基于去中心化PoW與PoS的優(yōu)缺點分析

推動加密貨幣行業(yè)蓬勃發(fā)展的核心原則之一是數(shù)字資產(chǎn)不需要中心化機構(gòu)。

然而，像工作量證明（PoW）和權(quán)益證明（PoS）這樣的共識算法是讓用戶自行維護網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的完整性以實現(xiàn)治理的民主化。

但是，兩種去中心化治理模式在處理去中心化交易時都遇到各自問題。LongHash 查看各種數(shù)據(jù)，探討了主要參與者或利益相關(guān)者對工作量證明（PoW）和權(quán)益證明（PoS）加密貨幣的影響，以此來分析各個項目的中心化程度。

PoW 項目的算力分布

工作量證明（PoW）是大多數(shù)業(yè)界領(lǐng)先的加密貨幣所采用的治理模式，包括比特幣和以太坊。這可能會在未來發(fā)生改變，因為以太坊開發(fā)人員目前正計劃使用權(quán)益證明（PoS）。

不同的加密貨幣利用工作量證明（PoW）的方式大不相同。理論上，工作量證明（PoW）能夠使網(wǎng)絡(luò)上的決策實現(xiàn)民主化。許多行業(yè)支持者都對 PoW 模式帶來的威脅非常謹(jǐn)慎，例如：礦池已經(jīng)占據(jù)了網(wǎng)絡(luò)的大部分算力從而使得他們有可能為自己牟利。過去，LongHash 分析顯示區(qū)區(qū)幾個礦池就可以占據(jù)網(wǎng)絡(luò)的大部分算力。

我們對比特幣（BTC）、以太坊（ETH）和萊特幣（LTC）這幾個PoW明星項目的算力分布進行了新一輪研究。根據(jù) 2019 年 6 月 13 日圖表顯示，比特幣（BTC）算力分布最廣。

在所有比特幣礦池中，BTC.com 是最大的算力貢獻(xiàn)者，占 17.9% 左右。F2Pool （13%）、AntPool （12.5%） 和 BTC.TOP （10.9%） 緊跟其后。最大的兩個 BTC 礦池加在一起占整個網(wǎng)絡(luò)算力的 30.9%。

而另一方面，對于以太坊而言，最大的兩個礦池共占網(wǎng)絡(luò)算力的 49.09%。Ethermine 礦池是比特幣、以太坊、萊特幣三大網(wǎng)絡(luò)中最大的礦池，占以太坊總算力27.09%。

萊特幣最大的算力貢獻(xiàn)者是 Poolin 礦池，占網(wǎng)絡(luò)算力的 21.2%。與比特幣和以太坊相比，最大的兩個萊特幣礦池占其算力的 37.2%。

PoS 項目的抵押率占比

對比工作量證明（PoW）和權(quán)益證明（PoS）加密貨幣的去中心化水平存在許多困難。最根本的困難是兩種治理模式在實現(xiàn)共識方面存在很大的差異。

與工作量證明（PoW）模式不同，權(quán)益證明（PoS）治理模式基于參與者的數(shù)字貨幣所有權(quán)。那些被認(rèn)為擁有大量stake 的人也需要承擔(dān)更多責(zé)任來維護網(wǎng)絡(luò)安全。想了解更多信息，請閱讀我們的權(quán)益證明（PoS）指南。

因為 PoS 區(qū)塊鏈并不像 PoW 區(qū)塊鏈那樣強調(diào)“挖”數(shù)字貨幣，所以考慮礦池的算力并不是一個很好的選擇。相反，我們研究了驗證人（validators）在各自網(wǎng)路中擁有的投票數(shù)量。

在此類別中，我們的選擇非常有限?，F(xiàn)如今的加密貨幣市場中，只有少數(shù)頂級貨幣采用了 PoS 模式。此外，像 EOS 和 TRON 這樣的流行資產(chǎn)利用了 PoS 的修訂版——委托權(quán)益證明（DPoS），其功能與 PoS 截然不同。

我們研究了 Cosmos （ATOM） 和 Tezos （XTZ），因為這兩種貨幣的運行方式都是基于 PoS 共識機制算法。此外，按市值排名，目前這兩種貨幣位于前 20 名。

對于許多 PoS 加密貨幣而言，最大的投票權(quán)持有者是 PoS 礦池，這也是 Cosmos 的情況。對于 Cosmos 而言，stake.fish 礦池具有最大的影響力。我們數(shù)據(jù)生成的時候，stake.fish 池占整體網(wǎng)絡(luò)投票的 7.92%。

Stake.fish 網(wǎng)站解釋道：“權(quán)益證明（PoS）區(qū)塊鏈擁有驗證人去創(chuàng)造、提議或投票可以添加到區(qū)塊鏈里的區(qū)塊。這些驗證人需要強大的硬件才可以運行，這些硬件需全天在線，并具有多種安全功能?！?/p>

這類驗證人允許用戶“抵押”資產(chǎn)并獲取經(jīng)濟回報。實際上，這意味著用戶不用花費特定時間就可以存儲資產(chǎn)。用戶獲得的獎勵通常來自于他們抵押資產(chǎn)所創(chuàng)造的新區(qū)塊。

Tezos 系統(tǒng)里 baker（即生產(chǎn)區(qū)塊的人）的運作方式與 PoS 礦池運作方式相似，因為這些 baker 充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的驗證人。如圖表所示，Tezos 投票權(quán)的主要貢獻(xiàn)者是 Tezos 基金會的 baker。加在一起，一共占整個網(wǎng)絡(luò)投票權(quán)的 23.33% 左右。

但是，根據(jù) Tezos 基金會聲明，Tezos 基金會不會利用其權(quán)力影響網(wǎng)絡(luò)：“現(xiàn)在新的提案期已經(jīng)開始，基金會決定不參與前一部分的投票?！?/p>

根據(jù)該項目的 Twitter 文章，Tezos 在 2018 年 7 月才有了第一個非基金會的 baker。隨著時間的推移，網(wǎng)絡(luò)權(quán)力越來越分散。相對而言，Tezos 基金會于今年 3 月?lián)碛谐^ 31% 的網(wǎng)絡(luò)投票權(quán)。

除 Cosmos 和 Tezos 外，其他基于 PoS 模式的加密貨幣依然處于開發(fā)和采用的起步階段。因此，這些資產(chǎn)可能還需要一些時間才能像比特幣（BTC）、以太坊（ETH）、萊特幣（LTC）這些頂級貨幣一樣進行同等規(guī)模的測試。

PoW 項目的中心化風(fēng)險

如果一個資產(chǎn)真的去中心化，那么沒有任何中心化機構(gòu)可以控制其未來發(fā)展趨勢。這不僅是原則問題。在工作量證明（PoW）區(qū)塊鏈中，單一的礦池控制絕大部分的算力更容易導(dǎo)致 51% 攻擊。

這種類型的攻擊是指：某個實體擁有絕大部分的網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)，從而能夠操縱未來網(wǎng)絡(luò)上的交易。因此，對于工作量證明（PoW）貨幣而言，算力均勻的分布是非常重要的。

從資金安全來看，在比特幣及以太坊系統(tǒng)里是非常難發(fā)起 51% 攻擊，所以我們可以說相比于中心化銀行或央行體系，比特幣為代表的 PoW 是可以通過去中心化模式保證安全（忽略沒有足夠礦工支持的小幣種）。

從決策系統(tǒng)來看，比特幣的系統(tǒng)的缺點就是各方參與者相當(dāng)割裂，礦工持幣人及核心開發(fā)者各自為不同的群體，因為沒有一致的利益（幣），整體決策及推動升級是相當(dāng)緩慢的，而主要代碼都由 bitcoin core 提供及推動升級，這樣的決策系統(tǒng)是相對中心化的。

從制衡結(jié)果來看，有些 PoW 擁護者絕對通過恰巧因為參與群體利益不一致，可以產(chǎn)生一個制衡結(jié)果，如果在最初設(shè)計有一個好的治理系統(tǒng)，比如 Decred 的改革，Nervos 提出的治理體系，從這個方向來看 PoW 支持者有權(quán)說自己是更去中心化的。

另外 PoW 還有一個很大的缺點，因為中國具備制造業(yè)優(yōu)勢，也就是中國能掌握大部分的礦機，這對 PoW 項目的國際化及去中心化非常不利。

雖然一些創(chuàng)新者已經(jīng)意識到 PoW 中心化的風(fēng)險，但是有些人認(rèn)為權(quán)益證明（PoS）代幣特別脆弱。據(jù)某位非常熟悉該話題的專家稱，保持權(quán)力分散對 PoS 代幣尤為重要。

Messari 產(chǎn)品負(fù)責(zé)人王啟奧說：“PoW 網(wǎng)絡(luò)中，用戶（持有者）與驗證人（礦工）之間權(quán)力嚴(yán)重分離，早在 2017 年我們就已意識到這一點。那時，比特幣用戶呼吁礦工激活 SegWit，取消 SegWit2x，即使很多人認(rèn)為礦工擁有更多的網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)?！?/p>

他繼續(xù)補充道：“PoS 網(wǎng)絡(luò)中，持有者和抵押者往往是同一人。所以，權(quán)力分離較少?！?/p>

PoS 項目的中心化風(fēng)險

Proof of Stake 從最初就有一幣一 stake 的概念，幣是股權(quán)，也是投票權(quán)，也就是這樣的設(shè)計是更加支持治理的。

從資金安全來看，PoS 一樣要面對 51% 攻擊的威脅，我們在過往文章提到，要攻擊 PoS 區(qū)塊鏈也是需要付出相當(dāng)高的成本，也就是說在資金安全上 PoS 通過經(jīng)濟學(xué)的去中心化保障也是相對可靠的。

從決策系統(tǒng)來看，PoS 本身就更好支持治理，每一個系統(tǒng)都有屬于他們的治理流程與投票系統(tǒng)，而大家爭論的問題主要在于 PoS 礦池是不是過度代表普通人的投票權(quán)，有些區(qū)塊鏈中如 Cosmos 前幾個節(jié)點就占據(jù)了多數(shù)投票權(quán)重，而且礦工與治理決策人是同一個，那這樣的系統(tǒng)會不會有問題。

事實上目前多數(shù)的 PoS 區(qū)塊鏈都是屬于代議政治，代議政治更符合現(xiàn)有社會的政治參與體置，一般人是沒有時間與精力參與政治，而節(jié)點作為精英代表一般人參與，Tezos 及 Cosmos 都是如此，Tezos 有他標(biāo)榜可進化且流程化的治理流程，Cosmos 則賦予普通人擁有最后投票權(quán)（也就是不滿意節(jié)點投票，可以更改決議，更改決議可以覆蓋節(jié)點投票結(jié)果）。

PoS 區(qū)塊鏈遇到的最大問題會在于初始代幣如何分發(fā)，及后續(xù)如何解決富者越富的問題，目前可以看到很多創(chuàng)新的代幣分發(fā)目的就是為了避免中心化，也有不同區(qū)塊鏈提出降低大節(jié)點收益的方案，最終 PoS 項目會不會被大節(jié)點控制有待觀察。

結(jié)語

中心化問題是每一個區(qū)塊鏈都要面對的，上面文章分析了 PoW 礦池的算力分布，與 PoS 礦池抵押率的占比，就是想給大家一個更清晰的呈現(xiàn)。

中心化是所有項目都沒有辦法避免的問題，在現(xiàn)實生活如此，在區(qū)塊鏈亦是如此。

LongHash 客觀地去分析 PoW 與 PoS 的優(yōu)缺點，研究兩者在各自發(fā)展過程中「中心化」和「去中心化」的博弈過程，分析其中的原因和利弊，幫助投資者清晰看清項目的本質(zhì)，從而實現(xiàn)理性決策。