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关于 PoS 你所需要知道的事

2022.06.15

随着临近合并,更多新闻逐渐涌现,许多消息不灵通的加密记者也将发布更多文章。这向更多人发出了信号,表明合并确实很接近了,这将引出大家对于 PoS 相关的更多问题和讨论,同时也会重复相同的话题和误解。在上周宣布 Kiln 测试网成功合并时,我已经在一定程度上看到了这种情况,我预计今后会看到更多相同的东西。所以在这里列出了一些我常见的观点,就像我在上一篇文章所做的那样 (上一篇更多是关于以太坊的总体情况),我将其归结为几个简单的要点。


我打算每看到有人提出这些观点时,就把它们列出来。我鼓励大家也这样做,如果我有什么错误请纠正我,或者提出任何补充建议。


什么是合并?


更多信息可以在网站 ethmerge.com 中查看,所以这一部分我不会花太大篇幅


合并后,以太坊将由 PoS 共识而不是 PoW 提供安全保障。


合并后不是 “Eth 2.0”,没有 ETH 2.0 这一说法了,这是个过时的词汇。


如果你现在正持有 ETH,那么你什么都不用做。合并后你还是持有着一样多的 ETH,不会有 "ETH2 代币" 这样的东西,不需要迁移任何东西等等。所有东西都保持不变,只有底层的共识机制改变了。


之所以叫做 “合并” 是因为该升级会将信标链 (共识层) 和目前的链 (执行层) 合并起来,并废弃执行层 PoW 的部分。


“共识” 只是一个花哨的词,它确保对交易进行排序并且从经济上保证该排序不会改变。PoW 和 PoS 通过不同的手段实现共识:


PoW:“扰乱区块排序的成本太高了,按照规则参与更加有利可图。”


PoS:“扰乱区块排序的成本太高了,因为如果我这样做,我会损失所有质押的资产。”


因为只有共识机制发生改变,所以 PoS 本身将不会大幅地降低 gas 费。


为什么要合并?


维护安全将需要更低的成本,因为需要消耗更少的能源来实现共识了。


PoW:需要矿工能够至少覆盖所有硬件和能源使用的成本,否则没人会挖矿。这就需要大量的发行量,并迅速出售以换取法币来支付账单。


PoS:只需给质押者一些收益,让人们愿意存入资产而不是直接投资到其他地方。除了一台普通的电脑和稳定的网络连接之外,没有昂贵的账单需要支付,所以收益率只需反映所涉及的机会成本和风险。


更加可持续:


一条区块链的安全性基本上与它的币价成正比。这对 PoW 和 PoS 来说都是如此:前者 (更有价值的代币奖励 = 遵循规则的理由更充分 = 更多矿工 = 更难破坏共识);后者 (更有价值的质押代币 = 更加遵循规则以避免损失质押代币)。


新发行的代币本质上是将价值从所有持币者手中夺走并重新分配给某些人。在其他条件相同的情况下,将代币转换成法币可以从网络中提取价值。


这将会为许多扩容解决方案做铺垫,有数据分片、无状态、轻客户端以及更多


通过分开执行层和共识层之间的负责内容,能够帮助减少代码更新的一些复杂性。


支持环保和安抚玩家当然是一个很好的附带作用,但并非切换到 PoS 的主要原因。因为这主要由外部因素影响,而以太坊作为一个协议并没有太多控制权 (如能源生产的来源、GPU 供应链等等)。


什么时候合并?


正式的日期还没有公布。只是开发者们和社区谨慎而乐观地表示希望在六月进行合并,原因参考文章《以太坊合并将于 2022 年 6 月发生的五个信号》。


测试仍然在进行,在开发者们完全有信心保证不会出差错之前,是不会进行合并的。


我个人不会寄希望于在 6 月实现合并,但我肯定这会在夏天实现,除非在测试过程中出现了非常严重的错误 (例如,一个关键的错误需要数周的时间来修复,规范本身如果出现漏洞需要数月的时间来修复和重新实现)。


难度炸弹设置在六月爆炸,所以那时将进行一次硬分叉升级,无论是否合并。


我建议大家收藏 wenmerge.com 这个网站,以快速查看每个测试网合并的最新状态,以估计主网合并情况。


别傻了,他们会像以前一样推迟的。早几年前就承诺要合并了,但现在还没推出


首先一些无用的废话:正式的合并日期还没宣布,并且从来都没有宣布过。截止日期从来没有定过,何来推迟一说?


而引用 “以太坊将于 2018 年切换为 PoS” 的这句话源于一种极端乐观的态度,不但低估了 PoS 安全设计的复杂性,还低估了从 PoW 向 PoS 安全过渡的复杂性。当时所做的工作相当于部分完成了 Casper FFG 的规范,一种混合 PoW-PoS 的机制,最终被废除了。但现在有很多不一样的设计。这些新的设计在当时都不适用,但现在却适用。


经过多年的研究、对可能的攻击载体进行了分析、不断地完善后,写出了完整的协议规范


客户端实现全部已完成,现在就剩下测试了


所有人的工作都围绕着合并进行,除了合并之外,基本没有其他工作正进行。合并所需要做的必要准备步骤都已完成。并不是说 “他们已经完成了像 EIP-1559 这样的复杂工作,所以现在可以把更多注意力放在合并上”,而是说 “所有的注意力都会集中在合并上”。不可能出现这样的情况:合并 “再次被推迟”,开发者又开始另外的工作。在合并完成之前,没有其他事情可以做。


自 2020 年 12 月以来,PoS 实际上就一直以信标链的形式运行着。这意味着以太坊的 PoS 已经以产品的形式测试运行超过了一年,目前信标链上的质押资产超过 1000 万 ETH。只是现在的 PoS 还没有为执行层生产区块。


一旦质押的 ETH 资产能解锁了,价格就崩了


当然了,许多质押者最终都想要获利,尤其是那些在 32 个 ETH 仅价值 1 万美元时就锁定质押的人来说。但还是有很多需要考虑的其他方面:


合并不会解锁任何 ETH。提款将在合并后的第一次硬分叉中进行,可能是 6-8 个月后。这几个月将不会有 PoW 的代币增发 (约增发 1.3 万 ETH/天) 被抛售,也暂时不会有 PoS 的代币增发在市面流通。


就像质押 ETH 需要排队一样,提款也要排队退出的。假设到时出现大规模的抛售情况,每个人都在这条队列中,退出速率限制在 1125 名验证者/天。所以并不存在 “打开水闸” 的时刻。所有质押者解锁完毕需要一年多的时间。一年的时间里,每天约有 3.8 万 ETH 重新流入市场 (或者...大约是日均交易量的 1%)。


合并后,验证者也将开始接受费用奖励,据估计,收益率会翻倍。(合并后的 ETH 发行量以及质押收益率估算)。现在有成千上万的人正在排队加入质押。他们既然接受 5% 的年化收益率,我不认为等到年化收益率变成 10% 时他们会放弃继续质押。


到目前为止,质押所涉及的最大风险就是合并。一些灾难性的事件可能会发生。然而,尽管有这些风险,尽管解锁 ETH 的日期还不确定,但人们已经质押且锁定他们的 ETH 超过一年了。有多少人/机构正在一旁观察着,等到这种风险消失了再加入质押大队?


还有不要忘了,质押者退出意味着更少的验证者,也就是说没有退出的验证者会有更高的收益率。同样,对于那些以前没有参与过质押的人来说,更有动力加入质押了。


但是,当然,这是加密货币,并且它作为加密货币的属性是不会变的。合并会带来一些让人兴奋且不稳定的可能性,或者可能会有利好消息出尽的下跌,谁知道呢。我不会假装我能预测未来,但在我看来,可能会有更多 ETH 加入质押,而不是退出。


如果 PoS 那么好,为什么以太坊不从一开始就用它?


PoW 容易概念化和实现,PoS 则比较难。尤其是在 2014 年的时候,它主要是一个仍在研究的理论概念,有一些区块链实现了某些版本。


在考虑实现 PoS 之前,从研究的角度来说,还需要克服几个基本的问题。


并没有一个通用的 PoS 方案。每一条 PoS 区块链都有自己的 PoS 规范,并且各方面都有优点和缺点。所以很多人说 “其他区块链做到了,为什么以太坊不能做同样的事情”,这没那么简单。


从 PoW 链开始有一个好处,那就是让任何人可以无需许可地挖矿。这样使得以太坊的代币分配方式会比那些从一开始就是 PoS 的链要好得多 (它们还得决定如何分配初始代币,而分配方式真的没法实现无需许可)。


与上述有关:没错,以太坊还是有预挖/预售的,但是经过多年的挖矿和多轮牛熊周期使得 ETH 在不断易手,预挖的代币现在已经稀释到总供应量的一半了,排名前一万的 ETH 持有者持有量占比接近前一万的 BTC 持有者持有量占比。因此,在 2022 年,当以太坊作为一种流动性极高且易于购买的资产时,这并没什么大不了。


这真的是一个诡计,毁掉了矿工多年来的努力


自发布以来,PoS 一直都是以太坊最终的目标,每个矿工都知道总有一天会结束。这里不存在骗局或是不公平的情况。


经济因素胜过任何形式的矿工对于区块链的忠诚度。你可以把区块链看作是一家公司,而矿工是雇员。 


矿工/雇员所提供的服务 (即提供安全的共识) 已经以区块奖励的形式获得了报酬。工资由雇主 (区块链) 支出,通过稀释持有者现在手上代币的价值获得 (见上文 "为什么要合并?")。


矿工一般会找提供最高奖励的链,如果另一个可由 GPU 挖出的代币给了更多的奖励,他们中的大多数会立刻抛弃以太坊。


同样地,如果质押者能以更低的价格完成其提供的服务,以太坊也会支付更少的费用。


这并不完全是排他性的。矿工也可以是代币的持有者区块以及区块链的使用者。没有什么能阻止他们持有他们获得的奖励并参与质押。


如果你没有消耗现实世界的能源来进行挖矿,代币就失去了其固有价值


我不太同意这种说法。反复计算哈希值,直到你找到一个符合任意要求的哈希值,这没有什么神奇之处。我的意思是,假设有一条 PoW 区块链,其中工作是通过解决数独谜题来完成的;而这样运作也完全一样:在 NP-完整问题中,很难计算出其中一边的值,但一旦找到某边的值,就很容易验证。这并不意味着解数独本身就能为世界带来价值。提高某种代币的的挖矿难度并不会神奇地让每个人都变得更富有,它只是让挖矿的利润降低 —— 当然,除非需求也上升,但到目前为止,这在加密货币世界中还不是一个太大问题。


我认为某个代币的价值最终来自于供应和需求,而需求来自于区块空间的价值。人们需要 ETH 来购买区块空间,无论 ETH 是由矿工还是由质押者产生的。当然,矿工越多,安全性/去中心化程度就越高,在正反馈循环中进一步提高了区块空间的价值主张。但这种反馈循环也存在于 PoS 的以太坊中,而且它们也超级酷!


PoS 就是一份为完全中心化准备的食谱


它基本上与 PoW 一样,但略有不同。“更好” 或 “更坏” 真的取决于你的看法。在我看来,PoW 实际上只是实现 PoS 的附加步骤。


以太坊作为一个社区高度重视去中心化,对于任何潜在的中心化矢量,研究团队都会想办法减轻。即便代价是牺牲其他重要的东西,如可扩展性 (比如,将 gas limit 限制在比较低的水平,以便更多的节点可以参与到去中心化的网络中,即使这会导致网络拥堵和交易费用高)。


目前确实存在一些缺点,去中心化是一个频谱和过程,我们还没有达到这个目标。现在我们还依赖于许多中心化的东西,而从长远来看这些都需要逐渐被取代。也就是说,这些中心化的阻碍都不代表网络存在的风险,实际上,针对 “由于 X,这个网络是中心化的” 的说法,在 Vitalik 最新发布的路线图中都会有相应的解决方法。我个人认为想出一堆方案来解决 X 问题,比直接放弃去中心化并说 “由于 X 问题,我们无法实现去中心化” 更令人兴奋。




以太坊协议开发路线图


关于以太坊的 PoS 设计,有一些有趣的东西经常被忽视:二次方惩罚。单个验证者节点宕机、出问题或直接攻击网络并不会受到很严重的惩罚。而如果一千个验证者同时这样做则会受到更严重的惩罚。


➤ 也就是说,如果你是一个运营着数千个验证者节点的大型机构,为了你自己的利益着想,你最好将它们分散开来,避免使用云托管,并使用不同的客户端等等。当然,资产还是集中化的,但至少故障点是分散的,这有利于网络的整体健康状况。


➤ 一些大型的挖矿实体依赖于某个中心位置以摊销成本,当局可以根据能源使用情况监测到具体位置,并且可以关停它们。在全世界范围内转移挖矿设备是很难的,但是质押仅依赖于私钥/公钥和消费级的计算机。


PoS 实际上是让 "有钱的更有钱"


是的。不幸的是,我们生活在一个财富极度不平等的世界。区块链并不能解决这个问题。


这对 PoW 来说也是如此。谁有钱就可以购买更多的矿机,赚更多的钱。除了挖矿,投资回报率也会受规模经济效应影响:集中化的挖矿业有大笔资金以一定的折扣率购买硬件,并搬到电费便宜的地方运作。个人矿工在现实中根本无法与其竞争。而在 PoS 中,无论他们的质押金额是 10 美元还是 1000 万美元,每个人都能按比例获得相同的收益率。


"这些大型挖矿业可能是中心化的没错,但他们没有理由攻击网络,因为他们在基础设施上投了数百万美元......”。所以你的意思是,你对大型中心化运营者的存在没有意见,只要他们在网络中占有某种程度大的份额吗?


这是你存款的被动利息?凭空印钞票?这不就像中央银行增发法币一样吗


你得延伸来说才能得出这样的观点,但我已经看到人们这样做了(笑)。这些观点通常从 “PoS 并不是什么新鲜事” 开始。


验证者还是有在进行一些 “工作” 的:创建区块和验证其他区块。只是这些工作完全由实际有用的工作组成 (区块链需要达成共识),而不是一遍又一遍地计算哈希值,直到其中一个满足任意的要求。


这并不是真的 “凭空印出的免费钱”,质押资产中仍然涉及成本,只是与能源账单相比,它们更抽象、更不直观而已。


➤ 机会成本 —— 如果另一项投资能给你带来更高的收益率,为什么还要质押?


➤ 流动性差 —— 从你存款的那一刻起,你的资金就被锁定了,排队等待你的验证者激活,然后当你提款时,又要排队才能提出。


➤ 固有风险 —— 质押仍然是一个相当新的东西,过程中可能会出问题。可能会出现一个关键错误,网络可能会受到攻击,你的质押硬件可能会损坏等等。


➤ 波动性 —— 毕竟它仍然是一种不稳定的资产,如果你是那种以本国法币计价的投资者,那么当资产一夜之间可能下跌 30%,而收益率可能只有 5% 时,这并没有很吸引人 (不过,一旦资产翻倍了,5% 的收益率是非常不错的,将 100% 的收益变成 110%)。


➤ 维护成本 —— 你仍然需要维护你的验证者节点并保证其安全性,确保 100% 的正常运行时间,更新软件,等等。


这里有个有趣的地方:质押者越多,个人获得的质押奖励就越低。这基本上意味着,上文所罗列的所有成本将由市场本身来定价。原因很简单:如果质押收益率太低,获得的奖励不够维护成本,那么人们就会退出质押并投资于其他地方。质押的人少了,收益率重新回升。同样,如果收益率太高,也会吸引更多的资本加入,收益率又降落下来。


至于通胀情况:假设市场整体来说,理想收益率是 5%,其中 3% 来自代币增发。这样算下来,每年大约有3000 万枚 ETH 质押、增发 90 万 ETH。在总供应量为 1.2 亿枚 ETH 的情况下,通货膨胀率为 0.75%。只要 gas 费至少有 23 gwei,通胀率就低于 EIP159 的带来的 ETH 销毁率。(这点我再强调也不为过:以太坊很快就会成为一种有收益的通缩资产)


“算数不错,但没有供应上限,而且他们总是改变货币政策”


➤ 多年来,目标一直是 "在确保网络安全下,实现最低可行发行量",相比于设定一个任意的供应上限,以太坊优先考虑网络的安全性。


➤ 至于货币政策的改变,没有一个更新是提高通胀率的。从第一天起,低通胀率 (尤其是通缩) 就是社区的目标。


➤ 一旦 EIP-1559 的销毁率与发行率相匹配,就会出现一个作为有效供应上限的平衡点 —— 再次由市场力量对以太坊区块空间估值来决定。


所以,不存在一个 “以太坊中央银行” 这样的东西任意调整通胀/通缩率并向亲信印钱。市场本身决定通胀/通缩情况,没有一个实体可以像中央银行控制法定货币的通货膨胀率那样控制它。


巨鲸拥有足够多的资金控制和改变规则,并罚没诚实的验证者


不存在这样的风险,以太坊没有任何形式的链上治理,就是因为这个。协议的更新是社区共同努力的结果 (Layer 0),你不需要质押任何资产来报告一些不好的注意并参与这个过程。


这方面完全与 PoW 一样:即便你拥有 99% 的算力,你也不能在没有私钥的情况下进行无效的交易,窃取他人的资产或者改变协议规则。除了重组区块之外,无法真的做什么。1% 的诚实节点将拒绝任何不遵守规则的区块,那么作恶者就会在一条无效/无用的链上挖矿。PoS 共识下也是如此,现在只是把“算力/挖矿”换成“质押权重/质押” (不同的是,重组区块的作恶者被发现了会被罚没掉所有质押资产,然而区块链不能完全摧毁挖矿的设备)。


简单地说,链上涉及到大量的 ETH。目前已超过 1000 万 ETH,而且是在合并之前。按照目前的价格,大约是300 亿美元。“质押的 ETH 数量” 和 “ETH 的价值” 预计都会上升,所以攻击变得越来越不可能,因为发起一次攻击的经济成本太高。而且如果攻击者来自以太坊之外,首先要获得这么多 ETH 是很荒谬的 (你在哪里买到 1000 万枚 ETH 来达到 51% 的质押占比?又或者 2000 万?)


32 枚 ETH 太多了,一般人没那么多钱


我同意这是一个很大的问题。这里有一些降低质押门槛的提议 (更好的签名聚合或设定活跃验证者上限和轮值机制),但它们目前的优先级别似乎并不高,更重要的是确保基础层可以很安全。


之所以需要那么高的 ETH 质押数量,是因为这个数值需要刚好满足一个技术点。简而言之,需要低到一个点让大家可以参与,并有足够的验证者来保证区块链的安全;但又要足够高,以免有太多的验证者,使区块链的开销过大。并且每个验证者节点的质押数量相同,这样每个验证者在分布式随机过程中决定谁生产区块时拥有完全相同的权重,减少了很多复杂性。


从技术角度来看,得出 32 个 ETH 这个门槛涉及大量的数学计算,当时 32 个 ETH 价值约 7000 美元。早期于 2017 年的数学推算甚至建议最低超过 1000 ETH。


值得庆幸的是,就像 PoW 中矿池,PoS 也有质押池以允许质押小数额的 ETH。这并不一定与 “不是你的私钥,不是你的代币” 的口号相悖,这要感谢像 RocketPool、Secret Shared Validators "秘密共享验证者" (尚未推出) 这样的方案,它们利用智能合约来实现无需许可、去中心化和非托管。而且由于上面提到的二次方惩罚,我相信从长远来看,去中心化质押会由于中心化质押方案。我推荐 大家阅读 superphiz 的质押指南以获取更多信息。如果你重视去中心化,通过交易所参与质押是非常糟糕的。


与上文相关,我们最好将 Rocket Pool 这样的方案看作是基础质押的一种更高层次的抽象,而不只是一个 “质押池”。我在这里写了更多相关细节,供感兴趣的人参考。


PoS 还未被证明是否行得通,但我们知道 PoW 是有效的


这论点实际上完全合理,显然我们没法真的反驳这个说法。只有时间会告诉我们。我只是认为,在以太坊正在切换为 PoS,并且一直以来都决定切换的背景下,这个论点是不相关的。如果你不相信它,就不要参与/投资它。我个人相信一个长期可持续的 PoS 以太坊。


这些都是我们人生中伟大的加密货币实验的一部分。要么它只是昙花一现,并且最终以失败告终以至于最后无人知晓,这将是一个遗憾;又或者我们将成功地创造出能够长存于人类文明的强大网络。为了实现这一目标,优先考虑去中心化是关键。我主要在比特币和以太坊中看到去中心化这种东西,尽管它们的理念大不相同。这就是为什么长期来说,我很乐意地看到这两者最终会如何发展。

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