如何看待PoW网络的安全性

工作量证明简介

所有加密货币都定义了其网络内所有权的状态。为了使加密货币可用,就必须有一种更新这种所有权状态的方法。在大多数现有的加密货币中,所有权状态是由曾经发生的所有交易的公认的历史定义的,这些历史记录由区块链这样的数据结构的网络节点存储。为了更新所有权状态,必须有一种方法来将最近的交易添加到存储在区块链中的交易历史中。

不同的加密货币使用不同的添加方式。在使用工作量证明(PoW)的加密货币中,区块链通过称为挖矿的过程加以扩展。矿工将新的交易打包到区块中,然后区块再被加到区块链中。

矿工试图通过解决待提交的区块所唯一的工作量证明随机数来将区块加入链中。如果矿工能够找到随机数,那么他将向全网宣布这个区块以及随机数。全网将认可这个有效的工作量证明结果,并将待提交的区块作为最新的区块加入链中。请注意,矿工不需要经过许可就能生产区块;矿工可以随意加入或退出网络。

为了在矿工可能产生多个有效交易历史(即不同的有效区块或者多个有效的区块链)的情况下确定一个公认的交易历史,工作量证明加密货币将工作量最多的区块链定义为公认的交易历史。这一共识规则引入了工作量证明加密货币的一个根本属性:任一个能够通过找到更多工作量证明方法击败其他人的参与者都可以单方面产生一个全网采纳为公认交易历史的有效的交易历史。(注意:这并不意味着这个参与者对网络拥有无限的权力)

以下是对工作量证明加密货币的安全性的两个考虑。

1 对比如比特币的挖矿操作而言,安全功能是矿机的主要应用。


如果矿机的主要应用失去了价值,那么矿工就会失去他们的投资价值。

矿工受到经济激励来考虑矿机主要应用的长期成功。矿机的使用寿命越长,他们就更多地投资到矿机的主要应用的长期成功上。

大矿池算力对代币构成安全威胁

这方面的威胁就是51%的攻击。根据上面矿工对矿机应用的动机的观点,这一点尤其重要 - 如果矿工在挖矿之外还有可以使其矿机投资获利的其他应用,那么破坏区块链的不利影响就不大。

对“废除 ASICs”作出的算法修改实际上让世界上的普通电脑可以挖矿,并且可能会对加密货币造成破坏。由于这个原因已经实现“抵抗ASIC”算法的代币很容易受到51%攻击。这方面的例子有BTG,VTC和XVG。

总结

工作量证明代币能够实质上降低51%攻击风险的唯一方法就是用于挖矿的矿机的主要应用。可以使用通用硬件(例如CPU和GPU)进行挖矿的代币缺少这种重要的安全功能。

2 ASIC友好的算法将改善矿机制造和所有权多样性。


没有算法能够防止ASIC挖矿的,只能抵抗ASIC

对于任一种计算问题,专门解决该问题的专用矿机将始终比通用设备更有效率。

从经验上讲,抵抗ASIC的算法一直没能阻止ASIC的发展。这方面的例子有scrypt(LTC),equashash(ZEC,BTG),ethhash(ETH)和cryptonite(XMR)。

抵抗ASIC的算法增加了进入矿机市场的门槛

抵抗ASIC的算法使制造高效的ASIC更加困难。这样做的自然结果是,在芯片制造商能够制造出有效的ASIC之前,需要更多的投资和专业知识。

因此,抵抗ASIC只会提高进入ASIC市场的障碍。这就导致了矿机制造的中心化 - 选择抵抗ASIC算法的这种情况是要避免的!

相反,目标应该是选择一种成本低且易于制造ASIC的算法。这将带来ASIC实际上成为一种商品的状态,不需要多少专长或者为ASIC制造商提供保护的IP。这将导致制造商的多样化,从而更容易鼓励矿工的多样化,这更可能形成一种去中心化挖矿的网络。

当开发人员选择抵抗ASIC的算法时,他们会为芯片开发人员提供竞争保护,最终他们将为其算法设计ASIC。

能实现的愿望才重要

绝大多数支持ASIC抵抗的论点都是激励人心的。总体目标通常是这样的:“确保网络不受少数人的控制。”这个目标非同一般,并且对于确保数字货币遵守其承诺至关重要。

实际来讲,当由于种种意图而采取的做法弊大于利时,所有的善意都是完全无关紧要的。具有讽刺意味的是,实现抵抗ASIC采矿算法的代币最终结果是更大程度的矿工中心化和更高的控制权。

总结

抵抗ASIC的算法的唯一成就是提高了制造高效ASIC所需的成本和专业知识。反过来,这意味着任一种具有重大价值的工作量证明代币最终都将由ASIC矿机挖矿,这将导致高度集中的挖矿,因为成功的ASIC制造商将拥有更强的竞争优势。

结论

加密货币不能提供一种消除所有权力架构或额外资源提供的优势的完全平等的系统。相对于当前存在的不透明的,人工的,易错的,中心化的金融系统,加密货币确实取得了巨大的进步。当试图改变世界时热心捍卫自己的原则至关重要,但是,同样重要的是,不要让虚幻的完美系统成为可行的好系统的敌人。

随着数字资产的成熟,参与者必须问问自己,该行业是否将会由在家中使用旧笔记本电脑的业余爱好者来保护,或者像人类历史上几乎每一个重大尝试一样,它是否会受到投入大量资源的大量的、自利的人群推动。每个规模化的、专业性的行业都使用专门的设备 - 认为加密货币挖掘将会或应该有任何不同的想法太过天真。


关键词: PoW网络  PoW  

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