PoW和PoS誰才擁有真實(shí)的開放性

這兩天在橙皮書的微信群里面產(chǎn)生了PoW和PoS的大討論，甚是精彩，從討論中我看到了許多有價(jià)值的觀點(diǎn)。

由于微信群本身是一個非常不適合討論的工具，討論到后來很多回復(fù)被忽略，很多問題被反復(fù)提出來車轱轆說，效率實(shí)在太低，因此我在這里將討論中提出的問題整理出來，統(tǒng)一回復(fù)一次，避免重復(fù)勞動。

A： POS大戶坐著獲得的資本利得，是小散無法逾越的鴻溝，且無法約束他的權(quán)利。

B： 這個問題是社會正常現(xiàn)象吧，有錢的人掙錢本身就是比平民容易，他投入這么多錢收入?yún)s比別人少，那才是不公平啊，現(xiàn)在是大家獲得的比例是一樣的，大戶投入的錢多，就是會獲得更多的回報(bào)

這是一個PoW和PoS討論中常見的對話。A提出了兩個問題，1. （公平性問題） PoS大戶坐著獲利，普通人沒有；2. （無法制約）PoS大戶的權(quán)利無法約束。B回答了1。

對于問題1， 我同意B的看法。投入多回報(bào)多是合理的，無論是pow還是pos都是這樣， 區(qū)塊鏈是幫助實(shí)現(xiàn)過程公平而不是結(jié)果公平的工具。在區(qū)塊鏈里面我們依然會看到馬太效應(yīng)。試圖用區(qū)塊鏈去解決結(jié)果公平的后果是區(qū)塊鏈治理的內(nèi)涵無限擴(kuò)大，將本該由協(xié)議解決的各種問題（后面會看到）統(tǒng)統(tǒng)推給投票去解決。

然而無論是歷史還是理論早就告訴我們，世界上并沒有完美的群體選擇制度。區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€能夠記錄數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)不被篡改，為所有人提供數(shù)據(jù)的工具，通過這樣一個工具幫助我們更好的實(shí)現(xiàn)過程公平，已經(jīng)是非常非常大的進(jìn)步了。

問題2是一個 在討論中被忽略的關(guān)鍵問題。投入資源換取回報(bào)天經(jīng)地義，但前提是你想投入就能投入嗎？舉個例子，一個明星創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)融資，是不是任何vc想投就能投進(jìn)去呢？PoW具有非常好的開放性，使得后來的共識參與者總是可以加入共識群體，而PoS不具有這樣的開放性。引用這里的討論：

在PoS中，未來的共識群體是由今天的共識群體決定的。任何新的節(jié)點(diǎn)想要參與共識都需要通過至少一個交易來實(shí)現(xiàn)（e.g. 抵押，投票，etc.），而這個交易是否被處理是由今天的共識群體決定，他們可以處理這個交易，也可以不處理這個交易， 如果不處理這個交易，新的節(jié)點(diǎn)永遠(yuǎn)都無法參與共識。

同時(shí)，“不處理交易”是容易偽裝而難于懲罰的行為，我還沒有看到能在共識協(xié)議中解決這個問題的方案。PoS往往是根據(jù)stake的權(quán)重來分配出塊比例（和節(jié)點(diǎn)數(shù)量沒關(guān)系），考慮到大部分系統(tǒng)中stake的集中程度，這是一個非常實(shí)際的問題。

PoW是徹底的Permissionless。無論什么時(shí)候，只要你愿意，都可以買礦機(jī)和電力加入出塊者的行列，不需要今天的礦工給你任何形式的許可。你也許會說，我還是需要購買礦機(jī)和電力呀，這是不是一種形式的許可呢？

是的，從更低一層來說，這也是一種許可。但遺憾的是，在所有的Proof of XXX中，這已經(jīng)是最去中心化的許可形式了，畢竟礦機(jī)生產(chǎn)和電力資源的去中心化程度遠(yuǎn)高于各種 tokens （的分散程度）。我們總是應(yīng)該追求盡可能的去中心化，否則用回中心化系統(tǒng)就好了。

”是否能夠投入”本身可以看作一種option，有非常高的價(jià)值。PoW能有這樣的性質(zhì)，是因?yàn)楣ぷ髁孔C明的計(jì)算是一種不依賴歷史的計(jì)算， 無論你在任何時(shí)間點(diǎn)購買算力加入計(jì)算，你都和其他礦工在同一個起跑線上， 這是一個非常獨(dú)特的、反直覺的性質(zhì)，正是這個性質(zhì)使得后來者總是能打破了早期參與者的優(yōu)勢。

PoS不同，因?yàn)閟take是系統(tǒng)中內(nèi)生的資產(chǎn)，資產(chǎn)的所有權(quán)是由系統(tǒng)歷史決定的，交易順序是由系統(tǒng)歷史決定的，因此無論是需要抵押token加入的pos，還是只需要持有token就可以參與的pos，其validator集合都是這個系統(tǒng)自身的歷史決定，PoS和PoW在”參與共識是否需要依賴歷史“上是截然不同的。我們很容易能看出，這是一個本質(zhì)不同，無論什么樣的上層設(shè)計(jì)都解決不了這一點(diǎn)。

因此PoW和PoS的設(shè)計(jì)，從根本上是兩種不同的思路，體現(xiàn)兩種不同的理念：

1. （PoS） 系統(tǒng)應(yīng)該讓先發(fā)者獲得天然的優(yōu)勢

2. （PoW） 系統(tǒng)不應(yīng)該讓先發(fā)者獲得天然的優(yōu)勢

注意主語是“系統(tǒng)”，共識參與者在系統(tǒng)外的優(yōu)勢不是任何協(xié)議設(shè)計(jì)可以解決的。如果你認(rèn)為1是對的，自然應(yīng)該支持PoS，反之你應(yīng)該會更贊同PoW。CKB在設(shè)計(jì)中選擇PoW，是因?yàn)镃KB的設(shè)計(jì)目標(biāo)是Layer1，一個全世界共用的基礎(chǔ)設(shè)施，我們希望它可以長久而且中立的運(yùn)行，要做到這一點(diǎn)，系統(tǒng)不應(yīng)該讓先發(fā)者（包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)者自己）獲得天然的優(yōu)勢。

A： pos買幣staking不就是投入了嗎

確實(shí)是投入，但是這里的“投入獲得回報(bào)”中的”回報(bào)”已經(jīng)變了。對于投入獲得的回報(bào)我們需要分開來看，一種回報(bào)是token收益，最近的pos基本都支持delegate， 所以基本上所有人都有這個option. 另一種是參與共識的權(quán)利，根據(jù)上面的回答，它可以被現(xiàn)有的validator壟斷，大部分人沒有option。權(quán)利有很多種，分紅只是其中一種，而且不是關(guān)鍵的那一種。

那么共識的權(quán)利為什么重要，它有什么用呢？它意味著你可以對交易排序，而交易排序決定了鏈上眾籌時(shí)你的交易能不能及時(shí)上鏈，在DEX里面交易時(shí)你的訂單能不能及時(shí)成交，等等等等。在PoS的系統(tǒng)上做DeFi？你需要認(rèn)真考慮一下validator本身是做什么的，是否和你的發(fā)送的交易有利益相關(guān)？

我們知道，DeFi的交易很可能是價(jià)值含量非常高的交易，e.g. DEX里面一個巨大的買單，這時(shí)候validator如果安排一個插隊(duì)的交易怎么辦？僅僅是交易順序的不同就可以造成巨大的獲利，何況共識節(jié)點(diǎn)能做的遠(yuǎn)大于此？

聰明的你一定會想到：“那PoW的礦工/礦池不是一樣有這樣的問題嗎？” 沒錯，PoW的礦工一樣有這樣的權(quán)利，但PoW有兩個優(yōu)點(diǎn)可以削弱這個問題：

1、出塊節(jié)點(diǎn)和生態(tài)中的關(guān)鍵用戶是解耦的。生態(tài)中的關(guān)鍵用戶，指的是交易所、錢包等圍繞區(qū)塊鏈提供服務(wù)的服務(wù)商，它們?yōu)榇罅康挠脩籼峁﹥?yōu)質(zhì)的服務(wù)，聚集了大量的用戶和交易。

在PoS中，由于擁有大量用戶和交易，stake會自然的往生態(tài)中的關(guān)鍵用戶集中，形成天然的stake pool，因此關(guān)鍵用戶在業(yè)務(wù)上的優(yōu)勢可以轉(zhuǎn)化成在共識和治理上的優(yōu)勢（在某些鏈里面已經(jīng)體現(xiàn)的非常明顯了），使得先行者的優(yōu)勢更加強(qiáng)化。

在PoW中，礦工群體和交易所/錢包是獨(dú)立的，他們有不同的專業(yè)分工，通過不同的專業(yè)知識，不同的方式獲取回報(bào)，關(guān)鍵用戶不能將自己的業(yè)務(wù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為協(xié)議中的優(yōu)勢，礦工也沒辦法將自己在協(xié)議中的優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為上層業(yè)務(wù)的優(yōu)勢。在PoW中，開發(fā)者、用戶和共識節(jié)點(diǎn)之間可以形成制衡。

2、PoW的共識是開放的（見上文），充滿了激烈的競爭。也許一個礦池/礦工可以在短時(shí)間內(nèi)做到這一點(diǎn)，但由于新的礦工總是可以自由加入，想要長久的做到這一點(diǎn)是非常困難的，激烈競爭將會造就一個越來越公平的充分競爭的市場，這需要時(shí)間（30年？maybe）。

反過來，在PoS中，由于天然的先行者的優(yōu)勢，以及業(yè)務(wù)優(yōu)勢和共識優(yōu)勢的綁定，先行者的優(yōu)勢只會越來越大，競爭將逐漸消失，最后形成壟斷或寡頭。在基礎(chǔ)設(shè)施級的協(xié)議里面，我們應(yīng)該盡可能的去避免壟斷。

區(qū)塊鏈本身是一個大的排隊(duì)機(jī)，決定排序的權(quán)利是這個系統(tǒng)中最關(guān)鍵的權(quán)利。

A： （Bitcoin） 一小時(shí)51攻擊的成本區(qū)區(qū)44.3萬美金…

A想要表達(dá)的是，Bitcoin并不安全，因?yàn)橹灰?4.3萬美金就能攻擊它了，然后PoS的token是有限的，沒有攻擊者可以從市場上購買到足夠多的stake來攻擊。

這個觀點(diǎn)忽略了一個問題：在某一時(shí)刻，地球上的算力同樣是有上限的。如果一條PoW的鏈只有10%的SHA256算力，這樣算是沒有問題的。但是如果比特幣已經(jīng)集中了90%（估計(jì)值）的SHA256算力，你從哪里去獲得另外90%的SHA256算力呢？量變會引起質(zhì)變，算力地位的變化會影響安全性。

不安全的不是PoW，是沒有獲得足夠算力的PoW鏈。使用PoW的區(qū)塊鏈都會遇到比使用PoS的區(qū)塊鏈更大的起步問題，然而正是這樣真實(shí)而殘酷的考驗(yàn)才能證明區(qū)塊鏈的安全。不然，我也跑一條PoS鏈，99%的token都?xì)w我自己，1%在市場上想炒多高炒多高，安全性豈不是分分鐘超過Bitcoin？ Bitcoin已經(jīng)運(yùn)行10年了，上面承載的價(jià)值這么多，為什么攻擊沒發(fā)生呢？相反，某些鏈運(yùn)行了不到一年，上面存了價(jià)值區(qū)區(qū)幾十萬元的智能合約被偷了無數(shù)次… 理論需要不斷用事實(shí)修正，當(dāng)理論和事實(shí)不符的時(shí)候，一定是理論錯了。

同樣是有上限，在PoW鏈中參與共識所需要的資源上限是隨著時(shí)間變化的，由科技的進(jìn)步、人類的進(jìn)取心和激烈的競爭不斷推動前進(jìn)，所需要的自然資源的獲取是完全去中心化的；而PoS鏈中所需要的資源上限是協(xié)議規(guī)定好的，增發(fā)的token全部進(jìn)入現(xiàn)有validator的手中，再通過validator在市場上的售賣或是staking pool的分紅分發(fā)出去，會不會有些似曾相識？

A： 這兩者抽象到最后都是資本，pow是以資本開支和opex計(jì)算資本成本；pos是以抵押物市場價(jià)值計(jì)算機(jī)會成本。這兩種成本都是不可逆的

我不贊同這種邏輯，忽略中間過程直接捅到本質(zhì)恰好忽略了關(guān)鍵。過程是關(guān)鍵，過程會產(chǎn)生摩擦，過程會產(chǎn)生損耗。即使都是資本，資本的流動性和產(chǎn)生壟斷的速度也是有差異的，協(xié)議是否能從壟斷中回復(fù)也是有差異的，見前文。

A： 我不覺得PoS的持幣者會一直不賣

A： 過度集中 誰會給生態(tài)貢獻(xiàn)

A： 如果籌碼90%在你手里 這個生態(tài)也就做不下去

A： 對你來說 高度集中持幣是沒有價(jià)值的

A： 你都壟斷90% 代幣，沒有人給你交租

壟斷也是可以建立生態(tài)的，騰訊、蘋果都是例子。無論是歷史還是經(jīng)濟(jì)學(xué)原理還是《從0到1》都很清楚的告訴我們，壟斷才能獲取暴利。

同時(shí)，壟斷存在不代表 你知道有壟斷存在 。token是世界上最具有流動性的資本，即使我擁有90%的token，我也會把它分散投入到100個staking pool里面去，而不會集中在一個staking pool里面。壟斷者不會喜歡跳出來說“hey，我壟斷了這個系統(tǒng)！”。

A： 潛在作惡壟斷者會因?yàn)槎唐诶尜u出token

A： 作惡就是為了短期利益

A： 即，潛在謀求短期利益壟斷者會因?yàn)槎唐诶尜u出token

B： 頭部抵押者都被看的很清楚，解抵押了，或者提幣去交易所了，本身會導(dǎo)致價(jià)格下跌，他還沒砸呢，就已經(jīng)反映了

A： 我也是這個意思，壟斷者不作惡不也是安全的么［壞笑］

這里混淆了壟斷和作惡的概念。作惡指的是顯式的攻擊，例如雙花一筆交易，作惡是可以被觀察到的，系統(tǒng)或者生態(tài)也可以作出相應(yīng)的反制。 壟斷是隱式的 ，壟斷者不需要也不會攻擊這個系統(tǒng)，但是它依然可以利用自己的共識權(quán)利獲得更多的利益，正如前文說的，只要能操控交易排序，你就能操控一切。

操控交易排序是無法被發(fā)現(xiàn)的 。在PoS系統(tǒng)中，操控交易排序也意味著操控未來的validator集合，意味著壟斷地位可以輕易的維持，這是根據(jù)系統(tǒng)歷史來保證系統(tǒng)安全的必然結(jié)果，這一點(diǎn)在PoW中是不存在的。

我們現(xiàn)在還沒有找到一個方法可以在所有時(shí)間排除一切壟斷的可能，但是PoW至少給了我們一個更長的時(shí)間維度上使得壟斷難以存在的設(shè)計(jì)，我覺得這一點(diǎn)對于Layer1至關(guān)重要。

A： 第一點(diǎn)，pos鏈后來者為什么不能參與？買幣比買礦機(jī)門檻低多了，pos里面長期存在壟斷者這個結(jié)論我是不認(rèn)同的，沒有經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)；2 攻擊pos的成本比較，收購stake只是一方面，還有reputation系統(tǒng)，pos里面節(jié)點(diǎn)是非常在意自己reputation的，這個成本對節(jié)點(diǎn)是巨大的。

第一點(diǎn)問題中，壟斷的問題上面已經(jīng)有回答。關(guān)于門檻問題，我認(rèn)為這是很多人甚至包括協(xié)議設(shè)計(jì)者常常犯的錯誤。區(qū)塊鏈的首要目標(biāo)是安全和去中心化，而門檻以至于一切易用性問題都不是區(qū)塊鏈的目標(biāo)。

在區(qū)塊鏈協(xié)議里面討論門檻問題就像是在說“你讓普通人怎么去構(gòu)造TCP請求包“一樣，將不同層次的目標(biāo)混為一談。要降低門檻，提高易用性，我們可以在上層做很多工作，做錢包，做云挖礦，設(shè)計(jì)各種金融產(chǎn)品，為什么要在區(qū)塊鏈協(xié)議里面考慮門檻的事情呢？

Nervos追求分層的協(xié)議架構(gòu)，也是因?yàn)榭吹搅艘子眯詥栴}和安全問題必須分開考慮，易用性/門檻和安全從本質(zhì)上就存在矛盾，強(qiáng)行扭在一起只會讓我們一無所獲。未來區(qū)塊鏈協(xié)議的直接參與者一定是專業(yè)用戶，這些專業(yè)用戶通過搭建（可信的）服務(wù)、降低使用門檻、提供易用性來獲取生態(tài)中普通用戶的支持和收益。

第二點(diǎn)，reputation是一個無法量化，區(qū)塊鏈協(xié)議也無法判斷的東西。將區(qū)塊鏈的安全寄托在reputation上，只會讓區(qū)塊鏈走回現(xiàn)有信任體系的老路。同時(shí)reputation還有 無法轉(zhuǎn)讓 的特點(diǎn)，基于一個無法轉(zhuǎn)讓的 事物建立安全模型，會不會又有些似曾相識？

A： 其實(shí)這里面有很多隱含的假設(shè)，如果一個pos鏈出現(xiàn)你說的一個cartel控制1/3的token，社區(qū)是可以通過應(yīng)分叉fork out cartel；我不覺得一個pow鏈被51%算力控制的鏈，也面臨同樣嚴(yán)重的問題；另外我覺得節(jié)點(diǎn)隱藏最后長時(shí)間形成多數(shù)控制這種可能性是不大的；

將協(xié)議中解決不了的問題推給鏈外治理（注意在cartel控制1/3 stake并且產(chǎn)生足夠大的威脅以至于社區(qū)想要fork的時(shí)候，鏈上治理已經(jīng)沒有用了）和硬分叉，確實(shí)可以解決一切問題，但這應(yīng)該是一種成本極大的最后手段，不應(yīng)該成為隨便使用的工具，區(qū)塊鏈的協(xié)議應(yīng)該盡可能的避免陷入這個場景。

使用鏈外治理和硬分叉等價(jià)于承認(rèn)協(xié)議的不足，需要人來接手了。我贊同一個區(qū)塊鏈生態(tài)最終是需要人來治理的，但是我認(rèn)為人介入的頻率越低越好，如果不追求這一點(diǎn)，為什么還需要區(qū)塊鏈呢？只有降低人參與的頻率，協(xié)作的自動化成本才能降低，協(xié)作所需要的信任基礎(chǔ)才能減小。

“節(jié)點(diǎn)隱藏最后長時(shí)間形成多數(shù)控制這種可能性是不大的”——只要時(shí)間足夠長，無論多小概率的時(shí)間都會發(fā)生。金融市場的黑天鵝告訴過我們無數(shù)次了，愿我們的記憶不只是7秒。

A： xxx的籌碼在不斷分散

A： xxx 的錢包地址從ICO 1000多個，不到一個月上萬個

根據(jù)top 100的地址或者top 20 staking pool的分散程度是無法證明token是分散的。道理很簡單，我們談?wù)摰亩际菬o需許可（permissionless）的系統(tǒng)，地址代表的只是一個公私鑰對而已，不代表一個身份。產(chǎn)生地址幾乎是零成本的，存有stake的地址數(shù)量無法代表持有這些stake的是不同的用戶。不要混淆地址和用戶。

在PoS中，validator集合中的validator數(shù)目是無關(guān)緊要的，并不能代表stake分散。如前文所說，如果你有99%的stake，你應(yīng)該把它們分散到100個甚至1000個validator上去。

PoW中同樣會有算力集中在大礦工手中的問題，但是由于PoW的開放性以及系統(tǒng)沒有給后來者制造劣勢（見上文），這樣的集中只會是暫時(shí)的，算力將在激烈的競爭中不停的從一個人手中轉(zhuǎn)移到另一個人手中。PoW贊美競爭，PoW是一個開放的系統(tǒng)，只有開放的系統(tǒng)才可能遠(yuǎn)離熱力學(xué)的終局，保持長久的生機(jī)。

PoS有其價(jià)值，也有其問題，因此無法適用所有場景。Layer 1的區(qū)塊鏈協(xié)議必須使用PoW，只有使用PoW的Layer 1才能解決我們希望解決的問題，實(shí)現(xiàn)我們希望的未來。