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區塊鏈共識機制

機制的構建是一項複雜的系統工程。對於加密貨幣而言,共識機制包含各種激勵制度和具體演算法,比如:交易費用、區塊獎勵等。機制的關鍵因素是人,評判一個機制的好壞,往往要通過一段時間的觀察,看看人蔘與和執行的積極性是否能夠持續。如果不能持續,就預示著機制已經失敗,系統或產品也將消亡。

實際上,加密貨幣的目標就是要建立一個“無需監管的自適應經濟系統”。目前來看,支撐這個自適應經濟系統的機制,常用的有三種,它們是:PoW,PoS,DPoS等,而且都能在現實生活中找到對應的經濟模型。這些機制,吸引人們參與其中,組成安全網路,並有序執行。但是,長期來看,它們各有優缺點,都存在失敗的可能。

下面我們看看這些機制的演進過程。

1.PoW(Proof of Work):工作量證明機制

基本原理

這是比特幣採用的共識機制,也是最早的。理解起來,很簡單,就是“按勞取酬”,你付出多少勞動(工作),就會獲得多少報酬(比特幣等加密貨幣)。在網路世界裡,這裡的勞動就是你為網路提供的計算服務(算力x時長),提供這種服務的過程就是“挖礦”。

那麼“報酬”怎麼分配呢?假如是真的礦藏,顯然在均勻分佈的前提下,人們“挖礦”所得的比重與各自提供的算力成正比,通俗一點就是,能力越強獲得越多。

優點

機制本身當然很複雜,有很多細節,比如:挖礦難度自動調整、區塊獎勵逐步減半等,這些因素都是基於經濟學原理,能吸引和鼓勵更多人蔘與。

理想狀態,這種機制,可以吸引很多使用者參與其中,特別是越先參與的獲得越多,會促使加密貨幣的初始階段發展迅速,節點網路迅速擴大。在Cpu挖礦的時代,比特幣吸引了很多人蔘與“挖礦”,就是很好的證明。

通過“挖礦”的方式發行新幣,把比特幣分散給個人,實現了相對公平(比起那些不用挖礦,直接IPO的幣要公平的多)。

缺點

一是,算力是計算機硬體(Cpu、Gpu等)提供的,要耗費電力,是對能源的直接消耗,與人類追求節能、清潔、環保的理念相悖。不過,如果非要給“加密貨幣”找尋“貨幣價值”的意義,那麼這個方面,應該是最有力的證據。

二是,這種機制發展到今天,算力的提供已經不再是單純的CPU了,而是逐步發展到GPU、FPGA,乃至ASIC礦機。使用者也從個人挖礦發展到大的礦池、礦場,算力集中越來越明顯。這與去中心化的方向背道而馳,漸行漸遠,網路的安全逐漸受到威脅。有證據證明Ghash(一個礦池)就曾經對賭博網站實施了雙花攻擊(簡單的說就是一筆錢花兩次)。

三是,比特幣區塊獎勵每4年將減半,當挖礦的成本高於挖礦收益時,人們挖礦的積極性降低,會有大量算力減少,比特幣網路的安全性進一步堪憂。

2.PoS(Proof of Stake):股權證明機制。

基本原理

這是點點幣(PPC)的創新。沒有挖礦過程,在創世區塊內寫明瞭股權分配比例,之後通過轉讓、交易的方式(通常就是IPO),逐漸分散到使用者手裡,並通過“利息”的方式新增貨幣,實現對節點的獎勵。

簡單來說,就是一個根據使用者持有貨幣的多少和時間(幣齡),發放利息的一個制度。現實中最典型的例子就是股票,或者是銀行存款。如果使用者想獲得更多的貨幣,那麼就開啟客戶端,讓它保持線上,就能通過獲得“利息”獲益,同時保證網路的安全。

優點

一是節能。不用挖礦,不需要大量耗費電力和能源。

二是更去中心化。首先說,去中心化是相對的。相對於比特幣等PoW型別的加密貨幣,PoS機制的加密貨幣對計算機硬體基本上沒有過高要求,人人可挖礦(獲得利息),不用擔心算力集中導致中心化的出現(單使用者通過購買獲得51%的貨幣量,成本更高),網路更加安全有保障。

三是避免緊縮。PoW機制的加密貨幣,因為使用者丟失等各種原因,可能導致通貨緊縮,但是PoS機制的加密貨幣按一定的年利率新增貨幣,可以有效避免緊縮出現,保持基本穩定。比特幣之後,很多新幣採用PoS機制,很多采用工作量證明機制的老幣,也紛紛修改協議,“硬分叉”升級為PoS機制。

缺點

純PoS機制的加密貨幣,只能通過IPO的方式發行,這就導致“少數人”(通常是開發者)獲得大量成本極低的加密貨幣,在利益面前,很難保證他們不會大量拋售。因此,PoS機制的加密貨幣,信用基礎不夠牢固。為解決這個問題,很多采用PoW+PoS的雙重機制,通過PoW挖礦發行加密貨幣,使用PoS維護網路穩定。或者採用DPoS機制,通過社群選舉的方式,增強信任。

3.DPoS(Delegated Proof of Stake):授權股權證明機制

基本原理

這是位元股(BTS)最先引入的。位元股首次提出了去中心化自治公司(DACs)的理念。位元股的目的就是用於釋出DACs。這些無人控制的公司發行股份,產生利潤,並將利潤分配給股東。實現這一切不需要信任任何人,因為每件事都是被硬編碼到軟體中的。通俗點講就是:位元股創造可以盈利的公司(股份制),股東持有這些公司的股份,公司為股東產生回報。無需挖礦。

對於PoS機制的加密貨幣,每個節點都可以建立區塊,並按照個人的持股比例獲得“利息”。DPoS是由被社群選舉的可信帳戶(受託人,得票數排行前101位)來建立區塊。為了成為正式受託人,使用者要去社群拉票,獲得足夠多使用者的信任。使用者根據自己持有的加密貨幣數量佔總量的百分比來投票。DPoS機制類似於股份制公司,普通股民進不了董事會,要投票選舉代表(受託人)代他們做決策。

這101個受託人可以理解為101個礦池,而這101個礦池彼此的權利是完全相等的。那些握著加密貨幣的使用者可以隨時通過投票更換這些代表(礦池),只要他們提供的算力不穩定,計算機宕機、或者試圖利用手中的權力作惡,他們將會立刻被憤怒的選民門踢出整個系統,而後備代表可以隨時頂上去。

優點

一是,能耗更低。DPoS機制將節點數量進一步減少到101個,在保證網路安全的前提下,整個網路的能耗進一步降低,網路執行成本最低。

二是,更加去中心化。目前,對於比特幣而言,個人挖礦已經不現實了,比特幣的算力都集中在幾個大的礦池手裡,每個礦池都是中心化的,就像DPoS的一個受託人,因此DPoS機制的加密貨幣更加去中心化。PoS機制的加密貨幣(比如未來幣),要求使用者開著客戶端,事實上使用者並不會天天開著電腦,因此真正的網路節點是由幾個股東保持的,去中心化程度也不能與DPoS機制的加密貨幣相比。

三是,更快的確認速度。比如,億書使用DPoS機制,每個塊的時間為10秒,一筆交易(在得到6-10個確認後)大概1分鐘,一個完整的101個塊的週期大概僅僅需要16分鐘。而比特幣(PoW機制)產生一個區塊需要10分鐘,一筆交易完成(6個區塊確認後)需要1個小時。點點幣(PoS機制)確認一筆交易大概也需要1小時。

缺點

前幾天,位元股的作者發表了一篇被廣泛認為很傻的文章(見參考),預言DAO(去中心化組織)和DAC(去中心化公司)都將失敗。文中披露了大量實踐經驗,基本算是DPoS的問題。概括起來,主要是:

一是投票的積極性並不高。絕大多數持股人(90%+)從未參與投票。這是因為投票需要時間、精力以及技能,而這恰恰是大多數投資者所缺乏的。

二是對於壞節點的處理存在諸多困難。社群選舉不能及時有效的阻止一些破壞節點的出現,給網路造成安全隱患。