詳解PoS的歷史：為何以太坊2.0選擇押注PoS？_POS:BFT

原文作者：Glaze,FundamentalLabs原文編譯：Aididiao以太坊合并正在進行，但權益證明機制的啟動時間已經被一次又一次的推遲。

以太坊合并是指將現有的工作量證明共識機制轉換成權益證明共識機制，挖礦的獎勵將由參與者質押及數字資產的多少來決定，而不再是電力和資源密集型的算力決定。為了保證以太坊順利合并，礦工轉而使用權益證明，以太坊決定增加炸彈難度機制確保以太坊合并更加順暢。難度炸彈機制設置之后，PoW網絡的挖礦難度將隨著時間的推移呈指數級增長，從而減少礦工的ETH獎勵，最后PoW網絡停止生產區塊，所有礦工只能切換到PoS網絡。下圖中的每一個波峰都代表難度炸彈對挖礦難度的沖擊。由于難度炸彈在合并過程中不斷被推遲，這種波動已經消失了相當一段時間了。

來源：Etherscan長期以來，以太坊高昂的Gas費和緩慢的網絡交易速度被用戶所詬病，而PoW共識機制可以幫助以太坊解決這些問題。本文將解釋PoS共識機制的歷史以及以太坊合并中遇到的困難。快速了解新的共識機制

Cypher Protocol漏洞相關錢包共損失超100萬美元的相關資產:金色財經報道，據Solana區塊鏈瀏覽器Solscan數據，基于Solana的去中心化交易所Cypher Protocol漏洞相關錢包共損失了1,035,203美元的相關資產，其中，損失38,530枚SOL和123,184枚USDC。在漏洞發生后的幾個小時內，涉嫌錢包將 30,000 USDC轉移到幣安的 Solana USDC 地址“kiing.sol”，可能試圖兌現被盜資金。截至本文發布時，涉嫌黑客尚未將任何基于Solana的資金橋接至以太坊網絡。

金色財經此前報道，基于Solana的去中心化交易所Cypher Protocol遭黑客攻擊損失40萬美元，協議貢獻者在官方推文中表示，正在試圖與黑客聯系以協商資金返還，協議的智能合約現已被凍結。[2023/8/8 21:31:22]

每一個區塊鏈網絡上存在很多節點，共識機制作用協調這些節點，讓不同的節點之間對產生的新區塊達成共識。共識機制是分布式網絡能夠順利自運轉的關鍵所在。共識機制通常很復雜，要想快速了解一種新的共識機制，只需要回答：新的區塊由誰提出？區塊鏈如果出現分叉，決定誰是主鏈的要素是什么？PoW共識機制概述

在PoW共識機制中，礦工反復嘗試求解一種基于哈希算法的數學難題。首先解出的礦工就會獲得記賬權，從而提出新的區塊。如果區塊鏈出現分叉，最長的分叉鏈將成為主鏈。如果有人想要操縱區塊鏈，攻擊者至少要達到51%的算力。PoW網絡挖礦需要電力資源，同時對硬件的要求很高，有一定的成本門檻。挖礦所獲得的獎勵與其計算能力成正比。

OpenDAO旗下BRC-20 DAO推出的Majo NFT地板價升至0.059 BTC，并將向Majo Token持有者空投:5 月 26 日消息，OpenDAO 旗下 BRC-20 DAO 推出的 Majo NFT 已從鑄造價格 0.001 BTC 上漲至 0.059 BTC，目前漲幅達到 59 倍。據悉，Majo NFT 持有者可以獲得 BRC-20 DAO launchpad 白名單及更多生態項目空投。Majo NFT 總量 1000 枚，剩余 900 枚將空投給 Brc-20 Token Majo 持有者。[2023/5/26 9:43:53]

與PoS相比，PoW相對簡單。因為PoW不需要涉及隨機數等問題，而PoS需要使用隨機數來隨機選擇區塊提議者。PoS共識機制詳解

以太坊合并過程中，以去中心化的方式鼓勵更多的節點加入網絡，因此需要更加復雜的協議來支持數千個節點的點對點通信，保障網絡的正常運行。PoS共識機制即權益證明機制，節點需要在網絡上質押原生代幣。質押代幣越多，節點越有可能產生區塊。PoS共識機制對硬件要求不高，但是需要資金完成質押。如果節點出現作弊情況，網絡將立即削減節點所質押的代幣。由于節點不需要花費電力資源和使用高端硬件設備，PoS網絡具有可持續性、更高效的反應機制、更高的TPS和安全性，因此大多數網絡都會采用PoS共識機制。PoS的兩個階段

巴哈馬總理：FTX破產與巴哈馬法律無關:金色財經報道，巴哈馬總理Philip Davis在2023年共識大會上表示，該國對合法的數字資產公司“開放營業”。Philip Davis還表示，該國新的加密貨幣法規旨在為加密貨幣公司提供監管清晰度，他希望這將為該島國帶來更多數字資產公司。（Coindesk）[2023/4/28 14:32:04]

PoS經歷了兩個階段的發展，PoS1.0是基于區塊鏈的共識機制，而PoS2.0是基于BFT的共識機制。PoS1.0共識機制：PeerCoin、NextCoin、BlackCoin和EthereumSerenity。PoS2.0共識機制：Ethereum2.0、Tendermint和Cosmos等項目。PoS1.0在PoS1.0階段，大多數PoS機制：節點質押代幣隨機選擇一個節點產生新的區塊，節點產生新區塊的概率與質押代幣的數量成正比在這個過程最重要的是隨機數的生產，如果隨機數的生成是基于時間戳和哈希算法，那么節點有可能會通過影響隨機數生產的方式來增加自己再次被選為區塊提議者的概率，從而產生新的區塊。攻擊向量黑客可以通過攻擊向量訪問計算機或網絡服務器，以傳遞有效負載或惡意結果。攻擊向量使黑客能夠利用系統漏洞，可能導致資產被盜。常見的攻擊向量有：Stakinggrinding：區塊提議者執行一些計算或采用其他步驟來試圖將隨機性偏向于他們自己，以此來獲得更多生成區塊的機會。Nothingatstake：在PoS網路中，節點不需要額外的機會成本進行挖礦，所以會在每一個競爭分支上進行挖礦以最大化他們的獎勵。但這對網絡的穩定性是有害的。Long-rangeattack：早期礦工可能追溯早期版本的區塊鏈，容易造成分叉。PoS2.0

歐洲央行行長：歐盟委員會將很快提出數字歐元的立法提案:金色財經報道，歐洲中央銀行 (ECB) 行長Christine Lagarde在專門討論央行數字貨幣 (?CBDC?) 的會議上指出，歐元區當局在探索央行數字貨幣 (CBDC) 的基本原理以及潛在利益和風險方面已經取得了良好進展。他們的工作重點現在正轉向數字歐元的具體設計及其嵌入法律框架。這位高管強調并透露，這是歐盟立法者將發揮重要作用的領域，因此，非常期待歐盟委員會將很快提出建立數字歐元的立法提案。

拉加德在歐洲央行發表的聲明中指出，聯合立法者現在必須確定相互競爭的公共目標之間的平衡。她特別指出了兩個方面：隱私和數字歐元的法定貨幣地位。[2022/11/10 12:44:07]

PoS2.0采用的是BFT，其目標是在不同節點之間達成共識。在所有節點中，通過隨機算法選出主節點，可以提出提案和通訊。其他節點中存在惡意節點，即拜占庭節點。拜占庭節點為了阻撓真實信息的傳遞及共識的達成，會向各個節點發送前后不一致的信息，通常以這種方式作弊：未返回結果以錯誤的結果回應以故意誤導的結果回應以不一致的信息回應除了拜占庭節點外其余節點均為誠實節點，還有一種最困難的場景主節點是拜占庭節點。BFT還有其他限制：節點只能對等通信節點保存已發送信息的日志點對點通信導致不同的節點會有不同的視圖，節點沒有在全局同步狀態，例如節點A找到3個新區塊的同時，節點B只能看見1個新區塊。BFT的主要目的是主節點提案之后，除了拜占庭節點之外的每一個節點都可以達成協議，次要目標是發現拜占庭節點。BFT算法介紹

Rari Capital攻擊事件受損資金將于24小時內補償發放:9月21日消息，Fei Protocol核心人員于推特上表示，Rari Capital的Fuse資金池攻擊事件受損資金將于24小時內補償發放。此外表示“低估了局勢的復雜性，這種良好的處理結束方式讓我們有機會反思和吸取DeFi的教訓”。對于被盜事件表示“當DAO持有重要的非原生資產時，Token使用范圍需要制定強有力的規范（通過鏈上執行）。”

此前8月20日，Fei Labs在Tribe DAO治理論壇中提出TIP-121提案，該提案提議將DAO剩余資產分配給TRIBE持有者，并補償此前在“Rari Capital 在 Fuse上資金池遭黑客攻擊”事件中的受損用戶。[2022/9/21 7:10:30]

現在BFT算法通常采用多輪投票來確保每個節點都知道提案是否被超過三分之二的節點批準。

每一輪投票都有四個步驟：客戶端向主節點發送請求主節點向所有節點傳遞請求節點返回執行結果回應主節點得到超過三分之二節點相同的結果后，主節點再把結果反饋到客戶端下圖顯示了執行過程的5個節點。其中C是客戶端，0是主節點，3是拜占庭節點。

在準備和提交階段，需要確保不同節點之間的同步進行。Tendermint有一下幾個限制：點對點通信時網絡節點不能超過100個點對點通信需要復雜設計執行延遲。節點首先決定新區塊，然后再執行新區塊的所有信息。雖然單個交易執行可以正常工作，但一次執行所有交易可能會導致雙花問題。編者注：Tendermint是用于在多個節點上安全且一直地復制應用程序的軟件。即使多大三分之一的節點以任意方式發生故障，Tendermint也能正常工作。Tendermint被設計為易于使用、易于理解、高性能且適用于各種分布式應用程序。目前的BFT算法可以在以下條件中達成一致：4個節點中最多有1個是拜占庭節點25個節點中最多有8個是拜占庭節點100個節點中最多有33個拜占庭節點

網絡運行狀態可分為一下集中情況。假設f是拜占庭節點的個數，網絡匯總共有3k+1個節點，k是隨機整數。f≤k，網絡穩定k<f<2k+1，部分節點可能無法達成共識。區塊鏈暫停f≥2k+1，存在安全隱患

Ouroboros算法機制

與BFT算法相比，Ouroboros能夠支持更多的節點，同時支持節點隨時進出。Ouroboros比BFT更加去中心化和靈活，但是反應時間更長。使用Ouroboros算法機制的有CardanoandMina。Ouroboros算法機制將時間劃分為不同的時段，在每個時隙之中使用VRF生成隨機數，并用生成的隨機數來決定新的區塊提議者。質押更多的節點更有可能成為區塊提議者。當出現分叉時，Ouroboros將使用預定義的選擇規則確定主鏈。例如它可能會選擇最「密集」的鏈為主鏈，同時預定義選擇規則是可以通過投票來協商的。展望未來

區塊鏈網絡在去中心化和性能之間做出平衡，從PoW切換到PoS表明區塊鏈對TPS、去中心化、代幣經濟學和交易速度有更高的追求。圍繞這四個特征，未來將出現更多的創新。GameFi和DeFi應用中的代幣經濟學創新可以在共識機制應用。當前的質押機制簡單且過時，例如許多DeFi項目普遍使用Ve代幣，以提高質押比例并降低流通量。用戶需要將項目代幣質押一點時間后可以獲得VE代幣代幣，質押的時間越長，獲取的Ve代幣就越多，通過這種方式可以提高質押率。雙代幣模式也是很好的創新方向，獎勵代幣和治理代幣分開可以獲得更多的價值，許多成功的項目通過雙代幣模式減少市場拋售壓力。應用程序的迭代速度遠比底層協議快的多，因此應用程序的創新很難應用到底層協議上。雖然模塊化可以解決這個問題，但存在一定風險。參考文獻https://www.geeksforgeeks.org/practical-byzantine-fault-tolerancepbft/http://muratbuffalo.blogspot.com/2020/01/practical-byzantine-fault-tolerance.htmlhttps://medium.com/@carloslopezdelara/whats-ouroboros-the-cardano-proof-of-stake-protocol-ad4b958e152ehttps://minaprotocol.com/blog/how-ouroboros-samasika-upholds-minas-goals-of-decentralizationhttps://iohk.io/en/research/library/papers/ouroboros-a-provably-secure-proof-of-stake-blockchain-protocol/https://arxiv.org/pdf/1807.04938.pdfhttp://www.cs.cmu.edu/~dga/15-712/F13/papers//castro99.pdfhttp://muratbuffalo.blogspot.com/2020/01/practical-byzantine-fault-tolerance.html原地址

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