• 共识算法在区块链中的应用前景
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一天,区块链共识算法的三巨头在蜂巢会上碰了碰头,一起探讨共识算法在区块链中的应用前景,三方各执一词,都觉得自己才是未来的老大。

这三位巨头分别是:PoW,PoS和DPoS。
PoW, 全名Proof of Work(工作量证明);
PoS,全名Proof of Stake(权益证明);
DPoS,全名Delegate Proof of Stake(股份授权机制);

PoW最先运用于区块链中,大名鼎鼎的比特币就是在他基础上运行的,他首先发言道:“共识算法可以说是区块链的核心组成部分,决定了区块链在网络中的安全,区块确认速度,易用性等各种特性。在没有中心机构的前提下,新的信息区块该如何添加到区块链中呢?我们PoW算法可以说经历了实践的考验,其上的比特币在短短几年,即发展为数字黄金,价格近9000美元,这充分证明了我们的健壮性和安全性。”

Pos道:“老兄,你们所谓的算力不就是拼蛮力吗?以你比特币应用为例,在新区块头部,有个32位随机数区域,需要尝试不同的随机数,使得随机数能使整个区块的哈希值小于目标值,该区块才能放入区块链中,谁先算出这个值,谁就是新区块的创造者,其他人的努力则通通作废,各大矿工为了丰厚的收益,纷纷加入军备竞赛,专门设计了用于SHA256算法的ASIC芯片,购买了矿机。你知道去年全球比特币挖矿的平均耗电量是多少吗?可以这么说,如果所有的比特币矿工组成一个国家,他们在电力消耗的排名可以跻身全球第61位。加上其他用于PoW的数字货币,这能耗量更大得惊人了,以太坊以前用的也是PoW,现在要主动拥抱我们,向PoS转。因为我们PoS......”

“老弟,你消息严重滞后呀,不是要向PoS转!” PoW打断了PoS的继续吹嘘,道:”仅仅是混合一下PoS而已。PoW在区块链中必不可少,它拼的就是算力,因为算力的获取是需要成本的,这同时也提高了各节点作恶的成本,让他们一心一意挖矿,因为这远比作恶的收益高。“

PoS道:“在你之上的数字货币就不会出现问题?比如著名的51%攻击,掌握整个网络的51%的算力,就可以实现分叉攻击,历史上GHash就曾一度掌握了整个网络51%的算力。目前,比特币网络越来越呈现算力中心化趋势,个人用户挖矿门槛很高,各大矿工纷纷结合,形成矿池,你能保证这些大佬不勾结起来,篡改真实交易数据吗?这明显是与区块链创立的初衷相违背的,即去中心化。”

PoW咳嗽一声道:“去中心化仅仅是一种方式,我们不是为了去中心化而去中心化,我们要致力解决的只是一个问题:让陌生人之间安心地开展商务或其他交互活动。至于你说的51%攻击问题,目前很难有矿池能够掌握51%的算力,即便有,51%算力攻击的成本和收益也是不对等的,虽然他会在短期内利用双重支付进行欺骗进而获得额外的收益,但长期来看,他这样做将会造成更大的损失,将这些算力放在正经挖矿上,他会获益更多。“ 

“我们PoS.....”

"你们PoS也照样存在这个51%攻击问题。你们的区别只是不需要用户掌握算力,而是代币,就像股权一样,掌握了2%的代币,就意味挖矿成功的概率是2%。这是明显的资本主义,假如某个大佬资金雄厚,掌握了51%的代币,他照样可以开展51%的攻击。"

PoS瞅了一眼一言不发的DPoS道:“我们不要引入任何意识形态的争论好吗?你们说说是按劳分配,但这么高的挖矿投入,普通人怎么承担的起,最后拼的还不是谁的原始资金最雄厚。而且挖矿简直就是一种资源浪费,证明区块有效性的效率又低,反正最后拼的都是资金投入,还不如直接购买代币。”

PoW道:“你没想过冷启动问题吗,你们的逻辑是,持有代币越多越久,挖矿成功的概率越高,那早期代币持有者就没有转移代币的意愿了,所以必须结合我们PoW机制,由于需要算力,矿工为了不断升级硬件,会让手中代币流通。而且,你这个方案里有严重的bug,万一某人掌握了51%的代币,他可以永远保持这个优势,而我们拼的是算力,就算某人暂时掌握了51%的算力,迟早也会有更强的算力出现,你说算力挖矿是资源浪费,我们认为这是为了区块链的安全必要的花费。”

DPoS一直听着他们争论,最后终于发言了:“归根结底,你们都不能防止51%攻击。PoS,你那套机制更是引诱理性用户进行分叉攻击。由于PoW是算力敏感的,出于资源投入产出的考虑,理性用户都倾向于选择最长的一条链开始挖矿,因为这条是主链,可以获得挖矿奖励,这在一定程度上减轻了分叉攻击,但极端低效,耗费了太多的能源,这真是为了安全必须花费的成本吗?而PoS是非算力敏感的,不同用户将会选择不同的分叉开始挖矿,当两个分叉矿工都很多时,就会产生双重支付问题?这就是无利害关系问题。”

“那你能解决这个问题吗?” PoW与PoS异口同声地道。

“我解决的首先是一个效率问题。在你们的机制中,任何一个新加入的 Block,都需要被整个网络所有节点做确认。而我是不定时的选中一小群节点,这一小群节点做新区块的创建和验证工作,这就大幅减少了时间和算力成本。同时由于这些被选举的节点都是普遍认同的可信任节点,持币人可以随时通过投票更换这些代表,防止他们作恶,这也防止了无利害关系问题。”

‘乳臭未干的小儿,你这套机制还没经过时间的洗礼,就来吹嘘了。“ PoW摸摸胡子,呵呵笑道。“可信任节点,你这个可信任的标准是什么,这些节点就不会串通起来造假?”

PoS也反驳道:“单就减轻无利害关系问题的影响而言,我们PoS在以太坊上的应用就很值得参考,Casper,听说过吧,区块验证者需要押下一定比例的以太币作为保证金,如果一个验证者采用一种恶意方式,试图做“无利害关系”的事,他们将立即遭到惩罚,他们所有的权益都会被砍掉。而且你的方式本质上还是权益证明的方式,只不过选择了代表节点进行验证罢了。“

DPoS笑道:“你们两位好像开始联合了嘛,在实际的应用中也的确如此,很多区块链项目都想采用了PoW/PoS混合模式,但再怎么混和,效率还是比不上我们。我举几个例子,采用PoW模式的比特币,每秒交易数量为5~7TPS,全网确认一笔交易需半个小时,而以太坊刚上线时也才数十TPS,而EOS目前已经完成了每秒百万级别的压测,这其中DPoS算法功不可没。”

“主网还没上线呢,就来吹嘘,而且你的先行者,同样采用DPoS算法的BitShares和Steemit,最后的中心化程度都非常高,EOS也可能重蹈覆辙。” Pow笑道。

PoS道:“你刚才说以太坊刚上线时速度才数十TPS,这已经是质的提升了,而且切片手术实施后,速度也将达到10Wtps。切片手术是什么,这是一种扩容技术,将区块链网络中的每个区块变为一个子区块链,子区块链中可以容纳若干打包了交易数据的Collation,不单单是选择一个共识算法的问题,在上面还有很多优化空间。DPoS其实不是去中心化的,只是弱中心化的而已。只是把社会中的代议制搬到技术实现方案中而已,换汤不换药。而区块链要解决的是什么问题,是社会中不能解决的问题,即那一小撮议员并不一定代表大多数节点的利益。”

“我相信你那个问题在优化中一定有方法解决,效率和去中心化,本来就是一对矛盾。你是宁要要一个极致安全,但效率极低的系统,还是一个足够安全,效率又高的系统呢?” DPoS道,“为什么从2008年比特币出现以来,区块链世界都没能出现一个“超级应用”,其中一个很大的问题就是网络太“慢”,太慢了,就难以支撑起其他应用场景。天下武功,唯快不破嘛。阳光之下,哪有什么新事物,从本质上,就是对一些根本原理的应用罢了,谁能把握最根本的东西谁就能把握区块链的未来。”

“那就选择中心化系统好了,现在的支付宝、paypal,交易效率不是挺高嘛。” PoW说道。

“这真不像是我辈中人说的话,如果你们觉得把用户的一切,资金、隐私、乃每一丝毛发,每一根血管都交给一个比你自己还了解你的庞然大物保管,显得更加安全的话,那我也无话可说,你们也不会真的同意,不是吗?” DPoS道。

“现在很多人都在借着区块链这阵风在吹泡泡骗钱,把技术本身的名声都给搞臭了,也许真正的爆发就如同90年代末的互联网一样,在泡沫破灭的废墟中,慢慢建立一个为大众所认同,真正具有广泛实用价值的区块链帝国。” PoS道。
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