深度解析PoW和PoS專案的中心化風險是哪些

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推動加密貨幣行業蓬勃發展的核心原則之一是數字資產不需要中心化機構,然而,像工作量證明(PoW)和權益證明(PoS)這樣的共識演算法是讓使用者自行維護網路資料的完整性以實現治理的民主化。

但是,兩種去中心化治理模式在處理去中心化交易時都遇到各自問題。LongHash 檢視各種資料,探討了主要參與者或利益相關者對工作量證明(PoW)和權益證明(PoS)加密貨幣的影響,以此來分析各個專案的中心化程度。

PoW 專案的算力分佈

工作量證明(PoW)是大多數業界領先的加密貨幣所採用的治理模式,包括比特幣和以太坊。這可能會在未來發生改變,因為以太坊開發人員目前正計劃使用權益證明(PoS)。

不同的加密貨幣利用工作量證明(PoW)的方式大不相同。理論上,工作量證明(PoW)能夠使網路上的決策實現民主化。許多行業支持者都對 PoW 模式帶來的威脅非常謹慎,例如:礦池已經佔據了網路的大部分算力從而使得他們有可能為自己牟利。過去,LongHash 分析顯示區區幾個礦池就可以佔據網路的大部分算力。

我們對比特幣(BTC)、以太坊(ETH)和萊特幣(LTC)這幾個PoW明星專案的算力分佈進行了新一輪研究。根據 2019 年 6 月 13 日圖表顯示,比特幣(BTC)算力分佈最廣。

在所有比特幣礦池中,BTC.com 是最大的算力貢獻者,佔 17.9% 左右。F2Pool (13%)、AntPool (12.5%) 和 BTC.TOP (10.9%) 緊跟其後。最大的兩個 BTC 礦池加在一起佔整個網路算力的 30.9%。

而另一方面,對於以太坊而言,最大的兩個礦池共佔網路算力的 49.09%。Ethermine 礦池是比特幣、以太坊、萊特幣三大網路中最大的礦池,佔以太坊總算力27.09%。

萊特幣最大的算力貢獻者是 Poolin 礦池,佔網路算力的 21.2%。與比特幣和以太坊相比,最大的兩個萊特幣礦池佔其算力的 37.2%。

PoS 專案的抵押率佔比

對比工作量證明(PoW)和權益證明(PoS)加密貨幣的去中心化水平存在許多困難。最根本的困難是兩種治理模式在實現共識方面存在很大的差異。

與工作量證明(PoW)模式不同,權益證明(PoS)治理模式基於參與者的數字貨幣所有權。那些被認為擁有大量stake 的人也需要承擔更多責任來維護網路安全。想了解更多資訊,請閱讀我們的權益證明(PoS)指南。

因為 PoS 區塊鏈並不像 PoW 區塊鏈那樣強調“挖”數字貨幣,所以考慮礦池的算力並不是一個很好的選擇。相反,我們研究了驗證人(validators)在各自網路中擁有的投票數量。

在此類別中,我們的選擇非常有限。現如今的加密貨幣市場中,只有少數頂級貨幣採用了 PoS 模式。此外,像 EOS 和 TRON 這樣的流行資產利用了 PoS 的修訂版——委託權益證明(DPoS),其功能與 PoS 截然不同。

我們研究了 Cosmos (ATOM) 和 Tezos (XTZ),因為這兩種貨幣的執行方式都是基於 PoS 共識機制演算法。此外,按市值排名,目前這兩種貨幣位於前 20 名。

對於許多 PoS 加密貨幣而言,最大的投票權持有者是 PoS 礦池,這也是 Cosmos 的情況。對於 Cosmos 而言,stake.fish 礦池具有最大的影響力。我們資料生成的時候,stake.fish 池佔整體網路投票的 7.92%。

Stake.fish 網站解釋道:“權益證明(PoS)區塊鏈擁有驗證人去創造、提議或投票可以新增到區塊鏈裡的區塊。這些驗證人需要強大的硬體才可以執行,這些硬體需全天線上,並具有多種安全功能。”

這類驗證人允許使用者“抵押”資產並獲取經濟回報。實際上,這意味著使用者不用花費特定時間就可以儲存資產。使用者獲得的獎勵通常來自於他們抵押資產所創造的新區塊。

Tezos 系統裡 baker(即生產區塊的人)的運作方式與 PoS 礦池運作方式相似,因為這些 baker 充當網路的驗證人。如圖表所示,Tezos 投票權的主要貢獻者是 Tezos 基金會的 baker。加在一起,一共佔整個網路投票權的 23.33% 左右。

但是,根據 Tezos 基金會宣告,Tezos 基金會不會利用其權力影響網路:“現在新的提案期已經開始,基金會決定不參與前一部分的投票。”

根據該專案的 Twitter 文章,Tezos 在 2018 年 7 月才有了第一個非基金會的 baker。隨著時間的推移,網路權力越來越分散。相對而言,Tezos 基金會於今年 3 月擁有超過 31% 的網路投票權。

除 Cosmos 和 Tezos 外,其他基於 PoS 模式的加密貨幣依然處於開發和採用的起步階段。因此,這些資產可能還需要一些時間才能像比特幣(BTC)、以太坊(ETH)、萊特幣(LTC)這些頂級貨幣一樣進行同等規模的測試。

PoW 專案的中心化風險

如果一個資產真的去中心化,那麼沒有任何中心化機構可以控制其未來發展趨勢。這不僅是原則問題。在工作量證明(PoW)區塊鏈中,單一的礦池控制絕大部分的算力更容易導致 51% 攻擊。

這種型別的攻擊是指:某個實體擁有絕大部分的網路控制權,從而能夠操縱未來網路上的交易。因此,對於工作量證明(PoW)貨幣而言,算力均勻的分佈是非常重要的。

從資金安全來看,在比特幣及以太坊系統裡是非常難發起 51% 攻擊,所以我們可以說相比於中心化銀行或央行體系,比特幣為代表的 PoW 是可以透過去中心化模式保證安全(忽略沒有足夠礦工支援的小幣種)。

從決策系統來看,比特幣的系統的缺點就是各方參與者相當割裂,礦工持幣人及核心開發者各自為不同的群體,因為沒有一致的利益(幣),整體決策及推動升級是相當緩慢的,而主要程式碼都由 bitcoin core 提供及推動升級,這樣的決策系統是相對中心化的。

從制衡結果來看,有些 PoW 擁護者絕對透過恰巧因為參與群體利益不一致,可以產生一個制衡結果,如果在最初設計有一個好的治理系統,比如 Decred 的改革,Nervos 提出的治理體系,從這個方向來看 PoW 支持者有權說自己是更去中心化的。

另外 PoW 還有一個很大的缺點,因為中國具備製造業優勢,也就是中國能掌握大部分的礦機,這對 PoW 專案的國際化及去中心化非常不利。

雖然一些創新者已經意識到 PoW 中心化的風險,但是有些人認為權益證明(PoS)代幣特別脆弱。據某位非常熟悉該話題的專家稱,保持權力分散對 PoS 代幣尤為重要。

Messari 產品負責人王啟奧說:“PoW 網路中,使用者(持有者)與驗證人(礦工)之間權力嚴重分離,早在 2017 年我們就已意識到這一點。那時,比特幣使用者呼籲礦工啟用 SegWit,取消 SegWit2x,即使很多人認為礦工擁有更多的網路控制權。”

他繼續補充道:“PoS 網路中,持有者和抵押者往往是同一人。所以,權力分離較少。”

PoS 專案的中心化風險

Proof of Stake 從最初就有一幣一 stake 的概念,幣是股權,也是投票權,也就是這樣的設計是更加支援治理的。

從資金安全來看,PoS 一樣要面對 51% 攻擊的威脅,我們在過往文章提到,要攻擊 PoS 區塊鏈也是需要付出相當高的成本,也就是說在資金安全上 PoS 透過經濟學的去中心化保障也是相對可靠的。

從決策系統來看,PoS 本身就更好支援治理,每一個系統都有屬於他們的治理流程與投票系統,而大家爭論的問題主要在於 PoS 礦池是不是過度代表普通人的投票權,有些區塊鏈中如 Cosmos 前幾個節點就佔據了多數投票權重,而且礦工與治理決策人是同一個,那這樣的系統會不會有問題。

事實上目前多數的 PoS 區塊鏈都是屬於代議政治,代議政治更符合現有社會的政治參與體置,一般人是沒有時間與精力參與政治,而節點作為精英代表一般人參與,Tezos 及 Cosmos 都是如此,Tezos 有他標榜可進化且流程化的治理流程,Cosmos 則賦予普通人擁有最後投票權(也就是不滿意節點投票,可以更改決議,更改決議可以覆蓋節點投票結果)。

PoS 區塊鏈遇到的最大問題會在於初始代幣如何分發,及後續如何解決富者越富的問題,目前可以看到很多創新的代幣分發目的就是為了避免中心化,也有不同區塊鏈提出降低大節點收益的方案,最終 PoS 專案會不會被大節點控制有待觀察。

結語

中心化問題是每一個區塊鏈都要面對的,上面文章分析了 PoW 礦池的算力分佈,與 PoS 礦池抵押率的佔比,就是想給大家一個更清晰的呈現。

中心化是所有專案都沒有辦法避免的問題,在現實生活如此,在區塊鏈亦是如此。

LongHash 客觀地去分析 PoW 與 PoS 的優缺點,研究兩者在各自發展過程中「中心化」和「去中心化」的博弈過程,分析其中的原因和利弊,幫助投資者清晰看清專案的本質,從而實現理性決策。

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