DPOS、POS比POW更好?

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举个栗子

隔壁老王是一个小偷,听说他有一个保险箱,里面放着他的作案记录。但是这件事大家都不确定。于是大家决定一起去老王家撬开他的保险箱。群众不惜花费大量人力物力去打开保险箱。

然而很多人都没有打开,突然有一天,有一个人打开了保险箱,得到了老王的作案记录并且告诉所有人,然后大家都知道了老王的作案记录然后记下来。那个打开保险箱的人因此得到了警察奖励的一朵小红花。

开天辟地的POW

这就是比特币挖矿的过程。挖矿过程中,上文中作案记录是交易记录,保险箱是区块,通过一定的工作量(撬锁)获得记账权,然后公布全网,最终获得代币作为奖励。

Proof of work(工作量证明)共识机制,简称POW,是其中撬锁产生工作量并获得奖励的过程。

目前比特币和以太坊都运用的这种共识机制(虽然以太坊有点嫌弃这个机制,准备升级为POS了)。看到这里部分小白可能要问了,不就是个记账权吗,谁记不都一样,为什么要花费大量工作去记账?

原因有二。

第一,因为大家同时记账,造成账本错误的可能性很大,这是为了防止账本混乱,所以才只允许一个节点有记账权。(几乎所有的共识机制都必须采用)。

第二,这个奖励机制的存在,因为谁都不愿意做吃力不讨好的事情,毕竟记个账麻烦的不行,所以需要给点小小的奖励,才会有节点愿意参与记账(就像幼儿园小朋友抢着表现好,获得老师的表扬)。

POW中工作内容

工作量证明机制,需要消耗CPU、显卡、内存及电力,解决特定的数学问题(前方高能,如引起不适请自行跳过下面两段)。

举个例子,给定字符串“blockchain”,我们给出的工作量要求是,可以在这个字符串后面连接一个称为 nonce 的整数值串,对连接后的字符串进行 SHA256 哈希运算,如果得到的哈希结果(以十六进制的形式表示)是以若干个 0 开头的,则验证通过。

为了达到这个工作量证明的目标,我们需要不停地递增 nonce 值,对得到的新字符串进行SHA256 哈希运算。按照这个规则,需要经过 2688 次计算才能找到前 3 位均为 0 的哈希值,而要找到前 6 位均为 0 的哈希值,则需进行620969 次计算。

这个工作量非常大,工作方需要花费很大才能得出结果,但是验证方却在短时间内就能验证结果准确与否。这就是POW系统的主要特征:计算的不对称性。

POW被嫌弃的原因

看起来很不错,系统和人双方都获得了自己想要的。但是POW存在三大问题。

第一,资源的浪费,花费如此大的能源,竟然是只为了获得比特币。其挖矿消耗的电力已经超过一百多个国家电力消耗。所以很多人因此抨击POW共识。

第二,效率问题,在挖矿过程之中,计算会花费大量时间。比特币是每10分钟才会出现一个区块。

第三,算力比例问题。上文总结一下,POW是自由竞争治理,谁算力高听谁的。然而自由的结局只有寡头或者巨头,现在权力正向矿池集中。

国内3大矿池目前已经拥有50%左右的算力,这与比特币初衷背道而驰,最终也逃不过中心化的命运。(DPOS觉得这太扯了,信仰崩塌,直接把自己变成了中心化)。

升级版的POW:POS

Proof of stake(股权证明机制),简称POS。与POW相似,也是存在于挖矿过程。只是他将挖矿过程中获得记账权的方式改变了。

能否获得记账权,取决于代币持有量的多少。一句话,你持有的代币越多,你有越大的可能性获得记账权。

最大的好处就是不再消耗大量资源,而且达成共识的时间也缩短了。效率提高,解决的POW存在的第一和第二点问题(POS本身跟算力就没什么关系)。

不过POW第三点问题仍然存在,记账权有可能只属于那少数几个节点。有趣的是,POS有个特点:拥有代币情况下,如果你作弊(篡改数据)损害了这个系统的安全性,你的代币会贬值,这变相地让你付出了代价。

信仰崩塌的DPOS

回归中心化的DPOS,中文解释是股份授权证明机制。DPOS本质上就是一个中心化的共识机制(其实也不见得比POS更中心化)。

中心化的点是,代币持有者投票选出一定数量代表,由这些选出来的代表按照时间表轮流进行记账。这简直就体现我国人民民主的精髓有没有。

同样,DPOS中为了鼓励更多节点参与竞选,会一定量代币作为记账奖励。如果代表不能履行他们的职责(当轮到他们时,没能生成区块),他们会被除名,网络会选出新的超级节点来取代他们。

当然算力越强的节点意味着效率和专业。代币持有者选出来的算力强的节点,这些节点就是靠代币奖励和手续费赚钱,并且数量不多,所以不会像挖比特币那样出现大量矿机甚至矿池而造成资源的浪费。

并且效率会大大提高(前段时间EOS“超级节点”的竞选就火了一把)。

在DPOS里,理论上来讲,大节点不再是富人本人,而是富人的代理人,当然富人本人也可以亲自上阵。

但是总体而言,按照DPOS的逻辑,管理区块链的人,应该代表了最大多数财富的意见。而在理想状态中,DPOS是有个隐藏的“声望”系统的——如果你钱多,或者你之前管理没出过问题,那么你声望就会提高,别人选你的几率也会增加,于是,你的收益也会增加。

这个时候,你如果作恶,你会损失声望,于是就没人选你继续管理区块链了(可是这也没有彻底解决POW的第三个问题)。

师妹总结

关于哪个机制更好,狙B师妹认为这是无法比较,目前的共识机制都不够完善,还有改进的空间,也不能确定哪一个机制更加去中心化(大概POW更偏向去中心化,但是其自身缺陷过大)。

如果真的要做个总结,那就将这些共识机制结合起来,取长补短,用户与矿工均可以参与到投票中,共同参与社区的重大决定,持币者与矿工都可以影响预先编制好的更新,如隔离见证(SegWit)、增大区块等等。

如果这些更新被广泛认可,无需开发者干预,链就会自动分叉以配合更新。而这才是真正的去中心化。

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