Casper共识:如果验证者违规怎么办?罚没全部权益

Casper共识:如果验证者违规怎么办?罚没全部权益

文 | 李少主

李少主,比特币及区块链行业推广者,6年从业经验。

致力于数字货币的研究,欢迎有识之士共同探讨区块链!

以太坊发布了网络共识更改提案Casper第一个版本0.1.0的代码。以太坊转向权益证明要逐渐成为现实了。其开发者Casper FFG的Danny Ryan指出,0.1.0版本标志着客户端和外部审计者可以更加容易地跟踪合约和更改。

以前的文章曾经提到,以太坊后期将转到权益证明,即PoS。目前的以太坊仍然是PoW共识,而PoS则是一种基于保证金的激励共识协议。Casper也是PoS,特殊之处在于加入了一种惩罚机制,以避免恶意攻击。

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什么是Casper?

Casper也是一种共识,是以太坊社区提出的共识协议,可以称其为投注共识,属于PoS共识协议。

在讲Casper之前,我们还是先回忆一下PoW(工作量证明)。第一种数字加密货币比特币采用的是PoW模式,这其实就是我们如何通过挖矿获得比特币的规则:

在PoW共识机制下,矿工进行计算去猜谜,挖出一个区块,并将其添加到区块链上。

当矿工挖出一个区块的时候,要把它发布到网络上进行验证。

在挖矿的过程中要消耗算力和电量。

如果算力提高,挖矿的难度也会提高,以保证出块速度保持稳定。

每个区块中包含的比特币每四年衰减一半,直到2140年全部开采完毕。

在PoW中,解题非常困难,但是验证却很容易。工作量证明当然能够验证矿工对于社区的贡献,但是这种体系效率非常低下,消耗大量的电力。

事实上,任何规则都会面临人类的小聪明的挑战,PoW没有办法避免算力集中的问题。个人挖矿很快就消失,人们开发出算力强大的ASIC矿机,65%的算力被最大的五家矿池占有。

以太坊未来将使用PoS(权益证明),不再进行挖矿,验证者将取代矿工。在PoS的规则中:

验证者锁定一部分已经持有的币作为保证金。

然后他们验证区块。

如果验证者发现了一个认为可以添加到链上的区块,会通过下赌注的方式进行验证。

如果该区块上链,验证者将得到与堵住成比例的奖励。

广义上,Casper也是PoS共识。可以算是它的一种特殊类型。不同之处在于,Casper的共识是按照块达成,而不是按照链达成。在Casper共识机制下,增加了一个步骤:

验证者锁定一部分以太币作为保证金。

然后他们验证区块。

如果验证者发现了一个认为可以添加到链上的区块,通过对大部分保证金下赌注的方式进行验证。

如果该区块上链,验证者将得到与堵住成比例的验证。

如果验证者有恶意行为,将遭到惩罚,其所有的保证金都将被没收,所有的权益都将被消灭。

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为什么要用Casper?

之所以要加入惩罚条款,在于避免硬分叉。

对于PoW模式来说,由于挖矿的成本太高。如果矿工不在被普遍承认的分叉上进行挖矿,别的矿工都不来,那么挖矿的收益将不能覆盖成本,从而也就避免了分叉。大家都在最长的主链上进行工作。

但是PoS就不行了,挖矿实际上变得虚拟化,如果进行分叉,实际上并没有什么损失。矿工可以同时在两条链上投入资金参与验证,只要赌对了都能获得收益,这被称为“无利害关系”。

在权益证明下,验证人只有缴纳了保证金之后,其签名才有意义。Casper通过对这些保证金的直接控制来约束验证人的行为。如果一个验证者做出了Casper认为无效的事情,其保证金将被罚没,出块和参与共识的权利也会被取消。

在权益证明下,共识认可的链必须起源于当前锁定了保证金的验证人的区块。只要知道了当前锁定了保证金的验证人,就能够识别出共识认可的链。验证人列表随着验证人的保证金不断锁定、罚没、解锁而变动。

以太坊的Casper并不是单一的一个项目,Casper FFG是Vitalik版Casper,是一个混合PoW/PoS共识机制。它是正准备进行初步应用的版本,也是被精心设计好来缓冲权益证明的转变过程的。设计的方式是,一个权益证明协议被叠加在正常的以太坊版工作量证明协议上。

此外还有一个叫做Casper the Friendly GHOST: Correct-by-Construction(CBC)的项目。

Casper FFG实施以后,以太坊将有一个工作量证明和权益证明的过渡阶段。

初期,Casper将保存目前的工作量证明协议,以完成大部分工作。但是在验证的时候,则使用权益证明。押金的最低金额是1500个以太币。以今天的价格计算,是704万人民币。想成为验证者不是那么容易的。所以这些验证者相当于是社区成员的代表。

以太坊最终将完全转变为权益证明,但这个过程可能很漫长。引入PoS才刚刚起步。

Casper的第一阶段目前必须进行审计,并且直到为以太坊客户编写了更多代码供项目用户下载以运行加密货币协议之后,以太坊网络才能实施Casper。由于Casper不会与之前的以太坊版本兼容,因此这个网络将需要硬分叉。

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下注是怎么回事?

前面提到,以太坊的验证者将通过下注的方式决定哪个区块上链。具体来说,Casper要求验证人将保证金的大部分对于共识结果进行下注,每一个验证者都需要进行下注。

验证者需要猜测其他人会赌哪个区块胜出。如果赌对了,验证人就可以拿回自己的保证金以及交易费用,如果没有迅速达成共识,他们就只能拿回部分保证金。

通过这种方法,几个回合的博弈之后,验证人的下注就会趋于正态分布。

如果验证人在下注了之后又更改了自己的赌注,就会被惩罚。从而确保验证人只有在非常确信某个区块可以胜出的情况下才会下注。

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