譯者前言：在以太坊2.0存款合約正式釋出之後，以太坊朝著PoS系統的轉變邁出了一大步，而以太坊聯合創始人Vitalik Buterin在其新發表的文章中，總結了以太坊將從當前的PoW系統切換到PoS系統的理由，在他看來，在相同成本條件下，PoS提供了更好的安全性，從而可以抵禦潛在的攻擊，此外，PoS系統在遭受攻擊後能夠更快恢復，而最後一個優勢，則是PoS相對於ASIC挖礦更去中心化（注：不包括GPU挖礦），儘管如此，Vitalik也提到了PoW系統可能存在的兩大優勢，但這些優勢仍不足以讓以太坊停留在PoW系統。
與工作量證明（PoW）共識機制相比，權益證明（PoS）是一種更優越的區塊鏈安全機制，主要原因有三：
1
在相同成本條件下，PoS提供了更好的安全性
最簡單的方法，就是把PoW和PoS放在一起，看看在區塊獎勵為每天1美元的網路中，進行一次攻擊的成本。
基於GPU的工作量證明
你可以便宜地租用GPU，所以攻擊網路的成本只是租用足夠的GPU功率以超過現有的礦工成本。對於每1美元的區塊獎勵，現有礦工的成本支出應接近1美元（如果他們支出更多，礦工將因無利可圖而退出，如果他們支出較少，新的礦工可以加入進來並獲得高額利潤）。因此，攻擊網路的花費並不會很高，而且只需要進行幾個小時的時間。
總攻擊成本：假設進行6小時的攻擊，大約為0.26美元，當攻擊者獲得區塊獎勵時，有可能降低為零。
基於ASIC的工作量證明
ASIC是一種資本成本：當你買了一臺ASIC礦機，你就可以期望它能在2年內使用，直到它磨損或被更新、更好的硬體淘汰。如果一條區塊鏈受到51%攻擊，社羣可能會透過更改PoW演算法來響應，而你的ASIC礦機就會失去其價值。平均而言，在挖礦成本當中，持續成本約佔1/3，資本成本約為2/3（請參閱這篇文章）。因此，對於每天1美元的區塊獎勵，礦工們將花費大約0.33美元/天的電力+維護費用以及約0.67美元/天的ASIC礦機費用。假設一臺ASIC礦機的使用壽命為2年，那麼一個礦工將需要花費486.67美元來購買這樣的ASIC硬體。
則攻擊總成本為：486.67美元（ASIC硬體成本）+0.08 美元（電力+維護成本）= 486.75美元。
而隨著加入的門檻越來越高，ASIC以較高的中心化成本提供了更高階別的安全。
權益證明（PoS）
PoS幾乎完全是資本成本（存入的幣），唯一的運營成本是執行一個節點的成本。現在，人們願意鎖定多少資金來獲得每天1美元的獎勵？與ASIC礦機不同的是，存入的幣不會折舊，當你完成質押後，你可以在短時間延遲內將幣取回。因此，參與者應該願意為同樣數量的獎勵支付更高的資本成本。
假設15%的回報率足以激勵人們投資（這是預期的以太坊2.0回報率）， 那麼每天1美元的獎勵，將吸引6.667年的存款，或大約2433美元。而一個節點的硬體和電力成本都很小，一臺1000美元的計算機就可以質押數十萬美元的存款，而每月大約100美元就足以支付電力和網際網路成本。我們可以保守地說，這些持續成本約佔總投資成本的10%，也就是說，我們每天只有0.9美元的回報最終對應於資本成本，因此我們需要將上述數字削減約10%。
則攻擊總成本為：0.90美元/每天 * 2433.455天（6.667年） = 2189美元
從長遠來看，這一成本預計會更高，因為Staking會變得更有效，人們對較低的回報率也會感到滿意。我個人預計，這個數字最終會上升到1萬美元左右。
請注意，獲得這種高安全級別的唯一“代價”，是在你Staking時無法隨意移動幣所帶來的不便。甚至有可能是因為公眾知道這些幣都被鎖定了，從而導致幣的價值上升，所以在社羣裡流動、準備進行生產性投資等的貨幣總量保持不變！而在PoW中，保持共識的“代價”，是真實的電力被瘋狂地消耗。
更高的安全性還是更低的成本？
請注意，有兩種方法可以提高系統5-20倍的安全性與代價比，一個是保持區塊獎勵不變，但增加安全性。另一種方法是大幅減少區塊獎勵（從而導致共識機制的“浪費”），並保持安全級別不變。
兩種方法都是ok的，我個人更喜歡後一種，因為正如我們將在下面看到的，在權益證明（PoS）中，即使是成功的攻擊，其危害也要比工作量證明（PoW）的攻擊小得多，並且恢復也更容易。
2
權益證明（PoS）系統遭受攻擊後更容易恢復
在一個PoW系統中，如果你的區塊鏈遭受了51%攻擊，你會怎麼做？截至目前，實踐中唯一的迴應就是“等攻擊者厭煩”。但這忽略了一種更為危險的攻擊可能性，這種攻擊被稱為“覆巢攻擊”（spawn camping attack），意思就是攻擊者一次又一次地攻擊區塊鏈，目標就是讓區塊鏈變得無用。
在一個基於GPU挖礦的系統中，這是沒有辦法防禦的，持續的攻擊者很容易能讓一條區塊鏈永久地無用（或者更現實地，切換到權益證明或權威證明共識機制）。事實上，在最初的幾天之後，攻擊者的成本可能會變得非常低，因為誠實的礦工將會退出（原因是他們無法在攻擊期間獲得獎勵）。
而在一個基於ASIC挖礦的系統中，社羣可以對第一次攻擊做出響應，但這實際上也是一種攻擊，社羣需要透過一次硬分叉來改變PoW演算法來應對第一次攻擊，從而“阻擋”所有的ASIC（攻擊者和誠實的礦工！）。但是，如果攻擊者願意承受最初的代價，那麼在這之後，情況又回到了GPU的情況（因為沒有足夠的時間為新演算法構建和分發ASIC），因此這種情況下，攻擊者仍然可以廉價地繼續執行覆巢攻擊。
然而，在PoS的情況下，情況就要好得多，對於某些型別的51%攻擊（特別是恢復最終確定區塊），在PoS共識證明系統中有一個內建的“罰沒”機制，透過該機制，攻擊者的大部分質押權益（而沒有其他人的質押權益）會自動銷燬。對於其他更難檢測到的攻擊（尤其是51%的聯盟審查攻擊），社羣可以協調一次少數使用者啟用軟分叉（UASF），在這種情況下，攻擊者的資金再次被大量銷燬（在以太坊，這是透過“閒置洩漏機制”完成的）。這不需要“銷燬幣的硬分叉”，除了需要在UASF上協調以選擇少數區塊之外，其他一切都是自動化的，只需簡單遵循協議規則。
因此，第一次攻擊區塊鏈將使攻擊者損失數百萬美元，而社羣將在幾天內恢復元氣。而第二次攻擊區塊鏈，仍然會讓攻擊者損失數百萬美元，因為他們需要購買新的幣來替代已被銷燬的舊幣。同樣的，第三次、第四次……都需要花費攻擊者數百萬美元的成本，這場比賽是非常不對稱的，它不利於攻擊者。
3
權益證明（PoS）比ASIC挖礦更去中心化
基於GPU的工作量證明被認為是合理去中心化的（獲得GPU並沒有很困難），但是基於GPU的挖礦，在很大程度上不符合我們前面我們提到的防範攻擊的安全標準。另一方面，基於ASIC的挖礦需要數百萬美元的資本才能進入。
這也是對常見的“PoS導致富人越富”論點的正確迴應：ASIC挖礦也意味著富人越富，而這場博弈更是向富人傾斜的。至少在PoS系統中，所需的最低質押金額是相當低的，而且很多普通人都能實現。
此外，PoS共識證明更具抗審查性，GPU挖礦和ASIC挖礦都非常容易檢測到：它們需要大量的電力消耗、昂貴的硬體採購以及大型場地，相比之下，PoS 的staking可以在不起眼的膝上型電腦上，甚至透過V.P.N來完成。
4
PoW可能存在的優點
我認為PoW有兩個主要的真正優勢，儘管在我看來，這些優勢也相當有限。
1、PoS系統更像是一個“封閉”系統，這導致長期來看，系統的財富集中度會更高
在PoS系統中，如果你有一些幣，你可以選擇質押它們，然後得到更多的幣。而在PoW系統中，你總是可以賺取更多的幣，但你需要一些外部資源來做到這一點。因此，有人可能會爭辯說，從長期來看，PoS系統的代幣分配可能會越來越中心化。
對此，我看到的主要回應是，在PoS中，總體獎勵（即驗證者收入）將會相當低，在以太坊2.0中，我們預計驗證者年化總收入相當於ETH總供應量的0.5-2%。並且參與staking的驗證者越多，其得到的收益就越少。因此要讓幣的集中度翻倍，可能需要花上一個多世紀的時間，而在這樣的時間範圍裡，其他壓力（想要花錢，將錢分配給慈善機構或其他方式等）可能會佔主導地位。
2、PoS需要“弱主觀性”，而PoW則不需要
有關“弱主觀性”概念的最初介紹，請參見此處。本質上，當一個節點首次上線以及它在很長一段時間（即數月）離線後的任何後續時間，該節點必須找到一些第三方資源來確定正確的區塊鏈。這可以是他們的朋友，可能是交易所或區塊鏈瀏覽器網站、客戶端開發者或者其他參與者，而PoW則沒有這個要求。
然而，這可以說是一個非常弱的要求。實際上，使用者已經需要在這種程度上信任客戶端開發者或社羣。至少，使用者需要信任某人（通常是客戶端開發者）來告訴他們協議是什麼，以及協議的任何更新。
在任何軟體應用中，這都是不可避免的。因此，PoS需要的邊際附加信任要求仍然很低。
但是，即使這些風險確實很大，但在我看來，相對於PoS系統從其更高的效率，以及更好地處理和從攻擊中恢復的能力中獲得的巨大收益來說，都是次要的。
另請參閱我之前撰寫的關於PoS共識機制的文章。
Proof of Stake FAQ
A Proof of Stake Design Philosophy
