详解以太坊 PoS 运作机制及其危险要素

来源：半岛体育电竞竞猜    发布时间：2023-05-27 05:21:04

　　9月15日，以太坊正方案进行其许诺已久的 兼并，该协议将从PoW（工作量证明）一致机制改动为PoS（权益证明）一致机制。

　　在这份陈述中，咱们将依托以太坊文件中供给的技能界说，具体阐明以太坊的权益证明机制是怎么运作的。其次，咱们将从榜首原则上评价其向股权证明的改动，其间将包含解说为什么此举的许多推理都或许是有缺点的。终究，咱们将介绍以太坊PoS机制的危险要素，并将其与比特币和PoW一致机制的办理进行比较，以阐明体系之间的底子差异。

　　这篇文章的部分创意来自于Glassnode的首席分析师Checkmate的最新著作《为什么以太坊兼并是一个巨大的过错》。

　　跟着一致机制的改动，以太坊将其区块出产从GPU（图形处理单元）矿工搬运到它的质押验证者。

　　验证者。要想作为验证者参加，用户有必要向存款合约存入32个ETH，并运转三个独立的软件：一个履行客户端、一个一致客户端和一个验证者。在存入他们的以太币后，用户就会参加一个激活行列，该行列束缚了新的验证者参加网络的速度。一经激活，验证者就会从以太坊网络上的对等方那里接收到新的区块。从头履行区块中交给的买卖，并检查区块签名以确保区块的有用性。然后，验证者就会在整个网络上发送支撑该区块的投票（称为证明）。/p>

　　验证者将从矿工手中接过归于区块出产的人物，更为重要的是，将权利结构从实践国际的能量输入（以哈希值的方法），以质押以太币的方法搬运到本钱上

　　安全性：51%的进犯的要挟在PoS上依然存在，就像它在PoW上相同，但对进犯者来说危险更大。进犯者需求质押51% ETH（约15,000,000美元）。在这之后，他们才能够用自己的证明来确保他们首选的分叉是累积证明具有最多的分叉。累积证明的 权重 是一致客户端用来确认正确链的，因而该进犯者才干将他们的分叉成为正统的。但是，相关于POW，PoS的优势在于社区在发起反击方面的具有灵活性。例如，恪守规范的验证者能够决议继续树立在少量人的链上，疏忽进犯者的分叉，一同鼓舞运用程序、买卖所和资金池也这样做。他们还能够决议将进犯者从网络中强行删去，并毁掉他们的质押的以太币。这些都是针对51%进犯的强壮经济防护办法。 - Ethereum.org

　　以太坊网站宣称，在 PoS 一致体系的安全性会比 PoW 一致体系更强，但咱们以为这是十分有争议的。

　　工作量证明协议朴实依托经济鼓励和实践国际的物理束缚来确保链免受进犯，而PoS则依托经过被减少的 社会办理 来企图让质押者坚持遵规守矩。为了进一步弄清，若为了51%进犯比特币网络（履行双花），进犯者需求在测验进犯之前，以ASIC矿工、电力根底设施和（廉价）动力的方法，获得许多的物理根底设施和动力资源。最重要的是，任何设想的进犯者假如获得了这些东西，会很快意识到，做一个诚笃的矿工值当。

　　在权益证明机制下，质押者因难以承受大幅的减少，仇视的同行看到他们的以太币被毁掉（如在同一槽中提出多个区块或违识的行为），而坚持诚笃。同样地，在占主导地位的大多数质押者或许进行检查的状况下（稍后会具体介绍），能够挑选少量的软分叉。引证 Vitalik Buterin的话，

　　Ÿ 关于其他更难检测到的进犯（特别是51%的联盟检查其他一切人），社区能够和谐少量用户激活的软分叉（UASF），其间进犯者的资金再次被大部分毁掉（在以太坊中，这是经过 非活动性走漏机制 完结的）。且不需求清晰的 硬分叉删去硬币；而除了在UASF上和谐挑选少量区块的要求外，其他都是主动化的，而且只需遵从协议规矩的履行即可。

　　鉴于以太坊上树立了巨大的金融运用生态体系，在买卖的排序中往往存在套利时机。区块的出产者能够从头排序，夹层（预先运转大订单的行为，仅运用他们的商场订单作为退出活动性以从价差中获利），或检查正在出产的区块内的买卖。它通常会影响到与主动做市商和其他运用程序互动的DeFi用户。

　　上星期，美国财务部宣告 Tornado Cash 被添加到美国 OFAC（外国财物操控办公室）SDN 名单（特别指定的国民名单，不答应美国人和美国企业与之买卖）。对Tornado Cash的制裁特别值得注意，因为它们不是针对某个人或特定的数字钱包地址，而是针对智能合约协议的运用，而智能合约协议最基本的方法仅仅信息。这些举动所创始的先例关于开源软件的开发来说并不抱负。

　　不论此举的法令和宪法先例怎么，整个以太坊和DeFi生态体系的利益相关者的反响才是最大的亮点。在财务部将 Tornado Cash 参加 SDN 名单后仅几个小时，价值535亿美元安稳币USDC的发行商Circle现已更新了它的黑名单，将每一个被制裁的地址和智能合约包含在内，正式解散了USDC的持有者与协议的交互，乃至没收了少量资金。

　　Ÿ Circle是一家受监管的公司，它创立了国际上最大的美元数字钱银之一，而且现在办理和发行这些钱银。因而，咱们恪守制裁和合规要求，多年来一向如此，为树立一个更快、更安全、更有用的全球价值搬运方法需求信赖，也因为这是法令规矩。这种信赖协助美元硬币（USDC）在曩昔几年中大幅添加，并在全球数字财物经济中树立了 USDC。 - Circle博客

　　这在DeFi生态体系中引发了连锁反响，其间大部分根底设施都树立在USDC之上/周围，而现在越来越显着的是，对所谓去中心化金融而言，这并不是一个可继续的长时刻处理方案。

　　如今人们开端特别对DeFi协议MakerDAO越来越忧虑，该协议依托以太坊区块链，依据区块链的典当品创立超量典当的软锚定安稳币。

　　尽管运用TVL（确定的总价值）作为衡量规范有许多缺点，但Maker在DeFi协议的名单上独占鳌头是很能阐明问题的。在一个2020年后呈现爆炸性添加的生态体系中，Maker的兴起是最敏捷的。

　　MakerDAO答运用户经过将典当财物存入现在越来越依托USDC的Maker Vaults来生成DAI（一种算法安稳币）。

　　在编撰本陈述时，Maker现已有大约104.4亿美元的财物确定在其金库中，其间72.3亿美元的DAI是针对该典当品发行的。

　　下面显现的是MakerDAOs典当品中USDC的百分比，以及下面窗格中的USDC总价值。

　　一个所谓的去中心化金融革新的根底如此依托中心发行者的典当品，这是有问题的。

　　但是，你不能因为Maker对USDC的依托而真实责怪它。他们正企图处理一个现已存在了几个世纪的经济问题。因为企图将DAI与1美元挂钩，MakerDAO的规划师们面对着经典的钱银锚定三难问题。经济史标明，在三种抱负的方针成果中，只或许一同完结两种：

　　就MakerDAO的算法安稳币DAI而言，挑选是相似的，但最近财务部的制裁和随后代表Circle的合规性，使MakerDAO质疑其对USDC的日益依托。

　　跟着USDC最近的开展，好像Maker正在考虑后两者，其结果是抛弃DAI与美元挂钩。跟着这一决议，鉴于Circle是受美国政府监管的中心化安排，加密钱银财物相关于Circle的代币化负债的不记名财物性质，有人提出了将一切USDC转换为ETH的主意。

　　这导致了Vitalik Buterin的回应，它强调了用波动性典当品（尽管现在已是超量典当）来支撑一个算法安稳币的危险。

　　这是DeFi范畴普遍存在的一个大问题。当最需求假贷的东西是答应的 链外 财物（美元）时，你怎么树立一个去中心化的假贷生态体系？算法安稳币是或许的，但需求超量典当，而且假如典当品的价格跌落，用户很简略面对追加确保金/清算的危险。

　　越来越多的人日益意识到检查准则和法规的要挟，这意味着今日的DeFi，在很大程度上依托中心化的安稳币作为典当品，这是很软弱的。

　　Ÿ 安稳币是有用的，但却是中心化的。推而广之，它们使任何过度依托它们的网络中心化。

　　在财务部的公告和Circle的黑名单之后不久，要害的以太坊根底设施项目Infura，答运用户/运用程序连接到以太坊区块链，开端阻挠对 Tornado Cash 的RPC（远程过程调用）恳求。Infura是以太坊中最常用的钱包运用MetaMask以及其他运用的服务供给商。Infura是以太坊生态体系中最大的节点供货商，即便高档用户能够依托自己的客户端绕过禁令，但边际用户的技能才能底子达不到这个水平。

　　在Tornado Cash事情之后，Coinbase的创始人兼首席履行官布莱恩-阿姆斯特朗（Brian Armstrong）对美国财务部的制裁宣布了观念，指出制裁一项技能而不是直接制裁个人或实体所发生的不良先例。他在批判之后标明。

　　尽管以太坊的支撑者和开发者会宣称，转向PoS使以太坊愈加去中心化，并能更好抵挡歹意进犯，但阅历依据标明，越来越多的质押中心化或许会导致一些大问题。在编撰这篇文章时，4家供货商便已持有 57.85% 的以太币，到现在为止，Lido占有最大的商场份额。

　　Lido是一个活动的典当处理方案，它答运用户质押他们的以太币（并为较小的持有者撤销32 ETH 的高门槛），以交流stETH代币，这是一个能够在未来某个时分兑换回以太坊的债务。

　　依据规划，即便在兼并发生后，其时的以太坊持有者也无法免除对他们质押的代币，而以太坊道路年的某个时刻点，或许会从质押验证者中撤出。

　　鉴于提现解押ETH还不是大部分用户的挑选，而对那些期望获得他们的硬币来买卖/对冲/典当他们的ETH的用户来说，像Lido（它是家喻户晓的商场领导者）这样的活动性押注处理方案，是一个极具吸引力的挑选。

　　Ÿ stETH是Lido发行的一种代币，它为用户供给了一种服务，用户能够确定恣意数量的ETH以交流stETH代币，该代币能够在DeFi中从头典当以赚取收益，作为典当品等。这与其他方法的ETH押注构成鲜明对比，而在那里你的财物是不具备活动性的。 - Celsius and stETH - A Lesson on (il)Liquidity

　　(活动性）Staking看起来是一个赢家通吃（或大多数）的现况，用户挑选具有最流通的用户体会、最具活动性的二级商场（ETH到stETH现在是一个单向商场，直到PoS提款启用，但用户能够在二级商场进行交流）和最具吸引力的费用收入的服务（稍后会具体介绍）。而这些仅仅Lido的股权证明商场份额如此之大的一部分原因。

　　在以太坊基金会权益证明推出的首席研究员Danny Ryan在上编撰的博客文章中，Ryan强调了Lido的权益中心化或许为Ethereum带来的越来越多的危险：

　　“Lido 和相似协议等活动性典当衍生品 (LSD) 是卡特尔化的一个层次，当超越要害的一致阈值时，会诱发以太坊协议和相关调集本钱的巨大危险。本钱分配者应该意识到其本钱的危险，并分配到其他代替协议。LSD协议应自我束缚，以防止中心化和协议危险，导致终究炸毁他们的产品。

　　Ÿ 在极点状况下，假如一个LSD协议超越了要害的一致阈值，如1/3、1/2和2/3，因为和谐的MEV提取、区块计时操作和/或检查--区块空间的卡特尔化，与非调集本钱比较，押注衍生品能够完结超量利润。在这种状况下，因为卡特尔的超量报答，被盯上的本钱不肯意在其他当地盯上，然后自我强化了卡特尔对盯上的操控。

　　用Ryan的话说，假如一个Staking 处理方案开展到在PoS体系中持有要害数量的股权，因为能够运用和谐的MEV（矿工可提取价值），和/或能够随意检查某些行为者/买卖的才能，就会存在危险。

　　Ryan的主张是让活动性质押协议自我束缚以防止中心化和协议危险， Lido经过办理代币LDO进行投票。

　　投票对LDO持有者进行，以自我束缚Lido的质押份额的投票于6月24日开端，7月1日完毕。 投票是在Snapshot上进行的，它是以太坊上DAO（去中心化自治安排）进行协议投票/办理的盛行东西。

　　鉴于95.11%的LDO代币由前1%的地址持有，而这1％其间大部分是美国监管的危险本钱家（VC）公司，所以呈现这种压倒性的投票并不出乎预料。

　　鉴于Lido办理是由首要的危险投资公司直接操控的，其间大多数都是在美国统辖范围内运作，于是乎ETH中心化的问题益发严峻。

　　当把Lido、Coinbase、Kraken和Staked这几个当地的ETH押注量加起来时，现在56.57%的ETH质押量停留在美国政府直接或直接统辖的服务供给商。

　　回到作为一致改动的兼并，你还记得以太坊正在进行的从工作量证明到权益证明网络的要害改动吗？

　　这意味着验证者，即那些质押32个ETH的人，是担任以太坊网络的区块出产的人。以太坊以及中心化服务供给商面对的危险，是来自美国当局的压力，即要求在协议层面进行检查。回忆Buterin的帖子，以太坊社区为了应对来自中心化实体的检查，会进行软分叉，以删去 进犯者 的股权：

　　Ÿ 关于其他更难检测的进犯（特别是51%的联盟检查其他一切人），社区能够和谐少量用户激活的软分叉（UASF），其间进犯者的资金再次被大部分毁掉（在以太坊，这是经过 非活动走漏机制 完结的）。不需求清晰的 硬分叉删去硬币；除了在UASF上和谐挑选少量区块的要求外，其他一切都主动进行，而且只需遵从协议规矩的履行即可。

　　这种战略的问题在于，因为多年来环绕以太坊树立的大型DeFi/L2生态体系，任何持不同定见的分叉（叛变OFAC的合规性）都很或许会失掉其安稳币和可信预言机的生态体系。

　　在没有USDC支撑的状况下分叉以太坊，一个DeFi清算的菊花链就开端了，因为不契合规矩的分叉现有USDC分叉的代币，本质上是没有价值的，然后引发了大规模的感染效应/确保金追缴状况。

　　比特币在2017年的分叉战役中阅历了相似的检测，其时有50多家公司的代表参加了一次会议，即众所周知的纽约协议，会议中大力推进扩展比特币的区块巨细，这是一致中的一个必要改动。

　　鉴于和谐硬分叉和改动一致规矩的先例，比特币的个人用户对立这种改动，然后施行了软分叉，使后来的扩展处理方案，如闪电网络的树立成为或许。纽约协议的共谋者提出的分叉与许多一般比特币用户激活的分叉之间的要害差异在于，前者是一个硬分叉的提议，而后者是一个挑选的软分叉，这意味着一致关于没有晋级的节点依然是向后兼容的。

　　在以太坊如今的状况来看，区块出产层面在未来或许遭到愈多的检查，除了今日现已方案的兼并的一个分叉，不需求另一个分叉。分叉的方针将会是持不同定见的用户身上，他们正在推进一个敞开、抗检查的未来。

　　比特币在2017年获得的成就与以太坊在未来很或许面对的显着差异在于，鉴于其DeFi生态体系中对USDC等中心化安稳币的依托，其生态体系的很大一部分或许会在此过程中缺失。

　　让咱们列出一个简略的假定，看看它或许会怎么开展。美国政府对Circle（USDC的发行人）施行了严厉的监管。他们提议束缚来自相关以太坊地址列表的买卖。作为以太坊质押验证者的中心化美国公司，有必要恪守回绝有这些买卖的区块或将地址列入黑名单的这些规矩，。假如他们不这样做，他们将面对更多的检查、罚款、制裁等。

　　拟议的以太坊处理方案正在经过一致进行减少。减少将炸毁验证者必定份额的ETH股份，迫使他们从头考虑他们的不良检查行为。但是，一致需求来自大多数节点，而大多数质押的ETH现已在这些中心化的验证者那里了（现在为止还不能撤回）。

　　假如没有更多独自的验证者和节点，一致将存在于这些较大的中心化集体，而不是大多数ETH用户。在这种状况下，中心化集体不会有动力去勇敢地对立政府的规矩。而那些在这些中心化安排那里押注了ETH的用户，也不会有动力想要以反抗检查准则的名义减少自己的ETH持有量。

　　其他ETH用户和节点能够对立这一做法，迫使潜在的少量分叉或UASF（用户激活的软分叉）。但是，这很或许是以失掉Circle和曩昔几年在以太坊上已开发的大部分DeFi根底设施作为价值的。

　　在对立状况下，鉴于上星期Circle创始的先例，是否有正当理由让 Circle 不挑选契合 OFAC 规范的链/分叉？

　　咱们应该清楚，咱们清晰反抗制裁智能合约、根底检查准则或对通讯或经济价值的前言施加自上而下的国家操控。

　　咱们的方针是提出咱们以为合理的问题。比特币、以太坊，以及广泛的加密钱银商场，都企图将钱银的发行和操控权从国家手中夺走。

　　纵观以太坊的前史，现已有许多实质性的硬分叉和规划的更新，以创立一个不断开展的协议。其间许多改动包含更改难度炸弹，以推后潜在的兼并日期，并跟着时刻的推移改动供给的发行，以按捺通货日益紧缩。以太坊的支撑者以为这使得以太坊成为 超稳健 的钱银，这是自相矛盾的，因为钱银的稳健性在于不能以任何方法被改动/改动/稀释，特别是出于政治意图。

　　以太坊的战略中心是硬分叉和严重更新，这与比特币的战略简直彻底相反。跟着叙说和愿景的改动，以太坊一致协议的更新和改动也随之发生了改动。尽管这对其抱负主义的用户/支撑者来说或许很有吸引力，但这也使得以太坊的办理受制于后来的政治。

　　跟着PoS兼并后日子的不确认性和危险的添加，咱们所等待的只能是硬分叉和严重更新继续进行。对许多人来说，这很有吸引力，因为以太坊社区将依据他们面对的首要应战，来尽力树立新的处理方案和杂乱的协议规划。但是，对其他人一些人来说，以太坊作为一种财物和协议，看起来像一个缺少真实的安稳性的工程试验。

　　2017 年 10 月 16 日：Byzantium更新，硬分叉是对以太坊底层协议的改动，发明新规矩来改进体系。协议的改动是在一个特定的区块号上激活的。一切以太坊客户端都需求晋级，不然他们将按照常规矩困在一个不兼容的链上。

　　2019 年 2 月 28 日：Constantinople更新，因为难度炸弹（也被称为 冰河年代）逐步加快，均匀出块时刻正在添加。该EIP提议将难度炸弹推延约12个月，并经过 Constantinople分叉（Metropolis分叉的第二部分）下降区块奖赏。”

　　2020 年 1 月 2 日：Muir Glacier更新，因为难度炸弹（也被称为 冰河年代），均匀出块时刻正在添加并逐步加快。该EIP提议将难度炸弹再推延4,000,000块（约611天）

　　2021 年 8 月 5 日：EIP-1559 - 伦敦硬分叉更新，以一种买卖定价机制，包含每块固定的网络费，该费用将被焚毁并动态扩展/缩短块巨细以应对瞬时拥塞。

　　终究，咱们之前强调了以太坊衍生品商场现在的杠杆率和投机性有多高。ETH从6月的低点到达100%以上，ETH一直在使用兼并的炒作，一同充任比特币的高beta（比特币对股票的高beta）。买卖员们纷繁涌入商场，做多兼并。毫无疑问，在曩昔的两个月里，兼并的说法有助于推进价格上涨。但肯定要注意的是，ETH仅仅在跟随更广泛的股票和危险的路上。

　　在曩昔的几天里，这些联系现已被打破，ETH和比特币一同，在要害的打破价格区域显现出疲软的痕迹。在潜在的熊市反弹完毕、4 周后的兼并和同月 9 月的 FOMC 会议期间，商场好像正处于周期中最要害的点之一。

　　咱们的观念是，跟着比特币的呈现，Byzantium首要问题（又称双花问题）找到了一个工程处理方案。跟着工作量证明和动态难度调整的结合，人类总算找到了在互联网上以无信赖的方法存储和移动价值的方法。该体系的一致机制是由一个独立的节点运转者网络来确保的，运转一个在技能上尽或许的简略、强壮和有弹性的软件，以便从头开端发动一个新的去中心化钱银体系，以此对立国际上最强壮的安排的利益。

　　咱们以为，作为财物的以太币和作为渠道的以太坊是彻底不同的东西，社区做出的许多规划/工程决议导致它的未来有或许变得简略被捕获。

　　从抱负主义的视点来看，企图使用以太坊构建一个新的无答应的金融运用根底设施是新颖的，但咱们中的理性主义者以为，真实的去中心化根底设施和 超稳健 的钱银特点的叙说比起实践，更像是一个营销噱头。

　　政府长于堵截像Napster这样的中心操控网络的主脑担任人，但像Gnutella和Tor这样的纯P2P网络好像具有自己的优势。 - 中本聪，2008年11月7日。回来搜狐，检查更多