随着比特币在全球范围内不断赢得(和失去)财富,越来越多的投资者(无论是业余投资者还是机构投资者)都在仔细研究加密货币的实际机制,试图收集一些关于全球最不稳定的投资环境之一的见解。存在。
在中本聪 (Satoshi Nakamoto) 于 2009 年首次发表开启虚拟货币新时代的白皮书之前,在没有中央机构管理的情况下构建数字货币存储的主要障碍是安全性。与美元等传统货币或石油和黄金等大宗商品不同,比特币的每个单位只是一系列代码。
什么可以阻止恶意行为者轻易复制货币?或者更确切地说,多次花费相同的硬币?在一个每隔一天就会传出另一次网络攻击的新闻的世界里,人们怎么能信任在线存储的公共交易账本呢?这个问题的答案曾是称为协议。
但也许,不再是这样了。工作量证明协议可能,解决维护区块链安全性和完整性的主要问题——但是,和其他加密货币已经激增和规模化,工作量证明已经已创建也有不少问题。
为了解决这些问题,很多现在转向另一种共识算法,称为权益证明,旨在实现与工作量证明相同的目标——尽管以一种非常不同且更可持续的方式。
有关的:
工作量证明问题:
它会消耗能量
工作量证明提供安全性的方式是通过提示用户解决密码难题(在比特币的情况下,这被称为哈希难题),这需要大量的计算工作才能解决。比特币网络中的节点或单个计算机(称为“矿工”)必须解决这些难题,以便将交易记录(称为“区块”)添加到区块链中。
相反,网络中的其他节点可以验证这个难题是否以最小的努力被准确解决——这意味着它是难的向区块链添加一个块,但是简单的以验证其真实性。
这使得尝试以任何方式改变区块链的网络攻击变得昂贵且无益;攻击者必须花费大量的计算机能力来篡改区块链中的一个区块,并且由于区块链的工作方式,他们必须编辑每个区块。其他链中的后续区块以掩饰他们的欺诈行为。
这是因为链中每个先前区块的“DNA”都可以一直追溯到第一个创世区块。矿工们被激励去消耗力量来解决这些难题,并将交易记录添加到区块链中并获得奖励——目前每 1MB 数据“块”奖励 6.25 个比特币——但并不是每个未成年人都能保证成功。
比特币挖矿是竞争的。
这是一场通过每秒猜测尽可能多的计算答案来解决每个谜题的竞赛——更多的计算机能力意味着更多的猜测,这意味着成为第一个解决谜题并获得奖励的机会相应地更高。
这在比特币网络内引发了一场军备竞赛。随着货币价值的飙升和赌注的增加,矿工们将越来越多的权力投入到他们的设置中,以在竞争中获得优势。
但以比特币挖矿所需的速率进行计算是昂贵的:您不仅需要更大、更好的服务器设置,而这些服务器设置会带来巨额的前期成本,而且这些机器还会消耗电力,就像这与任何人无关一样。
这么多以至于仅比特币网络消耗的电力就超过了阿根廷整个国家的电力消耗!这对环境来说是个坏消息,也是工作量证明算法的直接结果。
区块链变得中心化
工作量证明协议带来的竞争动态造成的第二个问题是比特币网络计算能力的逐渐集中。比特币和加密货币的主要目标之一是创建一种去中心化货币,可以在传统银行渠道之外运行,并且超出任何单一实体的权限。
表面上看,这是为那些无法利用传统银行渠道增加财富的群体提供的一种方式,例如难民、无国籍人或生活在极权政权下的人(以及无意中的不那么正直的社会成员),也为他们提供更好的安全保障。通过消除必要的第三方来为所有用户提供服务。
然而,随着价值飞涨,计算军备竞赛愈演愈烈,对于规模较小的节点来说,开展可行的比特币挖矿业务已经变得异常昂贵。
为了有很大的机会赢得区块的解谜竞赛,您需要拥有强大的处理能力,正如我们已经说明的那样,这需要花费大量金钱 - 无论是硬件还是维护和维护。电力成本。
对于许多希望参与比特币挖矿竞赛的实体来说,这构成了重大的进入壁垒,每个区块的竞技场上只留下了最大、最根深蒂固的重量级人物。许多规模较小的矿工在作为单一实体运作的“矿池”中工作,结合计算机能力来赢得拼图竞赛并按比例分配战利品。
目前,前三大矿池几乎控制了整个比特币网络的一半。这违背了比特币最初设定的一些目的,将网络置于少数实体手中。
如果上述实体联合起来,它们将处于对网络的完全控制范围内。这不仅会集中第一个去中心化的虚拟货币,还可能会摧毁它,原因我们将在接下来讨论。
它有一个致命弱点
工作量证明协议虽然是加密货币首次安全并变得可行的基石,但它确实存在一个真正的致命弱点,有一天可能会导致其毁灭。
由于竞争本质有利于更高数量的算力,因此如果任何一个实体能够获得比特币网络总算力的 50% 以上,只要它能够保留该网络份额,它就能够阻止其他矿工记录交易,垄断总挖矿产出的全部份额,并对每个区块进行区块验证,允许他们逆转交易并“双花”他们的比特币。
这被称为 51% 攻击,目前尚未发生,但只要有足够的计算机能力,假设仍有可能发生。
尽管现在还被认为可能性很小,但上述货币的逐渐中心化已经让许多人担心这一关键漏洞。虽然攻击者发现很难改变区块链的历史记录,即使成功的 51% 攻击使他们免受惩罚,但利用这一弱点将摧毁人们对货币的信心,并可能永远严重损害它——如果不是杀死它的话直截了当地说。
什么是权益证明?
权益证明是一种完全不同的共识算法,旨在保持与工作量证明协议提供的区块链相同的完整性和安全性,但采用完全不同的方法。
关键的区别在于,顾名思义,矿工(或者在本例中,验证者)“质押”一定数量的加密货币,充当投标/保证金混合体。
使用各种选择方法来选择潜在的验证者,权益证明旨在避免培养计算军备竞赛,提供相同的安全性,并修补工作量证明协议中的一些明显的网络安全漏洞。
下面,我们将解释如何设计权益证明来解决工作量证明的问题,以及为什么许多人主张在即将到来的和现有的区块链技术中加强其实施。
权益证明与工作证明
能源密集度较低
动态权益证明中的矿工不是在解决计算密集型哈希难题的竞赛中相互竞争,而是被随机选择来验证数据块,以换取交易费用的削减。
为了抑制攻击者,权益证明协议要求用户投入一定数量的自己的货币作为保证金。
未成年人越愿意质押,他们被选择验证区块并获得交易费用分成的可能性就越高。这样,节点就不会被激励同时消耗大量的计算机能力。
反而,仅有的所选节点需要消耗将有效块添加到区块链所需的计算机能力,然后仅足以完成工作。
这样,节点就没有动力在计算军备竞赛中相互竞争,从而减少了网络的能源消耗,并大大减少了使用权益证明安全协议的货币的环境足迹。
防范中心化
有些人可能很快就会指出,通过根据股份的数量分配可能性,该协议可以激励与工作量证明相同的中心化,通过支持更大、更富有的实体来鼓励中心化。
然而,许多权益证明系统使用额外的排序方法来为选择过程分配一些随机性。
其中一种方法被称为币龄,其中质押的货币被节点质押的时间越长,就会累积“年龄”。在分配概率时,赌注的币龄与其总价值一起被考虑在内——这意味着较高的价值仍然会增加可能性,但那些“排队等候”的人最终将轮到他们,无论他们在任何特定时刻可以赌注多少。
这只是一种可以用来确保公平选择过程的方法,从而消除任何参与导致比特币成为能源深坑的军备竞赛的动机。
不易受到 51% 攻击
要求节点抵押自己货币的额外好处是,它进一步阻止了任何发起 51% 攻击的尝试。由于潜在矿工的代币在欺诈情况下会被没收,因此用户必须锁定整个网络一半以上的现金价值才能发起攻击,然后眼睁睁地看着攻击消失。
就比特币而言,这意味着数百亿美元——抛开在加密货币中积累历史性财富的艰巨任务不谈,它消除了在 51% 攻击的情况下获得经济收益的任何希望。
权益证明更好吗?
这样,权益证明系统就能够保护区块链的完整性,而不会鼓励用户消耗与排名前十的国家一样多的电力,也没有工作量证明系统固有的明显的致命弱点。
虽然权益证明本身仍然不是完美的,要求开发人员智能地设计他们的验证者选择过程,以防止激励网络内的任何不良行为,它无疑构成了区块链开发的下一个发展的强有力的竞争者。
因此,许多加密货币(例如卡尔达诺的衔尾蛇)已经使用权益证明系统开发,或者正在积极转向该系统,例如以太坊的以太币。
随着系统的不断发展,作为技术不断发展过程的一部分,当然会出现新的挑战——很明显,至少现在,权益证明系统似乎是保护价值的更健康的方式。世界上最有趣、最新颖的货币。
您如何看待工作量证明与权益证明的争论?目前您最感兴趣的加密货币是什么?请随时告诉我们,并在下面的评论中向我们提出任何问题!