比拟于PoW PoS 会让富人更富

对 PoS (权益证实) 共鸣算法的一种常见品评是它让「富人更富」,大抵可以解释为「范围经济有利于既有的富人,而倒霉于资源匮乏的人」。

通过调查任何大范围运营的行业,我们可以很收留易地望到这种环境:跟着时间的推移,那些可以或许以越发高效和更大范围运营的企业,可以或许操纵本身的影响力和范围,鞭策其形成行业垄断。我们甚至可以在民族国度层面上望到这一点,即国土更大、资源更富厚的国度拥有更大的政治影响力,告竣更大的商业协议,并以贫穷国度的好处为价格直接将国际事务推向有利于自身的偏向。

就加密钱币共鸣算法而言,也很收留易望到这种环境:更大的介入者可以或许在其业务中投进更多的资金,增加他们在特定区块链的宁静系统中的整体份额,并为本身带来更多的归报。这形成了一种轮回效应,他们可以或许将这些收益归报再投资到更大的业务中,为他们带来得到更多归报的潜力,就这样轮回来去。

这实质上就是连续的零和游戏,由于在一个公然可会见和介入不受限的加密钱币宁静机制中,提供的奖励是固定的,但介入者的数目可能是无穷的,假如某个介入者可以或许有效操纵其业务的范围经济效益,那么他就可以或许以其他竞争者的损失为价格得到市场份额,且跟着时间的推移,他可以操纵这种差异成立起不行超越的领先上风。很收留易望出,在这样的加密体系中,富人将如何变得更富,以及为何这种环境是十分危险的。

下面我们来谈谈基于 PoW (事情量证实) 和 PoS (权益证实) 的系统在范围经济上的差异。

PoS 的经济宁静性

PoS 背后的理念是,小我私家将本身持有的加密钱币 (凡是是区块链的原生钱币) 作为典质品存进到该加密钱币协议中举行托管。他们将有权提议新区块,并介入到对这些区块在区块链中的终极排序告竣共鸣。作为归报,他们会由于履行这些职责得到奖励(得到的奖励凡是是该原生钱币),因此他们受到了赚取区块奖励的激励而介入入来。

在一个无须许可的共鸣系统中,必需要介入到共鸣中才能得到这些奖励,不然其他介入者同样很收留易“窃取”这些奖励。介入者对于生意业务汗青告竣共鸣的目的是为了得到这些奖励 (以及生意业务费和包括 MEV 在内的其他收益),并确保这些奖励不会被其他人夺走。

在像以太坊2.0这样的 PoS 算法设计中,「终极确定性」(Finality) 的观点是尤其值得注意的。在区块链中,通过告竣共鸣来确保区块链的汗青记载是处于「被敲定」(finalized) 的状态,也即介入者无法在不违反协议法则的环境下窜改该记载,这是有可能实现的。这恰是 PoS 所独占的,由于 PoW 并没有这种属性。这种属性是有价值的,尤其是对于一个全球生意业务结算网络而言,由于这样一来就可以确定一个明确的时间轴,在这个时间轴上的生意业务可以被视为「被敲定」,无法在不违背共鸣法则的环境下被窜改。

固然,我们也应该知道 PoS 的这一属性也有实在际的限制,也即,假如某个攻击者可以或许得到 PoS 协议中尽大部门 (凌驾66.6%) 被质押的币,并愿意为了某个目的 (好比对区块链举行粉碎或者为了逆转某笔高价值的生意业务) 而建议攻击。

这种攻击行为的成本长短常高的,由于当前以太坊的 PoS 协议中已经质押了价值数十亿美元的ETH,因此单笔生意业务的价值不太可能高于逆转这笔生意业务带来的成本,攻击者也不太可能得到足够的资源来建议违背协议法则的行为。但这仍旧是可能的。

PoS 与其他共鸣系统 (好比 PoW) 之间仍有相似之处,从底子上说,它们的布局凡是是沟通的:共鸣介入者需要得到所需的资源来介入提议区块和对区块告竣共鸣,并因此而得到奖励。可是,这两种差别的共鸣协议在每个细节上也有很大差别,包括执行这些职责所得到的奖励的相对份额、介入者可能得到的协议外收益、投进的资源的时机成本,以及涉及到介入入来的其他外部因素。

入进门槛 & 范围经济的限制

在这篇文章中,我想深进研究这些共鸣实现的细节,以及协议的共鸣选择如何驱动协议的应急行为。这些细微的差异可能导致大相径庭的成果。阐明这些差异很是重要,这样我们就可以识别这些共鸣实现布局中的潜在问题,从而构建更好的系统。

比方,比特币区块链今朝约莫每 10 分钟挖出一个区块并提供 6.25 BTC 的区块奖励 (合计天天约莫 900 BTC),且用户为了发送生意业务而向矿工付出的生意业务费约莫相称于该区块奖励的 6%。因此比特币矿工们的年收进合计约为 200 亿美元。

为了得到这些收进,比特币矿工需要从少数几家挖矿硬件制造商哪里购置 ASIC 设备,这些设备制造商提供的挖矿设备必需有着使挖矿有利可图的效率程度,从而不会使你赔本挖矿。大型买家购置这些硬件的实际成本是很难猜测的,由于这些销售数据很难获取,且这些硬件制造商倾向于与大买家告竣暗里生意业务。可是,到今朝为止,最大的成本并不是购置这些矿机所需的资金,而是在大型矿池设置中 24/7 运行这些设备以连续挖矿比特币所需的电力运营用度。

虽然在理论上比特币挖矿是任何人都可以介入的,但我们可以望到,因为比特币网络的布局及其参数,介入比特币挖矿是存在入进门槛的,好比需要获取 ASIC 设备以及存储和运行这些设备的空间、电力成本,以及以须要的范围购置这些设备来与其他有着雷同范围的矿工举行竞争的本钱支出。因此,并不是每小我私家都可以或许得到这些时机,介入入来需要必然的本钱程度,并且这还没有思量到运行一个大型矿场需要思量的政治成本,以及差别地域之间的电力成本的差异。

另一方面,挖矿的范围经济也面对局限性。比方,最有可能的是,你不能只是往一个特定的地域并购置所有可用的电力来运行你的所有挖矿设备,由于这将吸引当局的注意,当局凡是但愿确保其他公民也能公平地得到电力;你也可能无法找到一个无穷大的修建来安顿所有的设备,或者制作一个足够强盛的寒却系统来寒却那么多的废暖。别的,这些挖矿设备制造商每年出产的设备有限,你不行能买断所有的设备 (至少这也会把设备的代价推高至凌驾你的挖矿盈利点)。

然而,只管有这些内涵的限制,但跟着时间的推移,更多的挖矿硬件被制造出来,硬件的效率不停晋升,且降低挖矿运营成本的立异不停被掘客,比特币挖矿的经济范围每年都在增长。

比拟之下,PoS 的这些参数有着很大差别,在 PoS 中有着差别的限制和入进门槛。好比,以太坊2.0的 PoS 设计提供的区块奖励会跟着介入入来的验证者的数目的增加而减少 (当前每年的区块奖励约莫是 400,000 ETH)。今朝,在 PoW 以太坊主网中,天天用户付出给矿工的生意业务费约莫是 4,000 ETH,当以太坊 PoW 链与 PoS 链举行归并时,这些生意业务费从理论上来说应该稳定甚至更高。别的,在已往一年里,检测到凌驾 5 亿美元的 MEV (矿工可提取价值) 价值已经被捕捉,并且跟着我们找到越发庞大的方式来检测 MEV,这一价值将会继续增长。总的来说,这意味着以太坊验证者的年收进合计约为 64 亿美元。

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上图:以太坊2.0的奖励曲线 (奖励会跟着验证者数目的增加而减少)

为了成为 PoS 以太坊中的验证者,你需要至少质押 32 ETH (价值约 100,000 美元) 才能成为一名验证者,这将赐与你 1/N 的几率被随机选中介入到协议共鸣中。因为协议的构建方式,验证者实际上在当地集中在一起,这减少了区块奖励的易变性,由于每个验证者得到的的区块奖励都差不多;但这并不会影响验证者得到的生意业务费或者潜在的 MEV 价值,当验证者被选中提议区块时,生意业务费和潜在的 MEV 价值都是专门奖励给区块提议者的,这意味着验证者保持在线很重要,这样就不会错过赚取这些用度的时机。

在 PoS 中,验证者离线将带来损失。验证者会由于无响应 (离线) 而导致其质押金被扣除,假如在统一时间有足够多的验证者同时不响应,那么该处罚将呈指数级增长,以阻止协议共鸣的遏制和区块链的遏制运行。这鞭策了验证者漫衍的往中央化,以及软件配置的多元化 (从而确保绝可能高的正常运行时间)。在差别的所在举行质押的成本险些没有变化,这使得质押变得收留易得多。别的,为了运行大量验证者节点而运行越发庞大的验证者配置将增加技能成本,削减整体盈利能力。

计较入进门槛

在无须许可的加密钱币宁静系统中,从理论上来说,任何人都可以满意须要的入进门槛和盈利能力要求,以确保本身可以或许介入到协议的这场连续的零和游戏中。然而,在实践中,存在一些隐性或显性的限制,阻止那些资源较少的小我私家介入入来。

计较 PoS 的入进门槛很收留易。对于以太坊来说,这个门槛是获取 32 ETH (约 10 万美元)、最低规格的硬件 (购置硬件的用度约莫 1000-2000 美元,或者租赁设备每月约莫 200 美元),以及一个靠得住的互联网毗连 (每月约莫 100 美元)。假如验证者质押 18 个月,那么合计约莫是 10.5 万美元,个中大部门是本钱成本。使用我们上文提及的数字,该验证者在 18 个月共计可以得到约莫45,000 美元的收进 (假设该验证者没有因不妥行为或者离线而被处罚,也忽略运行验证者节点发生的人力成本),以 ETH 计较的年化总归报率约为 28% 。当我们将这些成本计较入往时,谁人这个归报率将下降许多。越发合理的预计是,在将来的前提下,年归报率可能更靠近5%。

而对于 PoW,计较这个数字要坚苦得多。首先,PoW 没有像 PoS 那样在可用的验证者的插槽数目方面存在协议内限制 (由于 PoS 中的验证者数目受到了币的总供给的限制,而 PoW 中的矿工数目可以是无穷的);其次,PoW 挖矿的本钱成本与 PoS 差异很大 (PoW 挖矿涉及到 ASIC、电力、园地、设备维护等);再次,PoW 生态系统也不透明得多,难以举行雷同的盈利能力比力,但我们将绝最大积极从哈希率图表和 ASIC 设备的公然成本中得出结论。

ASIC 设备在开始失效或被新型号的 ASIC 替代之前有约莫 18 个月的盈利窗口期,所以但愿我们在 PoS 计较中选择沟通的窗口期是有意义的。挖矿行业也是一个更成熟、更大的行业,年化归报率 (以 BTC 计较) 可能比我们这里计较的要低得多。

首先,让我们做一些更直接的比力。ETH 的最大数目决定了可以质押的验证者总数 (插槽) 的上限。假如 ETH 的总供给量的上限为 1.2 亿 ETH (注意,理论上 ETH 的供给量是没有上限的,但实际上或许是这么多),那么总共约莫有 375 万个验证者插槽可用 (每个验证者质押 32 ETH)。

今朝比特币的哈希率为 1.15 EH/s,而 Antminer S9 矿机的哈希率约为 13 TH/s,代价约为 500 美元。要想拥有比特币网络哈希率的 1/375万,你需要拥有 2375 台 Antminer S9 矿机,硬件成本约为 119 万美元。而更高效的 Antminer S17 Pro 矿机成本约为 2000 美元,算力约为 53 TH/s,所以你只需要拥有约 583 台 Antminer S17 Pro 矿机,也即只需花费约 117 万美元的硬件成本,就能拥有与一个以太坊2.0验证者插槽沟通百分比的网络份额 (即 1/375万)。

但因为以太坊的市值仅为比特币的 42% 阁下,因此在比特币网络中拥有与在以太坊2.0网络中一个验证者插槽拥有的沟通的网络份额 (即 1/375万) 的等效成本仅约为 49.5 万美元 (相称于 10.75 BTC),也即 248 台Antminer S17 Pros 矿机。

以 0.11 美元/千瓦时的电力成本计较,一台 Antminer S17 Pro 矿机在约莫 4 年的时间里挖出 1 BTC 需要支出约 1.56 万美元 (相称于 0.35 BTC) 的电费;因此,可以猜测,我们使用这 248 台 Antminer S17 Pros 可以在 4 年内挖出 248 BTC,合计成本为 387 万美元 (相称于 84 BTC)。根据我们 18 个月的距离计较,也就是可以或许以 145 万美元 (31.5 BTC) 的电费成本挖出 93 BTC,年化归报率为 47% (以 BTC 计较)!最近因为中国冲击挖矿以及比特币哈希率的其他布局性变化,最近这个数字要高得多,但我们可以假设,实际的年归报率应该至少是这个数字的一半。

做一个越发对等的比力,假设在 18 个月的时间里,我们只能在挖矿设备和电力上花费 10.5 万美元,那么在实践中的收益如何?使用这一成本,我们可以购置约莫 6 台 Antminer S17 Pros 矿机 (合计成本 1.2 万美元,相称于约 0.26 BTC),在 18 个月内可以挖出约莫 2.25 BTC,花费 3.96 万美元 (相称于 0.86 BTC) 的电力成本,年归报率约为 33% (以 BTC 计较)。这与上文计较的一名以太坊验证者的年归报率很是相似!但我们可以开始望到范围经济是如何施展感化的,资源更富厚的介入者 (拥有 248 台矿机) 可以得到比资源不那么富厚的介入者 (拥有 6 台矿机) 多 42% 的归报。显然,在 PoW 范围经济中,富人越来越富!

总结

正如我们所望到的,假如我们从运营成本和本钱支出的角度来比力,PoW 挖矿和 PoS 质押的盈利能力实在并没有太大的不同。撇开关于二者的「往中央化」水平的接头不谈,我们可以望到,针对 PoS 让「富人更富」的论点从底子上是出缺陷的。现实环境是,任何本钱麋集型投资的介入者都能得到比那些无法投进这么多本钱的介入者更高的归报。

但愿这足以让你相信,这个针对 PoS 的论点在智力上是懒惰的,稍加调查就会不建立。别的,笔者但愿各人可以或许越发正视基于盈利能力的加密钱币经济宁静性的比力,以及范围经济如何影响无须许可的宁静系统的入进门槛