuỗi khối, PoS hy vọng dựa vào hệ thống kinh tế chuỗi khối Lực lượng nội sinh để giải quyết vấn đề bảo mật. Sự đồng thuận PoS phân bổ quyền ghi sổ khối và phần thưởng mạng theo "vốn chủ sở hữu" và đảm bảo tính bảo mật của sự đồng thuận thông qua một loạt giải pháp sáng tạo và trên cơ sở này tạo ra một "nền kinh tế vốn chủ sở hữu" duy nhất trong thế giới blockchain.

2.1 “Bi kịch của cái chung” trong thế giới blockchain

Sự đồng thuận PoS ban đầu phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng của các nhánh dễ dàng. Giáo sư Harding đã mô tả một câu chuyện như vậy trong bài báo "Bi kịch của cộng đồng": Một số người chăn cừu ăn cỏ trên đồng cỏ chung. Vì tài nguyên của đồng cỏ là có hạn, khi số lượng cừu vượt quá sức chứa của đồng cỏ, Sau khi mang số lượng tối đa , tổng giá trị sản xuất của đàn sẽ giảm xuống. Hãy xem xét một mô hình đơn giản bao gồm hai người chăn cừu, giả sử rằng số lượng chăn thả hợp lý trên đồng cỏ là hai người và mỗi người trong số hai người chăn cừu có một con cừu, tại thời điểm này, giá trị sản lượng của mỗi con cừu là 1 đơn vị và mỗi con cừu bổ sung , Giá trị tổng sản lượng của đàn sẽ giảm.

Mỗi người chăn cừu phải đối mặt với hai lựa chọn: thêm một con cừu khác hoặc giữ nguyên hiện trạng. Nếu người chăn có lý trí thì việc thêm một con cừu sẽ là chiến lược tối ưu trong cả hai trường hợp, tuy nhiên khi cả hai người chăn đều chọn chăn thả thì tổng giá trị sản lượng của đồng cỏ sẽ giảm. Sự giác ngộ về "bi kịch của cái chung" là việc các cá nhân phát triển và sử dụng tài nguyên công một cách thiếu kiềm chế sẽ dẫn đến tổn hại đến lợi ích chung.

Sự đồng thuận PoS ban đầu cũng gặp phải một vấn đề tương tự, đó là "rational fork". Trong mạng chuỗi khối dựa trên "chuỗi", khi một nút tìm thấy hai khối có cùng chiều cao, nghĩa là khi mạng rẽ nhánh, nút đó phải đối mặt với hai lựa chọn: 1. Theo quy tắc đồng thuận, chọn một trong các nút làm nút Chuỗi chính, trên đó các khối mới được tạo ra; Thứ hai, các khối mới được tạo ra trên hai chuỗi rẽ nhánh cùng một lúc.

Chuỗi khối là một công nghệ vô hình và hệ sinh thái mà nó mang theo là một phần quan trọng tạo nên giá trị của nó. Trong trường hợp "bi kịch của cái chung", tài nguyên đồng cỏ bị lạm dụng bị hạn chế. giá trị tổng thể so với không có nhánh.

Trong chuỗi khối đồng thuận PoW, lựa chọn như vậy thực sự không hợp lệ. Sức mạnh tính toán thuộc sở hữu của nút là cố định. Nếu nút phân bổ một phần sức mạnh tính toán để khai thác trên chuỗi rẽ nhánh, thì trước tiên, nó phải chịu rủi ro rằng chuỗi rẽ nhánh cuối cùng sẽ không có bất kỳ giá trị nào và nút sẽ thua do khai thác trên chuỗi rẽ nhánh. Và thu nhập giảm trên chuỗi chính. Nếu giá trị của chuỗi rẽ nhánh được công nhận, các nút hợp lý khác sẽ nhanh chóng chuyển sức mạnh tính toán của chúng sang chuỗi rẽ nhánh, để đạt được sự cân bằng về mức tăng sức mạnh tính toán đơn vị trên hai chuỗi. Nếu tỷ lệ sức mạnh tính toán của nút so với sức mạnh tính toán của toàn bộ mạng không thay đổi, thì nó không thể thu được lợi nhuận vượt mức. Việc lựa chọn một nút hợp lý là tiếp tục khai thác trên chuỗi có nhiều khả năng trở thành chuỗi chính nhất.

Theo sự đồng thuận của PoS, các khối của chuỗi rẽ nhánh trước chiều cao rẽ nhánh hoàn toàn giống với chuỗi ban đầu, vì vậy các nút cũng có cùng số lượng mã thông báo trên chuỗi rẽ nhánh. Bằng cách này, các quyền và lợi ích tương ứng có thể tiếp tục tạo ra các khối trên chuỗi phân nhánh và việc khai thác trên hai chuỗi không ảnh hưởng lẫn nhau, vì vậy các nút hợp lý sẽ chấp nhận sự tồn tại của chuỗi phân nhánh.

Có quan điểm cho rằng nếu những người nắm giữ chứng chỉ có thể thấy trước tác hại do sự phân chia này gây ra, họ sẽ từ chối sản xuất các khối trên chuỗi phân tách để bảo vệ lợi ích của chính họ. Nhưng trên thực tế, hầu hết các cá nhân trong nhóm đều thiển cận, nếu không có các quy tắc khác để hạn chế, một số nút sẽ từ bỏ quyền và lợi ích trên chuỗi phân nhánh. Điều này còn được gọi là "Không có gì bị đe dọa".

2.2 Cơ chế "Người giữ kiếm"

Cơ chế đồng thuận Ethereum Casper áp dụng cơ chế "Slashers" (Slashers, còn được dịch là "Kiếm sĩ") và đưa các biện pháp trừng phạt vào cơ chế đồng thuận để giải quyết thảm kịch công khai của sự đồng thuận PoS trước đó. Nội dung cốt lõi của giao thức là các nút tham gia sản xuất khối (được gọi là trình xác minh) cần phải cam kết một số tiền ký quỹ bảo đảm nhất định và quy định một loạt các điều kiện phạt. Khi phát hiện ra rằng nút đã thực hiện hành động được liệt kê trong điều kiện phạt, khoản tiền gửi bảo đảm được cam kết bởi nút sẽ bị tịch thu và quyền của người xác minh sẽ bị thu hồi. Các hành vi sẽ bị trừng phạt thường bao gồm các hành vi nguy hiểm như tạo khối trên hai chuỗi cùng một lúc, không tạo khối ở độ cao mới nhất. Các biện pháp trừng phạt kinh tế (Chặt chém) đối với các nút thể hiện các hành vi độc hại có thể xảy ra đã thay đổi thu nhập dự kiến ​​của các nút đào và không đào khi chuỗi phân nhánh có thể xuất hiện, miễn là các nút đào chuỗi phân nhánh hoặc khởi động các cuộc tấn công, chúng có thể thu được nếu lợi nhuận kỳ vọng ít hơn so với tiền gửi thế chấp của nó, thì việc lựa chọn một nút hợp lý sẽ tuân thủ các quy tắc và là một nút trung thực, do đó giải quyết các cuộc tấn công không vụ lợi.

"Kiếm sĩ" trong khoa học viễn tưởng "Vấn đề ba cơ thể" đã gửi tọa độ của thiên hà Trisolaran khi hạm đội Trisolaran phát động cuộc tấn công vào trái đất, phá hủy thiên hà Trisolaran và hệ mặt trời, đồng thời là lực lượng chủ chốt giúp trái đất chống lại kiềm chế những kẻ tấn công ba thân. Cơ chế "người cầm kiếm" trong cơ chế đồng thuận PoS thế hệ mới cũng là một vũ khí sắc bén để hạn chế những kẻ tấn công tiềm ẩn. Bằng cách chỉ định các điều kiện trừng phạt và số tiền thế chấp hợp lý, nó có thể nâng cao hiệu quả khả năng chống lại các cuộc tấn công mạng khác nhau của cơ chế đồng thuận.

2.3 Một vấn đề mới - "tấn công tầm xa"

Sự đồng thuận PoS dựa trên chuỗi phức tạp hơn trong cách xác định tính chính xác của sự đồng thuận. PoS từ bỏ khái niệm "lấy chuỗi có khối lượng công việc tích lũy lớn nhất làm chuỗi chính". Trong mạng PoS, nơi các nút có thể tham gia hoặc thoát tự do, thay đổi tiền gửi là động và người xác minh cần lấy thông tin mới nhất của người khác trình xác minh để Xác định khối nào thực sự hợp lệ. Khác với mạng PoW, việc đánh giá xem khối có hợp pháp hay không chỉ phụ thuộc vào một vài thông tin khách quan: tính hợp pháp của giao dịch, liệu hàm băm của tiêu đề khối có đáp ứng yêu cầu hay không và đánh giá rằng chuỗi chính có áp dụng nguyên tắc xác định là dài nhất hay không. chuỗi.PoS cũng cần xem xét khả năng "tấn công tầm xa" tình dục.

"Tấn công tầm xa" là hình thức tấn công đe dọa nhất trong sự đồng thuận của PoS, khi một nút rút thế chấp của mình, mặc dù nó không còn quyền xác minh các khối tiếp theo, nhưng nó vẫn có thể khôi phục khối trước khi rút thế chấp. cuộn và vì nó không còn bị trừng phạt bằng tiền gửi bị mất, kẻ tấn công có thể hối lộ các nút này để thu thập đủ tiền gửi "ma" (đã được rút) để xây dựng lại chuỗi tấn công đủ lâu nhằm cố gắng thay thế các khối mà các nút này có được xác minh trong thời gian họ làm người xác thực.

Một chiến lược giải pháp là di chuyển các trạm kiểm soát. Nghĩa là, các điểm kiểm tra được đặt sau mỗi khoảng thời gian khối nhất định và chỉ các khối sau điểm kiểm tra mới có thể được tổ chức lại. Khoảng thời gian giữa các điểm kiểm tra thường nhỏ hơn thời gian gửi tiền gửi tối thiểu bắt buộc, để đảm bảo rằng các khối có đủ xác suất được xác minh bởi các nút đã thanh toán tiền gửi. Một chiến lược giải pháp khác là "Giao dịch theo ngữ cảnh". Khi xây dựng một giao dịch, hãy ghi lại giá trị băm của khối trước đó hoặc một số khối trong giao dịch, để giao dịch có thể được liên kết với một nhánh khối cụ thể và các giao dịch giả mạo trên chuỗi phân nhánh trở nên khó khăn.

3.1 Các loại đồng thuận PoS"Tính chất dứt khoát"Theo các vai trò khác nhau của Stake trong mô hình kinh tế đồng thuận, chúng ta có thể chia PoS thành các loại trên.

Trong hai cơ chế đồng thuận sau, tính công bằng không đóng vai trò quyết định trong quá trình đồng thuận, do đó, nó thường không được thảo luận dưới dạng đồng thuận PoS. Sự khác biệt giữa chúng và hai sự đồng thuận PoS trước đó nằm ở chỗ liệu các ưu đãi kinh tế của mạng có được phân phối theo cổ phần mà các nút sở hữu hay không. Mặc dù một số đồng thuận PoS cũng chọn một số lượng hạn chế người xác minh tham gia vào quy trình đồng thuận bằng cách bỏ phiếu, cuộc bầu chọn này được thực hiện bằng cách "ủy thác" quyền cho người xác minh thông qua hợp đồng thông minh. Người xác minh không có quyền sử dụng mã thông báo được ủy quyền và phần thưởng khối mà người xác minh thu được sẽ được phân phối cho chủ sở hữu của họ theo số lượng mã thông báo. Trong sự đồng thuận của DPoS, phần thưởng khối chỉ được phân bổ cho các siêu nút và một số nút ứng cử viên nhất định.

Sự khác biệt giữa sự đồng thuận của PoS thuần túy và PoS lai là liệu quá trình lựa chọn trình xác thực có liên quan đến cổ phần mà họ nắm giữ hay không. Xác suất chọn một nhà sản xuất khối trong sự đồng thuận PoW tương ứng có liên quan đến sức mạnh tính toán của nó. Sự đồng thuận PoS lai thường cung cấp cho blockchain với PoS

Tính chất dứt khoát

Xác minh, trong khi việc sản xuất các khối và lựa chọn trình xác minh được thực hiện theo những cách khác. Nếu xác suất của một nút có được quyền ghi sổ có liên quan đến các quyền được thế chấp của nó, thì loại đồng thuận này có thể được coi là đồng thuận PoS thuần túy.

PoS thuần túy được xác định theo cách này không thể bao gồm các thuật toán đồng thuận khác.Trên thực tế, hầu hết các đồng thuận PoS sử dụng thuật toán BFT để bỏ phiếu trên các khối. Ví dụ, thuật toán cơ bản của Tendermint là PoS+pBFT, thuật toán cơ bản của Proof of Activity là PoS+PoW và thuật toán cơ bản của Casper FFG là PoW+PoS+BFT, xu hướng phát triển của PoS trong tương lai cũng sẽ là lai đoàn kết.

3.2 Tất cả những người nắm giữ đều tham gia vào mạng lưới đồng thuận

Sự đồng thuận của PoS có thể được tóm tắt là: những người nắm giữ cổ phần bỏ phiếu cho khối mà họ cho là hợp pháp và sẵn sàng chịu rủi ro mất tiền gửi do gian lận. Trong một hệ thống kinh tế chuỗi khối, chủ sở hữu mã thông báo có thể được chia thành các loại sau: nhà đầu tư cá nhân, nhà đầu tư tổ chức, quỹ và nhà phát triển dự án. Các cách để những người nắm giữ mã thông báo này lưu trữ mã thông báo bao gồm: quyền giám sát cá nhân đối với khóa riêng tư (bao gồm cả dịch vụ ví ngoại tuyến), trao đổi và người giám sát. Trong cơ chế đồng thuận PoS truyền thống, thu nhập lãi chỉ có thể tự động nhận được bằng cách giữ mã thông báo.

Trong cơ chế đồng thuận PoS bổ sung cơ chế phạt, chỉ mã thông báo thế chấp tham gia vào quy trình đồng thuận mạng để nhận thu nhập lãi. Do sự tồn tại của lạm phát, chiến lược "giữ tiền để tăng" của kẻ keo kiệt không còn áp dụng cho sự đồng thuận PoS mới và tất cả những người nắm giữ phải tham gia vào quá trình đồng thuận để nhận phần thưởng khối. Sự tồn tại của cơ chế phạt làm tăng đáng kể chi phí vận hành một nút đồng thuận chuyên nghiệp, khiến các nhà đầu tư cá nhân khó có thể trang trải chi phí.

Nếu mạng PoS không hỗ trợ hợp đồng thông minh với các chức năng ủy thác tương tự, thì sẽ có các cơ quan chuyên môn xác minh. Các nhà đầu tư cá nhân ủy thác các nút xác thực chuyên nghiệp thay mặt họ thế chấp mã thông báo và trả một khoản phí quản lý nhất định để có được thu nhập lãi. Những người tham gia kinh tế mạng phù hợp với hoạt động kinh doanh này bao gồm trao đổi mã thông báo kỹ thuật số, ví, v.v. Coinbase hiện có kế hoạch triển khai dịch vụ thế chấp vốn cổ phần cho người dùng Tezos và ước tính rằng thu nhập thụ động hàng năm của các nhà đầu tư là khoảng 8%. Một khoản phí quản lý 20% được tính.

Nếu các nhà đầu tư cá nhân tham gia vào nền kinh tế vốn chủ sở hữu PoS mới, thì những rủi ro sau đây đáng được xem xét kỹ lưỡng: chi phí cơ hội của mã thông báo thế chấp, tỷ lệ hoàn vốn dự kiến, khả năng chuyên môn và thu hoa hồng của các tổ chức thế chấp ủy thác, kiến ​​thức chuyên môn và chuyên môn cần thiết cho chi phí nút xác minh tự xây dựng.

Sự đồng thuận PoS mới khuyến khích tất cả những người nắm giữ mã thông báo tham gia vào quy trình đồng thuận và duy trì an ninh mạng, điều này hơi khác so với PoW.

3.3 "Định lượng" tính bảo mật của PoS từ quan điểm kinh tế

Tính bảo mật của mạng chuỗi khối là cơ sở của tất cả các ứng dụng và chỉ số hiệu suất của nó.Sự đồng thuận của PoS giới thiệu cơ chế "người giữ kiếm" sẽ có thể cung cấp khả năng bảo mật tương đương với PoW. Khái niệm bảo mật hơi khác so với khả năng chịu lỗi của cơ chế đồng thuận, khả năng chịu lỗi của cơ chế đồng thuận thường là một giá trị lý thuyết được suy ra thông qua thuật toán, trong khi an ninh mạng cũng bị ảnh hưởng bởi một loạt yếu tố như hoạt động thực tế của cơ chế đồng thuận. mạng, mô hình kinh tế và quy mô của các nút. Tôi hy vọng sẽ tìm thấy một chỉ số có thể định lượng để đo lường tính bảo mật của mạng chuỗi khối.

Từ góc độ lợi ích kinh tế, nếu lợi ích của việc tấn công một hệ thống cao hơn chi phí tấn công nó, thì các cuộc tấn công tương tự đáng để thử. Ngược lại, nếu chi phí tấn công một hệ thống cao hơn lợi ích có thể thu được, thì kẻ tấn công sẽ không kinh tế và một hệ thống như vậy là "an toàn về mặt kinh tế". Ví dụ, bức tường biên giới Mỹ-Mexico, buôn bán ma túy, nhập cư bất hợp pháp và thậm chí buôn người ở khu vực biên giới Mỹ-Mexico có thể mang lại lợi nhuận khổng lồ và chi phí phá bức tường biên giới (chẳng hạn như xây dựng đường hầm) không đáng nói, vì vậy "Bức tường biên giới" là một ví dụ về sự mất an ninh kinh tế.

Mật mã hiện đại là một ví dụ về ứng dụng có thể giữ dữ liệu cá nhân "an toàn về mặt kinh tế". Ngay cả đối với mã hóa đối xứng, được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày, tính bảo mật của nó cũng rất cao nếu không tính đến các yếu tố con người như rò rỉ cơ sở dữ liệu trang web và mật khẩu lưu trữ văn bản gốc. Chi phí cố gắng bẻ khóa mật khẩu của người dùng thông thường thường cao hơn giá trị tài khoản của chính người dùng.Công nghệ mã hóa bất đối xứng dựa trên chuỗi khối có thể chống lại các cuộc tấn công sức mạnh tính toán của tất cả các máy tính trên thế giới.

Trong sự đồng thuận của PoW, tính bảo mật của mạng được đảm bảo bằng đủ sức mạnh tính toán và các nút sẽ chỉ tham gia khai thác nếu chúng có đủ động lực kinh tế, nghĩa là khi chi phí cận biên để chạy một nút nhỏ hơn doanh thu cận biên. Vì không có hình phạt nào đối với các nút độc hại trong mạng PoW, tổn thất tối đa do các nút độc hại gây ra là phần thưởng khối có thể có. Nếu kẻ tấn công khởi động cuộc tấn công 51%, thì kẻ tấn công cần nắm vững ít nhất 51% sức mạnh tính toán và nếu kẻ tấn công muốn khôi phục giao dịch trước N khối, giả sử rằng kẻ tấn công có 60% sức mạnh tính toán của toàn bộ mạng, sau đó chỉ cần Sau 3N chiều cao khối, anh ta có thể đào ra một chuỗi tấn công dài hơn chuỗi ban đầu, vì vậy chi phí tấn công của anh ta chiếm khoảng 60% tổng phần thưởng của 3N khối. Do đó, chi phí tấn công của mạng PoW có thể được định lượng.Chúng ta có thể ước tính độ an toàn của mạng thông qua các tham số như sức mạnh tính toán của toàn mạng, giá thuê sức mạnh tính toán, chi phí sản xuất máy khai thác và tốc độ tăng trưởng. tỷ lệ khó mạng.

Trong sự đồng thuận của PoS bao gồm giao thức Slasher, các nút độc hại phát động các cuộc tấn công sẽ không chỉ làm mất thu nhập lãi có thể có mà còn mất tiền đặt cọc thế chấp. Ý nghĩa của một khối được xác nhận bởi N% là: nếu khối không trở thành sự đồng thuận cuối cùng, thì người xác minh sẽ mất N% tổng số tiền gửi của toàn bộ mạng. Giả sử rằng trong chuỗi khối đồng thuận PoS, kẻ tấn công muốn khởi động một cuộc tấn công tương tự, thì anh ta cần thế chấp một tỷ lệ mã thông báo nhất định, tỷ lệ này thay đổi tùy thuộc vào thuật toán đồng thuận cụ thể. Trong sự đồng thuận PoS dựa trên "chuỗi", thông thường cần phải thế chấp 51% tổng số mã thông báo để khởi động một cuộc tấn công tương tự và chi phí tấn công phải trả là cùng một số lượng mã thông báo và thu nhập lãi tương đối nhỏ.

Cũng rất khó để có được 51% số mã thông báo đang lưu hành. Một mặt, nếu mã thông báo được mua thông qua thị trường thứ cấp, việc mua lại quy mô lớn chắc chắn sẽ làm tăng giá và tăng chi phí tấn công của kẻ tấn công; mặt khác, một số lượng đáng kể mã thông báo đã bị khóa thế chấp- tăng kỳ. Cosmos đã thế chấp 73,9 triệu mã thông báo, chiếm 39% tổng nguồn cung; Tezos đã thế chấp 530 triệu mã thông báo, chiếm 81% tổng nguồn cung; Decred đã thế chấp 4,55 triệu mã thông báo, chiếm 48% tổng nguồn cung. Nếu việc phân bổ mã thông báo ban đầu là hợp lý, thì rất khó để một kẻ tấn công đơn lẻ thực hiện một cuộc tấn công tương tự.

Nếu kẻ tấn công trong mạng PoW chỉ muốn viết lại các giao dịch trong một vài khối cuối cùng, thì anh ta chỉ cần trả gấp nhiều lần chi phí cho phần thưởng khối, điều này phụ thuộc vào sức mạnh tính toán của anh ta, miễn là thu nhập có thể vượt quá khả năng của anh ta. chi phí tấn công, thì mạng rơi vào trạng thái không an toàn. Tuy nhiên, một khi kẻ tấn công trong mạng PoS đã chiếm được 51% số mã thông báo đang lưu hành, thiệt hại đối với an ninh mạng sẽ là vĩnh viễn.

Đồng thuận PoW giới thiệu các tài nguyên bên ngoài để cung cấp bảo mật cho mạng và chính giá trị của tài nguyên này tạo ra một ngưỡng nhất định cho các cuộc tấn công, trong khi đồng thuận PoS dựa vào giá trị và cơ chế trừng phạt của các mã thông báo trong mạng để ngăn chặn các cuộc tấn công. Bằng chứng về quyền và lợi ích của PoS có thể đảm bảo "an ninh kinh tế" không yếu hơn bằng chứng về công việc trong điều kiện phân phối ban đầu hợp lý.

3.4 Độc quyền và liên minh

"An ninh kinh tế" không có nghĩa là mạng blockchain tuyệt đối an toàn. Một mặt, có những kẻ tấn công "bất chấp mọi giá", nếu kẻ tấn công muốn phá hủy mạng chuỗi khối bằng mọi giá, bất kể sự can thiệp của con người (cộng đồng buộc phải khôi phục chuỗi tấn công, v.v.), thì hiện tại không có mạng chuỗi khối nào có thể chống lại các cuộc tấn công tương tự. cuộc tấn công. Mặt khác, độc quyền nhóm là một vấn đề mà bất kỳ hình thức kinh tế nào cũng phải đối mặt.

Trong mạng PoW, có vấn đề về tập trung sức mạnh tính toán và sự độc quyền của các nhà sản xuất máy khai thác, một mặt mọi người lo lắng rằng các nhóm khai thác lớn sẽ tập trung quá nhiều sức mạnh tính toán, mặt khác họ cũng lo lắng rằng các nhà sản xuất máy khai thác chuyên dụng sẽ độc quyền từ nguồn với công nghệ Sản xuất máy khai thác. Do sự tồn tại của quy mô kinh tế, các nhà khai thác đầu tư vốn quy mô lớn để sản xuất máy khai thác hoặc thành lập trang trại khai thác có chi phí thấp hơn so với các nhà khai thác vừa và nhỏ, vì vậy họ có khả năng cạnh tranh cao hơn trong mô hình cạnh tranh sức mạnh tính toán PoW, và nó dễ hình thành độc quyền hơn.

Mặc dù cơ chế đồng thuận PoS tránh được các vấn đề về tập trung sức mạnh tính toán và máy khai thác, nhưng nó cũng tạo ra một hình thức độc quyền mới. Một số nút nắm giữ một số lượng lớn mã thông báo có thể tự tổ chức thành một liên minh xác thực. Họ không cần phải làm bất cứ điều gì có thể tịch thu tiền gửi của họ. Miễn là tiền gửi của họ vượt quá 51%, thì điều đó sẽ có tác động tiêu cực đến quản trị và cộng đồng trên dây chuyền.có quyền phát biểu tuyệt đối. Những liên minh như vậy, nếu họ có đủ quyền lực thực thi, có thể từ chối đưa vào bất kỳ giao dịch nào mà họ không muốn đưa vào. Những công ty độc quyền tiềm năng này có thể là nhà đầu tư dự án ban đầu, sàn giao dịch hoặc thậm chí là chính dự án. Nếu một cuộc tấn công tương tự xảy ra, nó chỉ có thể dựa vào "sự đồng thuận của cộng đồng" để buộc phải phân nhánh. Do đó, đối với các dự án PoS, kế hoạch phân phối ban đầu của mã thông báo và một mức độ thanh khoản và giá trị thị trường nhất định là rất quan trọng.

Từ góc độ phân cấp, PoS không có lợi thế rõ ràng so với PoW.

3.5 Giới thiệu về các thuật toán PoS chính thống hiện tại

Cosmos Network là một Internet chuỗi khối có thể hoạt động và có thể mở rộng dựa trên thuật toán đồng thuận Tendermint. Tendermint là một bản chuyển thể PoS của Dung sai lỗi Byzantine thực tế (pBFT). Mạng chọn ngẫu nhiên một nút làm nhà sản xuất để phát hành một khối theo lượng vốn chủ sở hữu mà nút đó nắm giữ với xác suất tương ứng, nhưng việc xác nhận và xác minh tính hữu hạn của khối vẫn được hoàn thành thông qua thuật toán pBFT.

Casper CBC là phiên bản điều chỉnh PoS của giao thức GHOST bằng chứng khối lượng công việc. CCBC là một sự đồng thuận PoS thuần túy chú ý nhiều hơn đến an ninh kinh tế và ngăn chặn sự xuất hiện của các tổ chức cartel bằng cách thiết kế các quy tắc khuyến khích và trừng phạt hợp lý."tấn công tầm xa"Hiện tại và tương lai của 4PoS

Và các vấn đề mới khác, do đó phải thiết kế các cơ chế phức tạp hơn để đảm bảo an ninh mạng, làm tăng chi phí phát triển và tiềm ẩn các lỗ hổng bảo mật, đồng thời tiến độ phát triển của các mạng PoS lớn không được như mong đợi.

Ghi chú:

Vì một số lý do nên một số danh từ trong bài chưa chính xác lắm, chủ yếu như: chứng chỉ chung, chứng chỉ số, tiền kỹ thuật số, tiền tệ, token, crowdsale, v.v. Nếu bạn đọc có thắc mắc gì có thể gọi điện hoặc viết thư để cùng thảo luận .

Bài viết này ban đầu được tạo bởi Viện nghiên cứu TokenRoll (ID: TokenRoll). In lại trái phép đều bị cấm. Để in lại, vui lòng trả lời các từ khóa trong nền【Tái bản】