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    觀點 | Vitalik: 什么是PoS? 為什么它如此重要?

    2019-1-25 14:32

    來源: unitimes 作者: Vitalik Buterin

    加密貨幣之外的 PoS 應用


    但是真正讓 PoS 有趣的地方在于,可以將 PoS 應用于除加密貨幣之外的其他領域中。截至目前,反垃圾郵件的系統可以分為三類:使用 PoW (工作量證明)的系統、使用驗證碼(captcha)的系統和身份識別系統(identity systems)。上文中,我們已經廣泛討論了諸如 Hashcash 和 Bitmessage 等系統中使用的 PoW 機制。

    驗證碼(captcha)在互聯網中也是使用得相當廣泛,其中的理念就是提出一個我們人類能夠輕松解決,但計算機無法解決的問題,從這個角度便可以將前兩種系統區別開來。(備注: captcha,即驗證碼,是“completely automated public Turing test to tell computers and humans apart”的首字母縮寫形式,全稱是“全自動區分計算機和人類的圖靈測試”)

    在實踐中,“驗證碼”通常涉及到包含字母和數字的雜亂圖像,要求用戶鍵入正確的字母和數字來通過驗證。最近,互聯網供應商已經在驗證碼系統中實現了一種更好的組件,即將驗證碼的一部分構成一個來源于印刷書籍中的單詞,這是一種借助公眾力量將老文獻數字化的方式。不幸的是,驗證碼并沒有那么高的效率;最近有關機器學習的研究成功率實現了30-96%,這與人類本身的學習成功率很接近。

    身份識別系統(Identity systems)以兩種形式呈現。第一種形式是,有些身份識別系統要求用戶使用真實的身份信息進行注冊,這是目前民主國家為了避免互聯網被過度匿名化所采取的方式。第二種形式是,另一些系統要有用戶支付一定的費用才能進入,如果系統管理員發現有用戶正在試圖濫用該系統,則管理員將關閉該用戶的賬戶,并且無需向該用戶退款。這兩種系統都是行得通的,但存在用戶隱私被泄露的風險。

    權益證明 (PoS) 可以用于提供第四類反垃圾郵件的措施。想象一下,用戶可以通過向自己發送一枚 btc 或 PPCoin 來消耗自己的 幣齡 (coin age),而無需通過填寫驗證碼來創建一個論壇賬戶。為了確保每個 PoS 計算都是由用戶來完成,而不是簡單地從區塊鏈中進行隨機地抽取,系統也許會要求用戶通過同一個地址發送一條簽名的信息,或者也許通過某個特定的方式將資金發回給用戶自己 (比如,其中一個輸出中必須包含0.000XXXXX BTC,每次可以隨機設置一個值)。

    需要注意的是,用戶的 幣齡 是至關重要的;我們希望用戶能夠按需創建權益證明,因此必須消耗某些東西來阻止重復使用的問題。在某種程度上,PoS 已經通過短信驗證(SMS verification)的形式而呈現出來了,即要求用戶編輯發送短信來證明自己對某個手機號碼擁有所有權,之后才能創建一個Google賬戶——盡管這基本上不算是一種權益證明,因為電話號碼本身也是在很大程度上與用戶的真實身份相互綁定的,且購買手機的過程本身也是一種驗證身份的過程。因此,短信驗證的方式具有所有這三種系統的優劣勢。

    但是權益證明的真正優勢存在于諸如Bitmessage這樣的去中心化系統之中。當前,Bitmessage使用的是工作量證明,因為沒有其他選擇。當前還沒有“去中心化的驗證碼”解決方案,且針對如何研究出這種解決方案的研究也很有限。但是,工作量證明是高消耗的方式,這使得Bitmessage成為一個效率低且高能耗的系統--如果只是在電子郵件中使用,還過得去,但如果要用于發送即時消息,那還是算了吧。但如果Bitmessage能夠整合到比特幣(或Primecoin和PPCoin)中,并使用權益證明(PoS),那相關的低效率和高能耗的問題就會有所緩解。

    權益證明是否有未來?很多跡象表明權益證明確實有未來。PPCoin創始人Sunny King認為比特幣的安全性將會隨著其區塊獎勵的繼續下降而下降;確實,這是他創建PPCoin和Primecoin的主要動機和原因之一。自PPCoin被創立以來,它已經成為市場中排名第五的加密貨幣(備注: 此排名是2013年Vitalik發表此文時PPCoin在CoinMarketCap上的排名,當前的排名是194),并且越來越多新的加密貨幣正在復制PPCoin的權益證明設計。

    當前,PPCoin并不是完全基于PoS機制的,因為它是有高度中心化社區的小規模加密貨幣,遭遇黑客攻擊的風險高于比特幣,所有PPCoin存在一個中心化的檢查系統。該檢查系統使開發人員可以創造“檢查站(checkpoints)”,而不論攻擊者做什么,這些檢查站都將保證永遠作為交易歷史的一部分儲存起來。

    最終,其目的是將檢查站系統變得越來越去中心化,同時減少能耗,使PPCoin能夠被更大的群體所持有。一個替代方案也許是把權益證明作為去中心化的檢查站系統整合進比特幣中。比如,某個協議允許任何至少持有100萬比特幣--年幣齡的聯盟通過消費他們的輸出來產生社區承認是有效區塊的檢查站,但代價是將他們自己的錢幣發給自己并且消耗幣齡。

    在2009年,加密貨幣作為許多不相關的密碼學原始成果的結晶而橫空出世。hash函數、Merkle樹、工作量證明和公鑰密碼學全都在比特幣的構造中起著關鍵的作用。然而,現在不僅有比特幣和其它加密貨幣了,而且這些加密貨幣還為將來的加密貨幣提供了另一個令人興奮的可能性:我們現在可以設計在加密貨幣本身上升級的協議,其中權益證明就是絕佳的例子。權益證明能夠用來保障加密貨幣的安全,也可以用在去中心化的反垃圾郵件系統中,還可以用在許多我們還沒有想到的協議中。這就像在Wei Dai于1998年創造出b-money之前,沒人想到過比特幣這類東西。一切皆有可能。
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