相比于PoW,PoS会让富人更富?

时间:2021-09-01 19:01       来源: www.xuanrender.com

上图:ETH2.0的奖励曲线

为了成为 PoS ETH中的验证者,你需要至少质押 32 以太币 才能成为一名验证者,这将给予你 1/N 的几率被随机选中参与到协议共识中。因为协议的构建方法,验证者事实上在当地集中在一块,这降低了区块奖励的易变性,由于每一个验证者获得的的区块奖励都差不多;但这并不会干扰验证者获得的买卖费或者潜在的MEV 价值,当验证者被选中建议区块时,买卖费和潜在的 MEV 价值都是专门奖励给区块建议者的,这意味着验证者维持在线非常重要,如此就不会错过赚取这部分成本的机会。

在 PoS 中,验证者离线将带来损失。验证者会由于无响应 而致使其质押金被扣除,假如在同一时间有足够多的验证者同时不响应,那样该惩罚将呈指数级增长,以阻止协议共识的停止和区块链的停止运行。这推进了验证者分布的去中心化,与软件设置的多元化。在不一样的地址进行质押的本钱几乎没变化,这使得质押变得容易得多。除此之外,为了运行很多验证者节点而运行愈加复杂的验证者设置将增加技术本钱,削减整体盈利能力。

在无须许可的数字货币安全系统中,从理论上来讲,其他人都可以满足必要的进入门槛和盈利能力需要,以确保自己可以参与到协议的这场持续的零和游戏中。然而,在实践中,存在一些隐性或显性的限制,阻止那些资源较少的个人参与进去。

计算 PoS 的进入门槛比较容易。对于ETH来讲,这个门槛是获得32 以太币、最低规格的硬件,与一个靠谱的网络连接。假如验证者质押 18 个月,那样合计大约是 10.5 万USD,其中大多数是资本本钱。用大家上文提及的数字,该验证者在 18 个月共计可以获得大约45,000 USD的收入,以 以太币 计算的年化总回报率约为 28%。当大家将这部分本钱计算进来时,那个这个回报率将降低不少。愈加适当的估计是,在将来的条件下,年回报率可能更接近5%。

而对于 PoW,计算这个数字要困难得多。第一,PoW 没像 PoS 那样在可用的验证者的插槽数目方面存在协议内限制 ;第二,PoW 挖矿的资本本钱与 PoS 差异非常大 ;第三,PoW 生态系统也不透明得多,难以进行类似的盈利能力比较,但大家将尽最大努力从哈希率图表和ASIC 设施的公开本钱中得出结论。

ASIC 设施在开始失效或被新型号的 ASIC 替换之前有大约 18 个月的盈利窗口期,所以期望大家在 PoS 计算中选择相同的窗口期是有意义的。挖矿行业也是一个更成熟、更大的行业,年化回报率 可能比大家这里计算的要低得多。

第一,让大家做一些更直接的比较。以太币 的最大数目决定了可以质押的验证者总数 的上限。假如 以太币 的总提供量的上限为 1.2 亿 以太币,那样总共大约有375 万个验证者插槽可用 。

现在BTC的哈希率为 1.15 EH/s,而 Antminer S9 矿机的哈希率约为 13 TH/s,价格约为 500 USD。要想拥有BTC互联网哈希率的1/375万,你需要拥有2375 台Antminer S9 矿机,硬件本钱约为 119 万USD。而更高效的 Antminer S17 Pro 矿机本钱约为 2000 USD,算力约为 53 TH/s,所以你仅需拥有约583 台Antminer S17 Pro 矿机,也即仅需花费约117 万USD的硬件本钱,就能拥有与一个ETH2.0验证者插槽相同百分比的互联网份额 。

但因为ETH的市值仅为BTC的 42% 左右,因此在BTC互联网中拥有与在ETH2.0互联网中一个验证者插槽拥有些相同的互联网份额 的等效本钱仅约为49.5 万USD,也即248 台Antminer S17 Pros 矿机。

以 0.11 USD/千瓦时的电力本钱计算,一台 Antminer S17 Pro 矿机在大约 4 年的时间里挖出 1 比特币 需要支出约 1.56 万USD 的电费;因此,可以推断,大家用这 248 台 Antminer S17 Pros 可以在 4 年内挖出 248 比特币,合计本钱为 387 万USD 。根据大家 18 个月的间隔计算,也就是可以以 145 万USD 的电费本钱挖出93 比特币,年化回报率为 47%!近期因为中国打击挖矿与BTC哈希率的其他结构性变化,近期这个数字要高得多,但大家可以假设,实质的年回报率应该至少是这个数字的一半。

做一个愈加对等的比较,假设在 18 个月的时间里,大家只能在挖矿设施和电力上花费 10.5 万USD,那样在实践中的收益怎么样?用这一本钱,大家可以购买大约6 台 Antminer S17 Pros 矿机,在 18 个月内可以挖出大约2.25 比特币,花费 3.96 万USD 的电力本钱,年回报率约为 33%。这与上文计算的一名ETH验证者的年回报率很相似!但大家可以开始看到规模经济是怎么样发挥用途的,资源更丰富的参与者 可以获得比资源不那样丰富的参与者 多 42% 的回报。显然,在 PoW 规模经济中,富人愈加富!

正如大家所看到的,假如大家从运营本钱和资本支出的角度来比较,PoW 挖矿和 PoS 质押的盈利能力其实并没太大的差别。撇开关于二者的「去中心化」程度的讨论不谈,大家可以看到,针对 PoS 让「富人更富」的论点从根本上是有缺点的。现实状况是,任何资本密集型资金投入的参与者都能获得比那些没办法投入这么多资本的参与者更高的回报。

期望这足以叫你相信,这个针对 PoS 的论点在智商上是懒惰的,稍加察看就会不成立。除此之外,笔者期望大伙可以愈加看重基于盈利能力的数字货币经济安全性的比较,与规模经济怎么样影响无须许可的安全系统的进入门槛。

对 PoS 共识算法的一种容易见到批评是它让「富人更富」,大致可以讲解为「规模经济有益于既有些富人,而不利于资源匮乏的人」。

通过察看任何大规模运营的行业,大家可以比较容易地看到这样的情况:伴随时间的推移,那些可以以愈加高效和更大规模运营的企业,可以借助我们的影响力和规模,推进其形成行业垄断。大家甚至可以在民族国家层面上看到这一点,即领土更大、资源更丰富的国家拥有更大的政治影响力,达成更大的贸易协议,并以贫穷国家的利益为代价直接将国际事务推向有益于自己的方向。

就数字货币共识算法而言,也比较容易看到这样的情况:更大的参与者可以在其业务中投入更多的资金,增加他们在特定区块链的安全系统中的整体份额,并为自己带来更多的回报。这形成了一种循环效应,他们可以将这部分收益回报再资金投入到更大的业务中,为他们带来获得更多回报的潜力,就如此循环往复。

这实质上就是持续的零和游戏,由于在一个公开可访问和参与不受限的数字货币安全机制中,提供的奖励是固定的,但参与者的数目可能是无限的,假如某个参与者可以有效借助其业务的规模经济效益,那样他就可以以其他角逐者的损失为代价获得市场份额,且伴随时间的推移,他可以借助这种差异打造起不可逾越的领先优势。比较容易看出,在如此的加密体系中,富人将怎么样变得更富,与为什么这样的情况是十分危险的。

下面大家来谈谈基于 PoW 和 PoS 的系统在规模经济上的差异。

PoS 背后的理念是,个人将自己持有些数字货币作为抵押品存入到该数字货币协议中进行推广托管。他们或有权建议新区块,并参与到对这部分区块在区块链中的最后排序达成协议。作为回报,他们会由于履行这部分职责获得奖励,因此他们遭到了赚取区块奖励的勉励而参与进去。

在一个无须许可的共识系统中,需要要参与到共识中才能获得这部分奖励,不然其他参与者同样比较容易“窃取”这部分奖励。参与者对于买卖历史达成协议的目的是为了获得这部分奖励 ,并确保这部分奖励不会被别的人夺走。

在像ETH2.0如此的 PoS 算法设计中,「最后确定性」 的定义是特别值得注意的。在区块链中,通过达成协议来确保区块链的历史记录是处于「被敲定」 的状况,也即参与者没办法在不违背协议规则的状况下篡改该记录,这是大概达成的。这正是 PoS 所独有些,由于 PoW 并没这种属性。这种属性是有价值的,特别是对于一个全球买卖结算互联网而言,由于如此一来就可以确定一个明确的时间轴,在这个时间轴上的买卖可以被视为「被敲定」,没办法在不违反共识规则的状况下被篡改。

当然,大家也应该知晓 PoS 的这一属性也有其实质的限制,也即,假如某个攻击者可以获得 PoS 协议中绝大多数 被质押的币,并想为了某个目的 而发起攻击。

这种攻击行为的本钱是特别高的,由于目前ETH的 PoS 协议中已经质押了价值数十亿USD的以太币,因此单笔买卖的价值不太可能高于逆转这笔买卖带来的本钱,攻击者也不太可能获得足够的资源来发起违反协议规则的行为。但这仍然是可能的。

PoS 与其他共识系统 之间仍有相似之处,从根本上说,它们的结构一般是相同的:共识参与者需要获得所需的资源来参与建议区块和对区块达成协议,并因此而获得奖励。但,这两种不一样的共识协议在每一个细则上也有非常大不一样,包括实行这部分职责所获得的奖励的相对份额、参与者可能获得的协议外收益、投入的资源的机会本钱,与涉及到参与进去的其他外部原因。

在这篇文章中,我想深入研究这部分共识达成的细则,与协议的共识选择怎么样驱动协议的应对行为。这部分细微的差异可能致使完全不同的结果。剖析这部分差异尤为重要,如此大家就可以辨别这部分共识达成结构中的潜在问题,从而构建更好的系统。

比如,BTC区块链现在大约每 10 分钟挖出一个区块并提供 6.25比特币的区块奖励,且用户为了发送买卖而向矿工支付的买卖费大约等于该区块奖励的 6%。因此BTC矿工们的年收入合计约为 200 亿USD。

为了获得这部分收入,BTC矿工需要从少数几家挖矿硬件制造商那里购买 ASIC 设施,这部分设施制造商提供的挖矿设施需要有着使挖矿有利可图的效率水平,从而不会使你亏本挖矿。大型用户购买这部分硬件的实质本钱是非常难推断的,由于这部分销售数据非常难获得,且这部分硬件制造商倾向于与大用户达成私下买卖。但,到现在为止,最大的本钱并非购买这部分矿机所需的资金,而是在大型矿池配置中 24/7 运行这部分设施以持续挖矿BTC所需的电力运营成本。

虽然在理论上BTC挖矿是其他人都可以参与的,但大家可以看到,因为BTC互联网的结构及其参数,参与BTC挖矿是存在进入门槛的,譬如需要获得ASIC 设施与存储和运行这部分设施的空间、电力本钱,与以必要的规模购买这部分设施来与其他有着类似规模的矿工进行角逐的资本支出。因此,并非每一个人都可以获得这部分机会,参与进去需要肯定的资本水平,而且这还没考虑到运行一个大型矿场需要考虑的政治本钱,与不同区域之间的电力本钱的差异。

另一方面,挖矿的规模经济也面临局限性。比如,最大概的是,你不可以只不过去一个特定的区域并购买所有可用的电力来运行你的所有挖矿设施,由于这将吸引政府的注意,政府一般期望确保其他公民也能公平地获得电力;你也会没办法找到一个无限大的建筑来安置所有些设施,或者建造一个足够强大的冷却系统来冷却那样多的废热。除此之外,这部分挖矿设施制造商每年生产的设施有限,你不可能买断所有些设施 。

然而,尽管有这部分内在的限制,但伴随时间的推移,更多的挖矿硬件被制造出来,硬件的效率不断提高,且减少挖矿运营本钱的革新不断被挖掘,BTC挖矿的经济规模每年都在增长。

相比之下,PoS 的这部分参数有着非常大不一样,在 PoS 中有着不一样的限制和进入门槛。譬如,ETH2.0的 PoS 设计提供的区块奖励会伴随参与进去的验证者的数目的增加而降低。现在,在 PoW ETH主网中,天天用户支付给矿工的买卖费大约是4,000 以太币,当ETH PoW 链与 PoS 链进行合并时,这部分买卖费从理论上来讲应该不变甚至更高。除此之外,在过去一年里,测试到超越5 亿USD的 MEV 价值已经被捕获,而且伴随大家找到愈加复杂的方法来测试 MEV,这一价值将会继续增长。总的来讲,这意味着ETH验证者的年收入合计约为64 亿USD。