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2.4 共识机制:孰优孰劣?凭什么来判断?

在一些与区块链相关的信息中,免不了会出现PoW、PoS和DPoS这些名词。今天,我们就来聊聊什么是PoW、PoS和DPoS。

PoW、PoS和DPoS用一句话概括,就是区块链的三种主流共识机制。

通俗地说,区块链是一个去中心化的账本。这个账本与传统账本不同,不是由会计或少数几个人来记账的,而是人人都可以参与记账的。而且,记账时需要遵循一个大家都认可的规则,即“怎样记账才有效”,而这个大家都认可的规则就是区块链的共识机制。

例如,一家人计划去国外旅游,通过少数服从多数的方案,选定了泰国,那么到泰国去旅游就是全家形成的共识,而少数服从多数就是全家确定旅游目的地的共识机制。

同样,PoW、PoS和DPoS分别代表区块链网络的三种主要记账规则,它们的作用非常大,直接关系到记账权和相关收益的分配。不夸张地说,共识机制是区块链的灵魂。

2.4.1 PoW

PoW(Proof of Work,工作量证明)是比特币采用的共识机制,也是最早被广泛认可的机制。它就像你的大学毕业证,证明了你确实有过大学的学习经历。工作量证明机制,就是用工作量证明贡献大小,再根据贡献大小确定记账权和奖励。

这个证明过程,是通过计算机的数学运算进行的。可以理解为:大家都去解答同一道题目,谁先算出来,谁就负责记账,并得到相应的报酬,这个报酬就是网络产生的数字货币。例如,在比特币的网络系统里,谁先将题目解答出来,谁就得到比特币作为奖赏。

PoW的优点是去中心化最彻底、安全可靠、不需要中心化的管理机构,用户(即节点)之间实现了公平竞争,谁先解答出题目,谁就获得相应收益。

主要缺点是共识时间长、耗能大、记账成本高。大家一起算题目,都要耗费算力,而最终只有一个用户所做的功有效,其他人做的都是无用功。而计算机是靠电力带动的,大家一起用计算机算题,其实也耗费了大量电力资源。比特币采用PoW共识机制,每年需要消耗价值几十亿美元的电力,一直遭人诟病。

2.4.2 PoS

PoS(Proof of Stake,权益证明)机制,即拥有越多股权,就可以获得越多奖励。这里的股权指持有的数字货币的数量和时间,并据此分配权益,类似股票的分红制度。持有的币越多,持有的时间越长,则币龄(币龄=持币数×持币时间)越大,能拿到越多的分红,也就有更大的记账权利。

PoS的优点有三个:一是耗能少,不需要像工作量证明机制一样,耗费大量的能源。二是作恶成本高昂,想要攻击网络的话,必须有超过全网51%的币龄(也可以理解为算力),这个难度就很大了,不仅需要大量的币,还要持有足够长的时间。三是达成共识的时间短,网络环境好的情况下,可实现毫秒级响应。

PoS的缺点有两个:一是持币趋于集中化,因为持有的币越多,时间越长,分配的收益越多。二是流动性变差,持币有收益,就没有动力去套现,会囤币不动,开启“躺赚模式”,导致币的流动性变差。

PoS的代表是未来币以及转型之后的以太坊。

在数字货币以及区块链技术发展的开始几年,PoW和PoS是主流的共识算法。PoW根据计算能力随机出块,PoS根据拥有的财产随机出块。

随着数字货币及区块链技术的发展,比特币所谓的“去中心化”变成了一个笑话,ASIC 等矿机的发明使得矿霸和普通用户在算力上的差距发生质变。

PoW这种最为“去中心化”的设计,已经出现了算力中心化的趋势。而PoS对于币龄的设计也让后来者很难居上。与比特币一样,很多PoS币种也不可避免地走向了某种中心化。

2.4.3 DPoS

DPoS(Delegated Proof of Stake,委托权益证明)机制,是在PoS基础上优化而来的,通过投票的方式选出生产者,代表所有成员履行权利和义务,而不是通过算力来决定。如果生产者不称职,那么随时可能被投票出局。投票的权重和分配的收益,都是按照持有的加密货币数量占总量的百分比来计算的,51%的股东的投票结果是不可逆且有约束力的。

DPoS和股份制公司类似,普通股民不能进董事会,要通过投票选举代表来组成董事会,用每个人手上的数字货币计算权重,再根据权重投票选举出能代表他们权益的人代理记账。

DPoS的优点是出块时间超短、效率超高、几乎不会分叉,同时记账节点数量少、协作和记账效率高。它的代表有曾流行一时的EOS等。它的缺点是减弱了去中心化的程度,由选出的代表进行记账,存在一定的中心化控制。

DPoS在未来相当长的一段时间内,都具有独特的优势,是相对先进的共识模式。原因大概有三点。

第一,已经有成功运行数年,发展相对成熟的DPoS项目。例如,比特股和Steem。

第二,越来越多的币种开始采用DPoS作为共识机制。例如,EOS、Nano(XRB)、LISK、ARK、Aelf、阿希、闪电比特币等,大势所趋,挡也挡不住。

第三,完全的去中心化真的有必要吗?如果你读过《人类简史》,那么应该知道,让人类或者说智人逐渐融合的,有三股最大的力量,即经济上的货币秩序、政治上的帝国秩序、宗教上的全球性宗教。由此可见,经济、政治、宗教(或者说人的心灵)从来都是一个整体,不可孤立看待。

去中心化,一个多么诱人的字眼。在看到的一瞬间,就会联想到民主、平等这些美好的字眼,中心化则对应着独裁、专制等不好的含义。但很多人并不清楚,“民主”二字,在历史上相当长的一段时间内,都不是一个褒义词。因为民主往往意味着“多数人的暴政”。曾几何时,雅典人实行了比今天更为去中心化、更为激进的民主制度,例如万人公民大会、500 人民众法庭等,而哲学之父苏格拉底就死于这样的审判。

现在的代议制民主制度由民众投票选举议员,由议员组成国会,为国家掌舵。看上去是不是有些面熟?这不就是DPoS吗?无独有偶,作为经济主体的公司,尤其是最为重要的股份制有限公司,用的都是现代企业的董事会制度,与DPoS、代议制民主的框架基本一致。

本质上,DPoS和代议制民主及董事会制度一样,都是一种精英制度。但这种精英制度受制于下面的民众。在代议制民主国家,议员是被全民选举出来的;在DPoS中,代币持有者至少有权决定见证人或者说矿工的身份。相比于变了味的PoW与PoS,DPoS反而更加符合去中心化、平等的精神。

在这个世界上,有很多的不可能三角,或者说三元悖论。经济学里最为出名的无疑是“一个国家不可能同时实现资本流动自由、货币政策的独立性和汇率的稳定性”的不可能三角。

对于传统商业社会,质量好、速度快、安全是一个不可能三角——三者只能实现两个。对于区块链世界,去中心化、速度、安全也只能三者选其二。

但是,去中心化只是手段,不是目的,不能为了去中心而去中心。如果一件事通过半中心化甚至中心化可以做得更好,那么为什么一定要坚持完全的去中心化呢?万物皆有取舍,DPoS舍弃了部分的去中心化,换来的却是效率和安全性能的大幅提高。

世界不断向前,人性与规律亘古不变。马太效应、二八定律、长尾理论,无论是对于传统世界,还是对于区块链世界,同样适用。比特币也好,区块链也好,去中心化并不会改变它们。

DPoS完美吗?当然不。但在当下,或许未来的一段时间内,DPoS还是具有很大优势的。

没有任何一种共识机制是完美的,每种机制都有自己的短板。随着区块链技术不断发展,共识机制也会被不断优化,未来可期。 StMd3/YwVlqCzs5V2b56liyrvPysL3kIWNbLfFFIo8Zx9b2KSGocqCmpMILClcxZ

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