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观点 | Vitalik: 什么是PoS? 为什么它如此重要?

2019-1-25 14:32

来源: unitimes 作者: Vitalik Buterin

加密货币之外的 PoS 应用


但是真正让 PoS 有趣的地方在于,可以将 PoS 应用于除加密货币之外的其他领域中。截至目前,反垃圾邮件的系统可以分为三类:使用 PoW (工作量证明)的系统、使用验证码(captcha)的系统和身份识别系统(identity systems)。上文中,我们已经广泛讨论了诸如 Hashcash 和 Bitmessage 等系统中使用的 PoW 机制。

验证码(captcha)在互联网中也是使用得相当广泛,其中的理念就是提出一个我们人类能够轻松解决,但计算机无法解决的问题,从这个角度便可以将前两种系统区别开来。(备注: captcha,即验证码,是“completely automated public Turing test to tell computers and humans apart”的首字母缩写形式,全称是“全自动区分计算机和人类的图灵测试”)

在实践中,“验证码”通常涉及到包含字母和数字的杂乱图像,要求用户键入正确的字母和数字来通过验证。最近,互联网供应商已经在验证码系统中实现了一种更好的组件,即将验证码的一部分构成一个来源于印刷书籍中的单词,这是一种借助公众力量将老文献数字化的方式。不幸的是,验证码并没有那么高的效率;最近有关机器学习的研究成功率实现了30-96%,这与人类本身的学习成功率很接近。

身份识别系统(Identity systems)以两种形式呈现。第一种形式是,有些身份识别系统要求用户使用真实的身份信息进行注册,这是目前民主国家为了避免互联网被过度匿名化所采取的方式。第二种形式是,另一些系统要有用户支付一定的费用才能进入,如果系统管理员发现有用户正在试图滥用该系统,则管理员将关闭该用户的账户,并且无需向该用户退款。这两种系统都是行得通的,但存在用户隐私被泄露的风险。

权益证明 (PoS) 可以用于提供第四类反垃圾邮件的措施。想象一下,用户可以通过向自己发送一枚 btc 或 PPCoin 来消耗自己的 币龄 (coin age),而无需通过填写验证码来创建一个论坛账户。为了确保每个 PoS 计算都是由用户来完成,而不是简单地从区块链中进行随机地抽取,系统也许会要求用户通过同一个地址发送一条签名的信息,或者也许通过某个特定的方式将资金发回给用户自己 (比如,其中一个输出中必须包含0.000XXXXX BTC,每次可以随机设置一个值)。

需要注意的是,用户的 币龄 是至关重要的;我们希望用户能够按需创建权益证明,因此必须消耗某些东西来阻止重复使用的问题。在某种程度上,PoS 已经通过短信验证(SMS verification)的形式而呈现出来了,即要求用户编辑发送短信来证明自己对某个手机号码拥有所有权,之后才能创建一个Google账户——尽管这基本上不算是一种权益证明,因为电话号码本身也是在很大程度上与用户的真实身份相互绑定的,且购买手机的过程本身也是一种验证身份的过程。因此,短信验证的方式具有所有这三种系统的优劣势。

但是权益证明的真正优势存在于诸如Bitmessage这样的去中心化系统之中。当前,Bitmessage使用的是工作量证明,因为没有其他选择。当前还没有“去中心化的验证码”解决方案,且针对如何研究出这种解决方案的研究也很有限。但是,工作量证明是高消耗的方式,这使得Bitmessage成为一个效率低且高能耗的系统--如果只是在电子邮件中使用,还过得去,但如果要用于发送即时消息,那还是算了吧。但如果Bitmessage能够整合到比特币(或Primecoin和PPCoin)中,并使用权益证明(PoS),那相关的低效率和高能耗的问题就会有所缓解。

权益证明是否有未来?很多迹象表明权益证明确实有未来。PPCoin创始人Sunny King认为比特币的安全性将会随着其区块奖励的继续下降而下降;确实,这是他创建PPCoin和Primecoin的主要动机和原因之一。自PPCoin被创立以来,它已经成为市场中排名第五的加密货币(备注: 此排名是2013年Vitalik发表此文时PPCoin在CoinMarketCap上的排名,当前的排名是194),并且越来越多新的加密货币正在复制PPCoin的权益证明设计。

当前,PPCoin并不是完全基于PoS机制的,因为它是有高度中心化社区的小规模加密货币,遭遇黑客攻击的风险高于比特币,所有PPCoin存在一个中心化的检查系统。该检查系统使开发人员可以创造“检查站(checkpoints)”,而不论攻击者做什么,这些检查站都将保证永远作为交易历史的一部分储存起来。

最终,其目的是将检查站系统变得越来越去中心化,同时减少能耗,使PPCoin能够被更大的群体所持有。一个替代方案也许是把权益证明作为去中心化的检查站系统整合进比特币中。比如,某个协议允许任何至少持有100万比特币--年币龄的联盟通过消费他们的输出来产生社区承认是有效区块的检查站,但代价是将他们自己的钱币发给自己并且消耗币龄。

在2009年,加密货币作为许多不相关的密码学原始成果的结晶而横空出世。hash函数、Merkle树、工作量证明和公钥密码学全都在比特币的构造中起着关键的作用。然而,现在不仅有比特币和其它加密货币了,而且这些加密货币还为将来的加密货币提供了另一个令人兴奋的可能性:我们现在可以设计在加密货币本身上升级的协议,其中权益证明就是绝佳的例子。权益证明能够用来保障加密货币的安全,也可以用在去中心化的反垃圾邮件系统中,还可以用在许多我们还没有想到的协议中。这就像在Wei Dai于1998年创造出b-money之前,没人想到过比特币这类东西。一切皆有可能。
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