POW、POS和DPOS的去中心化程度分析

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POW、POS和DPOS的去中心化程度分析

POW、POS和DPOS的去中心化程度分析

 

第0章 引言

骂挖矿中心化的声音太多了,本文分析最常见的三种共识机制对区块生产者的去中心化程度的影响。

第1章 共识机制和衡量去中心化的指标

POW、POS、DPOS,BFT-DPOS(EOS用的)是共识机制,这些机制是决定谁能生产区块,并拿走区块奖励和手续费。

POW叫工作量证明机制,任何都可以购买矿机,加入竞争挖矿,这是没有行政门槛的,只有资金门槛,可以使用技术优势、组织能力来增加竞争优势。

POS叫股权权益证明,是依据持币量和持币币龄来衡量谁能生产区块,任何人都可以购买币加入挖矿,持有币量是唯一的竞争优势。

DPOS是在POS机制上加入一个“行政门槛”,通过社区选举投票的方式来决定谁能生产区块,成功选举后,再按币量来排序生产区块。选举是有数量上的上限规定,比如比特股是101个区块生产者,EOS是21个。

BFT-DPOS是在DPOS的机制上,再加入一个生产区块的顺序,即规定所有区块生产者必须按照特定的顺序来生产区块,同时删除了按币量来竞争生产区块。本文不讨论拜占庭容错机制BFT,我还不了解,但这个明显就是为极为有限的去中心化设计的。

再来讲共识机制和去中心化的关系,这里的去中心化是指“区块生产者的去中心化(下称为节点)”,包括:

节点数量;节点地理位置分布;节点所有者的所属的文化分布;节点所有者是否是同一利益共同体分布。

第2章 POW如何影响区块生产者的去中心化

POW的机制可以保证任何有技术优势、智力优势、和资金优势的人都可以加入进来竞争挖矿。所以你可以看到比特币挖矿上会有很多吊丝逆袭的故事。包括吴忌寒就是一个普普通通的大学生变成了巨富。我认识的从挖矿发财的人非常多。

POW的这种可以依据技术、智力和资金三种力量来充分市场竞争的环境,可以催生出区块生产者文化属性各种各样的去中心化。比特币的矿工就形成了完全对立的小区块党和大区块党,最著名的就是bitfury这样的国外大矿工就是小区块党,国内的吴忌寒就是大区块党。这种机制更是造成全世界各种政治环境不同的人都可以加入进来,挖矿是世界各地分布的。

POW的机制可以避免形成区块生产者属于同一利益共同体。比如比特币的利益共同体就在挖矿这一领域分化出来多个利益集团,比如有些矿工希望长期利益,希望比特币能够长远发展,推动比特币扩容,吸纳更多的用户,但扩容会伤害矿工挖到的手续费的数量,而有些矿工则希望获得更多的手续费,则阻碍扩容,以获得更好的短期利益;而还有些利益集团则希望将比特币主链的矿工费推高,以将用户引导到侧链和闪电网络。这就是充分利益集体去中心化。

有一个更为明显的POW催生不同的利益共同体进入这个生态就是,很多矿工根本就不知道什么是比特币,他们只关心挖矿能不能赚钱,他们甚至和矿池合作,叫矿池直接使用支付宝给他们付人民币。矿工同时存在只挖人民币的,挖到币就卖成人民币的,死屯币的,炒矿机……这些都是不同的利益共同体。这样形成了非常充分的去中心化。

POW机制也因为存在智力、技术优势会对格局造成巨大的影响,也因此行业领先者的压力是一直存在的。从2014年国外的Ghash.io矿池一度占到51%的算力,但没几个月就消灭了,现在Ghash.io都不知道去哪了;到烤猫一度占有全网30%以上的算力,现在呢,烤猫都跑路了;现在是比特大陆占有全网绝大多数算力,但比特大陆的优势能保持多久呢,我们拭目以待。这也是去中心化的一个表现。

POW对节点的数量,这是一不精确的指标。因为每一个区块生产者主体,可以建立无数的节点,而且他们必须在全球建立足够多的节点来获利竞争优势。从这个角度说,POW会催生节点的在数量上的去中心化优势,但会导致多个节点归属为同一个主体,甚至是同一个个人。

但POW机制天然地因为会超着资源优化的方向进化,容易形成巨头,并且巨头可以对小矿工形成巨大的优势,小矿工就无法生存。所以POW会存在区块生产主体专业化方向发展。这是经济运行的必然,体现在挖矿经济门槛越来越高,规模化,公司化。这会导致区块生产主体数量上变少,违背去中心化。

第3章 POS如何影响区块生产者去中心化

下面讲POS机制。

POS机制下的区块生产者,需要拥有足够多的币和币龄,只有持币者,并且是大量持币者才有机会进入区块生产者的行列。POS机制下,技术和智力的优势很弱,只有资金优势才能构建门槛。

因此POS机制在催生利益共同体去中心化这一指标上,是非常非常弱的,最终导致垄断区块生产的是属于同一类利益集团,可以简单地归类为都是屯币者。

也因此,在区块生产者所属的文化分布上也趋于累同。

节点数量和地理分布同样会因为持币者的集中化,导致非常严重的中心化。最后可能导致一个公司控制了全网一半以上的币,一半以上的区块都是他们生产的。这在理论上是有利于发起51%攻击的,但实际上,51%攻击是违背持币者本身的利益,所以很难发生。

POS机制下会造成威胁另外一个去中心化,持币用户的去中心化。因为POS机制下,必然导致集资挖矿的行为,比如钱包公司会通过分红的办法来鼓励用户将币存进offchain钱包。这种机制下,大量的币都会流进offchain钱包,真正持有私钥的用户只会越越少。这就形成严重的中心化。

这种持币中心化的危害还是挺大的,比如一个钱包公司被盗,就可能导致币大规模被坏人控制,而这个一个系统可能瞬间因为一个被盗事件,损失海量的用户。用户的币都被盗了,只有恨你的份了,谁跟你一个系统的啊。

而POW机制下,挖矿和持币没有关系,所以不会导致持币用户的中心化。

第4章 DPOS如何影响区块生产者去中心化

下面讲DPOS。DPOS是在POS机制上加一个限制,区块生产者不是完全的依靠币量和币龄来诞生,而是附加了一个“选举”,持币用户可以通过投票来选举区块生产者,也可以通过取消投票来罢免特定的区块生产者。

DPOS的设计目标就是有限去中心化,但不会落入完全的中心化,即可以通过选举的办法保证肯定是有一定数量的区块生产者诞生。比如理论上,比特股永远都至少有101个区块生产者,绝对不会出现只有一个区块生产者的情况。EOS的区块生产者至少有21个。

但事实上,DPOS机制的这个设计并不能保证一定有足额的真实的区块生产者,因为一个人或一个实体,可能控制着多个节点。比如LBTC,就一度出现半数节点被鱼池一家控制。EOS在启动过程中,也疑似出现一个人虚拟出7个节点的事。

DPOS机制催生的区块生产者的去中心化其实和POS是非常类似的,上述分析完全适合DPOS。

第5章 区块生产者和开发者

以上分析,可以看到骂POW中心化是不对的。另外骂POW骂的更凶的就是浪费能源,这个我已经解释过了,请在第二版查阅。

还有一个骂POW的原因是矿工阻止系统协议升级。

因为POW远比POS和DPOS更能有效催生区块生产者去中心化,从而导致不同的利益共同体在同一个系统里出现,这些不同的利益共同体对协议进化方向必然有不同要求,也因此POW上的协议进化要更难。

这也是POS诞生的一个重要原因,他们认为应该剥夺矿工干涉协议进化方向的权力,并不是因为POW伤害了去中心化。

事实上POW协议进化慢就是去中心化的体现,而POS升级快,就是中心化的体现。

协议进化慢本身就是去中心化带来的结果,这即是优势也是劣势,优势是极端安全,系统不会因为个人人或特定人群的错误而导致失误,劣势是进化速度慢。

第6章 结束语

POW能形成像比特大陆这样大的公司,但POS和DPOS到现在为止,还没有出现名声显赫的公司。所以,你看支持啥了。