鏈聞ChainNews
公眾號ID：chainnewscom
關注
「理解區塊鏈的安全問題，有助於我們從根源處理解 Staking Economy 的意義。」
撰文：李畫
致謝：Genaro CTO 吳為龍
PoS 區塊鏈正在變得流行，Staking Economy 成為熱門話題。
為什麼 PoS 需要 Staking Economy，很大程度上與鏈的安全問題相關。區塊鏈的安全涉及諸多層面，但我們通常指的是一條鏈上的記錄不會輕易被「壞人」篡改的這種安全性，文中所說的安全也特指這一種。
理解鏈的安全問題，也許有助於我們從根源處理解 Staking Economy。
安全：從算力門檻到節點門檻
由於區塊鏈特殊的賬本結構，篡改基本只在一條「壞人」的鏈取代了「好人」的鏈成為主鏈時發生，在最長鏈原則下，也就是「壞人」的鏈的長度超過了「好人」的鏈的長度。
在 PoW 共識下，這種安全問題被稱作「51% 攻擊」；在 PoS 共識下，51% 攻擊不再存在，與之相對應的攻擊手段是「Long-Range Attacks 遠端攻擊」。
1. PoW：51% 攻擊
想要篡改賬本，首先要能夠「寫」賬本，因此，成為記賬節點的門檻是保障區塊鏈安全的第一道關卡。
在 PoW 共識下，這道門檻並不高，只要擁有算力即可，算力在此處指可以算出雜湊值的計算能力。但擁有算力並不代表能篡改賬本，擁有足夠的算力才可能篡改賬本。
其原因在於 PoW 需要工作量證明，能夠生產出更多的區塊完全是由算力決定的。理論上，只要「壞人」的算力比「好人」高，也就是在總算力中佔比超過 50%，「壞人」就可能生成一條更長的鏈，這也是我們把 PoW 下的攻擊稱為「51% 攻擊」的原因。
所以，PoW 鏈的安全是由算力保障的。也就是說，一條鏈的算力越高，該條鏈的安全門檻越高，攻擊者越難以進入該系統進行破壞工作。
2. PoS：Long-Range Attacks
與 PoW 鏈相同，在 PoS 鏈下想要篡改賬本首先也需要能夠「寫」賬本，在沒有更好的說法之前，我們暫且也稱之為「需要擁有算力」。
算力在此處不是指計算能力，因為在 PoS 中生成區塊不取決於是否算出了雜湊值，而取決於該節點是不是記賬節點。我們可以把 PoS 下的算力認為是「抵押代幣參與 Staking 的能力」，只要算力的名次滿足鏈的要求，就能夠成為節點，參與記賬。
因為 PoS 不需要進行工作量證明，節點只要擁有了能夠實現記賬權的算力，就能「走捷徑」生成一條更長的鏈，從而篡改賬本。
「壞人」可以直接從創世區塊開始製造分叉，而不是像 PoW 那樣只能從當前區塊生成分叉，這是我們把 PoS 下的攻擊行為稱為「Long-Range Attacks」的原因。（編者注：此處指沒有更多限制條件的純 PoS，實際的 PoS 會複雜很多）
能否成為記賬節點取決於該節點參與 Staking 的代幣價值在所有參與 Staking 的代幣價值中的佔比，因此「壞人」的攻擊成本主要是由該種代幣的總價值決定的。
所以，對應於 PoW 鏈的安全由計算能力保障，PoS 鏈的安全是由代幣的價值來保障的。也就是說，一條鏈的代幣總價值越高，該條鏈的安全門檻越高，攻擊者越難以進入該系統進行破壞工作。
不過，上述討論是為了理清主要線索而假設的純 PoS 模型，實際 PoS 中的安全門檻會被不同的機制和共識提高，不同鏈的安全問題有較大不同。主要包括兩個方面：
提高成為記賬節點的門檻：在一些 PoS 鏈中，並不是參與 Staking 就有資格參與記賬。比如在提供分散式儲存的公有鏈 Genaro 中，記賬節點除了需要抵押代幣，還需要提供儲存
透過共識演算法提高區塊上鍊的門檻：如今主流的 PoS 幾乎都採用「BFT+PoS」共識，比如以太坊、波卡、Cosmos，新區塊需要被 2/3 節點驗證。
Staking Economy 的必要性
除開比特幣、門羅等等加密貨幣型別的區塊鏈，公鏈和跨鏈更多是作為一種基礎設施存在，它們要做的工作是保護承載在鏈上的資產的安全，而鏈上資產的安全又是由整條鏈的安全來保障的。
這屬於常常被探討的「公鏈捕獲公鏈之上的應用或協議的價值」的話題，「安全」是價值捕獲的重要手段：一條鏈承載的價值越高，要求這條鏈的安全性越高；鏈的安全性越高，需要這條鏈上的代幣的總價值越高，具體的邏輯見上一小節對 PoS 安全問題的分析；代幣的總價值越高，帶來的是這條鏈的價值越高。
代幣對鏈的安全的重要性，決定了鏈對鏈上資產價值的捕獲，同時也決定了 PoS 下的 Staking Economy 的必要性。
假設一條鏈的代幣持有者幾乎不參與 Staking，那麼「壞人」只需要獲得極少的代幣就能「承包」記賬節點，哪怕這條鏈上的代幣價值很高，作惡的人也不需要付出多少成本就能破壞鏈的安全。
所以 PoS 鏈必須透過 Staking Economy，鼓勵代幣持有者參與到 Staking 中來，如果所有的代幣都參與進來，這條鏈就實現了其能力範圍內最高的安全性。
此處有一個延伸話題可以討論：對於鏈的安全來講，代幣全部參與到 Staking 是最理想的狀態，但這樣一來就削弱了流通性，代幣作為支付工具、交換媒介等等的功能就會喪失；反之如果我們需要把代幣用於支付或其他用途的抵押，鏈的安全性又會被削弱。
所以雙代幣是否是 PoS 系統中理想的模型？一種代幣用於保障安全，同時完成價值的捕獲；一種代幣作為交換媒介，是「穩定幣」。
從安全視角重新觀察 PoW 與 PoS 的經濟邏輯
PoW 鏈和 PoS 鏈面臨不同的安全問題，也因此決定了它們不同的經濟邏輯。
有一種觀點認為 PoS 共識下設計了 Staking 是一種鎖住代幣以提升幣價的方法，這其實是對因果關係的一種倒置。PoS 鏈必須透過 Staking 保證安全，代幣被鎖住只是其帶來的一種後果。
也有一種觀點認為 PoW 鏈比 PoS 鏈更加安全，這是有待商榷的。算力門檻不高的 PoW 鏈，特別是新生的 PoW 鏈是脆弱的，就跟價值不高的 PoS 鏈一樣。
PoW 已經走過了十年，用事實證明了它的可信賴；PoS 剛剛萌芽，正在展現自己的生命力，同時也可能帶來很多新問題，但這一切都值得我們去期待、去探索。
