以太坊为什么进行PoS？

作者：Kylin

编辑：小回

以太坊的目标是成为世界级计算机。以太坊1.0是几个人为建立世界计算机而作的不懈尝试，而以太坊2.0将最终实现这个目标，所以以太坊2.0才是V神心中真正的以太坊。

12月1日，期待已久的以太坊2.0的第0阶段启动，这是解决以太坊可扩展性问题的第一步。在当前阶段，将部署信标链，验证者使用权益证明来创建区块。超过21000个验证器将在启动后使网络保持运行，其中至少有三分之一通过权益提供者进行验证。

第三季度的“DeFi热”促使以太坊网络上的交易量大幅增加，DappRadar 2020 Q3 Dapp报告指出，以太坊交易量在2020年第三季度猛增至1195亿美元，与第二季度相比增长了近1200％，但随着而来的是网络堵塞，交易费猛增。在今年9月9日，以太坊平均交易费用达到14美元的高度，刷新历史记录。因费用飙升，导致许多交易只能延迟。

EOS创始人BM感叹称：对于大多数正常规模的交易来说，以太坊交易费用太高了。

（以太坊gas费 来源：dappradar）

目前的以太坊仍然面临多重问题，首先老生常谈的是上面提到的交易处理，以太坊网络支持数千个去中心化应用程序，每秒都需要处理大量交易，而采用PoW共识机制的以太坊1.0，每秒只能处理约10-50笔交易，远小于PayPal、Visa 等中心化网络，远无法满足用户对于交易速度的需求。手续费高昂一直是以太坊被诟病的一个重要的点，V神直言，在rollups和分片完成之前，以太坊别无选择，只能忍受高额交易费。因此以太坊需要升级。

关于共识机制的争议一直存在，POW耗电量大，网络的交易吞吐量和扩展性缺乏，但安全性有目共睹，且开放性更强；而POS消耗小，效率高，但安全性被认为不如POW。

以太坊从PoW转向PoS早已板上钉钉，在最初以太坊白皮书发布的同月，V神就发表了一篇PoS共识算法Slasher的博客，探讨未来将以太坊从PoW转向PoS。

今年11月，V神撰文《为什么要进行PoS》。他在文章中进行了详细的原因阐述。V神的解释被许多人质疑以偏概全，一概而论。

V神在文章解释称，与PoW相比，PoS是一种优越的区块链安全机制有三个关键原因：

1、PoS以相同的成本提供更高的安全性

V神计算了两种情况下攻击所需的成本：基于GPU挖矿的PoW和基于ASIC芯片挖矿的PoW。得出的证明是在这两种情况下攻击网络的成本较低，在基于GPU挖矿的PoW中，攻击网络的成本仅仅是租用足够的GPU赶超现有矿工的成本，只需要花费少量的成本和时间就可以进行攻击工作。而ASIC芯片挖矿需要1/3的持续成本（更新迭代硬件、维护、电力）和约2/3的资本成本。据计算，需要487美元左右。ASIC以高昂的集中化成本提高安全级别。但这种高成本防范攻击使得整个网络趋于中心化，因为矿工加入的门槛也变高了。而在权益证明中，几乎全部是资本成本，即运行节点的成本。随着质押率的提高，攻击成本预计非常高，V神个人预计这个数字最终会上升到10000美元左右。

2、PoS很容易从攻击中恢复

在POW网络中，如果遭到51%攻击，唯一的应对措施就是 “等到攻击者主动撤销攻击"。但这忽略了一种更危险的攻击可能性，这种攻击叫做产卵营攻击（Pawn Camping Attack），攻击者一次又一次地进行攻击，目的很明确，就是为了使整条链瘫痪。

PoS的情况会好很多。对于某些类型的51%攻击（特别是回滚最终确定的区块），在权益证明中有一个内置的“惩罚（Slashing）”机制，通过这个机制，攻击者的大部分股权（并不包括其他人的）将被自动销毁。对于其他更难发现的攻击（51%的联盟审查- A 51% coalition censoring everyone else），社区可以在少数用户激活的软分叉（UASF）上进行协调，攻击者的资金再次被大部分销毁（在Ethereum中，这是通过 "Inactivity Leak Mechanism" 完成的）。不需要明确的 "硬分叉货币消除"，除了要求在 UASF 上协调选择少数区块外，其它都是自动的，只需要按照协议规则执行即可。

3、PoS比ASIC更去中心化

基于GPU挖矿的PoW是合理去中心化的，得到一个GPU并不难。但基于GPU的挖矿在我们上面提到的“安全性"标准上基本不合格。而基于ASIC的挖矿，则需要几百万美元的资金才能进入。这也是常见的“权益证明意味着富人更富"论点的正确答案。ASIC的挖矿也意味着富人更富，而且这个游戏只限于富人。至少在PoS中，质押所需的最低金额相当低，很多普通人都能承受。

另外，PoS更耐审查。GPU和ASIC挖矿都是非常容易被发现的：它们需要大量的电力消耗、昂贵的硬件采购和大型仓库。而PoS则可以在一台不起眼的笔记本电脑上完成，甚至可以通过 VPN 完成。（这也使以太坊2.0更分散化。）

PoW有两个主要的真正优势，但V神认为这些优势相当有限：PoS更像是一个“封闭系统”，从长远来看会导致更高的财富集中度；PoS需要“弱主观性”，PoW不需要。

在权益质押POS中，“矿工”和“电力”转变成“验证”和“质押”，验证者取代了矿工进行区块验证。权益证明中几乎全部是资金成本（存入的币），唯一的运营成本是运行节点的成本。剔除了矿机上的投入的成本和电力消耗的成本，并且通过质押的方式解决了电力的消耗。

与现在的PoW链相比，以太坊2.0实现的是PoS共识、分片结构以及带来新的虚拟机eWASM，实现这三种设定后，以太坊可以更加分散化、更具扩展性；网络更有弹性，即使有节点脱机，也会因为分片的布置而保持稳定；且网络的处理能力相较于以太坊1.0的大大增强。

以太坊2.0存款合约地址余额以出乎意料的速度达到524288枚ETH，质押余额远超过启动以太坊2.0创世区块的最低要求。12月1日晚上八点，以太坊2.0信标链正式启动。

针对以太坊2.0转向PoS权益证明和矿工挖矿等问题，鸵鸟区块链采访了InfStones合伙人Rudy Lu，他给出了自己的解读。

鸵鸟区块链在《距离ETH2.0仅7天，目标价位？美元》一文中提到，合约存款质押进程前期缓慢，参与意愿并不是很强，而后期却进展飞快，在短短两三天内完成剩余的质押要求，现在抵押量更是已经达到快90万ETH。

对此，Rudy Lu分析称，道理很简单，早质押不如晚质押，11月5日就质押，和11月24日才质押，是一样的，早质押也是白白放着不会带来收益。所以大部分人只会等最后临门一脚质押进去。但是11月24日如果质押不满52万，ETH2.0启动就要延后了，所以肯定是11月24日质押满。

在PoW转向PoS权益证明后，以太坊网络将发生哪些具体的变化？

Rudy Lu认为短期没什么改变，PoW链和PoS链一起运行，PoS链复杂的功能还没有开发好，目前只能做质押。PoW链和PoS链会在阶段1.5的时候合并，届时可能没有PoW共识的以太坊了，现在的以太坊挖矿产业将消失。以太坊2.0不仅改为PoS共识，也会采用分片结构，提高以太坊扩展性，届时就不会像现在这么堵了。

以太坊2.0的相关消息和进展都让矿工感到焦虑，PoW挖矿还能持续多长时间？

Rudy Lu给出的回答是，之前延后的难度炸弹应该是明年启动，如果不再做硬分叉升级的话届时难度会急剧增长；另一方面，预计明年年底或者后年以太坊1和2就会合并，到时候挖矿也会停止。

以太坊共识过渡，挖矿收益将会如何变化？矿工如何做才能获取最大的价值？

Rudy Lu称，短期PoW还可以挖，具体时间见上一个问题。完全切换共识后以太坊的增发率也会低至2%以下，增发会远低于目前；传统矿工一年回本、两年翻倍的模式不复存在，PoS共识下的挖矿和理财比较相近，长期稳定下来的年化收益率预期在10%以下。

PoS项目在设计上仍存在着许多问题和悖论。星火矿池邱晓栋最近在一次直播中称，以太坊的设计就是想让参与PoS的门槛降低，持币更去中心化，目前来看没有真正达成这一目标。

以太坊能否坚持下去，走出怪圈，还需要继续观察。以太坊2.0是一个全新的区块链，这将是一个混乱和高风险的过渡，目前的系统还需要更多的关键升级。