比特大陆蚂蚁矿机S7

不可能三角形:安全,环保,去中心化

长铗 发布在 区块链,币头条,比特币 101 19304

每天,比特币采矿需要消耗1000兆瓦时电力,足以为3万美国家庭供电。比特币消耗巨大能源却用来解一堆毫无意义的数学题,这一设计思想一直饱受批评。中本聪在这个问题上只字不言,也许他根本不认为这是个问题。这确实不是个问题,一个转账交易量超过西联汇款的电子现金支付系统每天消耗大强子对撞机所需电力的一半,如果这都算浪费,那么为国家荣誉而战的超级计算机们简直是暴殄天物了。矿工们不惜成本挖矿,是因为这一行为有利可图,如果比特币市场缩小到PPcoin的规模,矿工自然会停下他们发烫的机器,正如淡季到来,澳大利亚皮尔巴拉矿区采掘机也闲着生锈一样。如果比特币一文不值,矿机也会像萤火虫一样节能。

虽如此,仍有不少永动机爱好者孜孜以求创建环保型密码学货币,采用权益证明(PoS)的PPCoin可算其中的代表。其发明人Sunny King认为目前加密货币已经分道扬镳为两条道路,一种是能源密集型,一种是环保节能型。在未来较长一段时间内(5年以上),环保节能型货币将因其成本优势开始挑战能源密集型货币。Sunny King自称在2011年10月就独立发现了PoS及币天(Coindays)的概念[i],然而正如工作量证明(PoW)其实并非中本聪发明(早在1998年,尼克·萨博就提出了工作量证明的思想,用户通过竞争性地解决数学难题,然后将解答的结果用加密算法串联在一起公开发布,构建出一个产权认证系统)。PoS也并非Sunny King原创,这一概念由QuantumMechanic于2011年7月11日在社区提出,投票权不再来自矿工的计算力,而是积累在可信任的代表中,新的比特币与交易费可随机或定期分发给这些代表[ii]

 

Cunicula认为,中本聪没有采用PoS的原因是在2009年之前,没有能安全地与密码协议互动的数字财产。Paypal和在线信用卡支付都已经出现大概超过十年了,但是这些系统都是中心化的,因此为它们创造的权益证明将会给Paypal 和信用卡的提供商作弊的机会[iii]。Cunicula其实点出了问题的关键,这些既环保又安全的数字财产认证方式是由一个可靠的第三方来提供,它们毫无例外都是中心化的。改头换面以P2P形式出现的PPcoin、Nextcoin,它们同样无法回避中心化问题,它们将验证全网交易寄托在拥有最多币的那些人身上。

 

PoS的迷惑之处在于,它是一个表面上的去中心化系统,人人都可以挖矿,你为维护网络安全而得到的回报,只和你持有的币天(币的数量*天数)有关系,而与计算机性能无关。

 

一个理想的去中心化安全验证系统,应该让用户心甘情愿的打开客户端,去验证交易,否则,该系统将不可持续。比特币是通过挖矿激励来实现这一机制,PoS同样也设置有激励,它不要求验证者完成一定数量的计算工作,而是要求验证者对某些数量的钱展示所有权。Sunny King甚至认为PoS具有哲学上的美感,因为货币本身即意味着对过去的“工作量证明”,故PoS取代PoW在逻辑上是成立的。

 

Sunny King在此犯的错误是,在PoS模式下,人人挖矿不可持续,它势必跌入一个赢家通吃的黑洞之中。假设电力成本均为3币,大户持有10000币天获得100个利息币,小户持有100币天,获得1利息币,大户得到的币会比小户多得多,如此以来,小户将倾向于关掉客户端,大户则倾向于囤积币天,并获得更多的利息币,这是一个致命的均衡(表1)。

 

小户大户

开机

不开

开机

97,-2

97,0

不开

0,-2

0,0

表1  PoS博弈收益矩阵

 

PoB的工作方式类似,如果你不使用这些币,它们会在不可用的交易中被销毁。过一段时间,它们会被用来创造一个新的区块。如果你打开客户端验证交易,就会获得新币或者手续费,这笔收入大于已销毁的币的价值。假设电力成本均为3币,大户持有10000币在一段时间内将损失100币,小户持有100币,在相同时间内将损失1币。而进行挖矿的话,大户将得到120币,小户将得到2币。如果你是大户,将不得不长年打开客户端挖矿,如果你是小户,将乐于袖手旁观,搭大户的顺风车(表2)。

 

       小户

大户

开机

不开

开机

17,-2

17,-1

不开

-100,-2

-100,-1

表2  PoB博弈收益矩阵

 

由以上分析可见,PoS、PoB、PoD系统并非真正意义上的去中心化货币,它们均存在设计上的致命均衡,即导向中心化的大户挖矿模式。它们其实是智猪博弈[iv]的变体,假设猪圈里有一头大猪、一头小猪。猪圈的一头有猪食槽,另一头安装着控制猪食供应的按钮,按一下按钮会有10个单位的猪食进槽,但是谁按按钮就会首先付出2个单位的成本,若大猪先到槽边,大小猪吃到食物的收益比是9∶1;同时到槽边,收益比是7∶3;小猪先到槽边,收益比是6∶4。那么,在两头猪都有智慧的前提下,最终结果是小猪选择等待(表3)。无论大猪是选择行动还是等待,小猪的选择都将是等待,即等待是小猪的占优策略。在环保型货币中,验证交易的回报正比于用户的货币持有量(或币天),而与电力(或计算力)成本无关,故无论大户是选择开机还是关机,小户的最优策略都是关机。

 

小猪大猪

行动

等待

行动

5,1

4,4

等待

9,-1

0,0

表3 智猪博弈收益矩阵

 

我的朋友鲁斌质疑说,“大户的币越来越多,但是他们相对货币总量的占比并没有改变,因为所有人的币都是同等比例地在增加”。我所要补充的是,人的需求并不是一个线性函数,而是一个凸函数,效用的增加率随收益的增加而递增(图1)。打个比方,同比例发钱,富人可以领10000币,穷人可以领1币,条件是打开客户端,那么很显然,穷人没有足够的欲望去领钱,富人却乐在其中,这同样会导致中心化。像我这样只有几百PPC的,打不打开客户端无所谓,但对那些拥有10万PPC的人来说,打不打开客户端区别大了。

 

image001

图1 PoS机制打开客户端的效用函数曲线

 

对此,比特币基金会首席科学家Gavin Andresen一语中的,他在twitter表示:“PoS是一个硬编码系统,而且相当不公平,只会导致富者愈富(图2)。”PoS的支持者辩解道,“在比特币系统中,有钱人可以在挖矿设备上投入更多,从而在挖矿时得到更多的比特币,有什么不同呢?这难道不是富者愈富一样的道理吗?”[v]

 

image003
图2  Gavin Andresen对PoS的看法

 

答案是否定的,在比特币系统中,挖矿是一个与电力、硬件成本相关的经济学问题,矿工不可能无休止的提高矿力,难度飙升只会徒增成本,挖矿所得远不及付出。在矿业竞赛中,也没有永远的赢家,曾经占据20%份额的ASICMINER今天仅占有不到1%的份额。

 

在此,我提出一个三元悖论:去中心化、安全、环保构成一个不可能三角形(如图3),设计一个既环保又安全的密码学货币,它必然是中心化的,比如PPcoin、Nextcoin、Ripple,它们要么本身就是中心化的架构,要么其去中心化的架构不可维持,它们本质上仍是PayPal、网银一样的中心化验证机制;设计一个既环保又去中心化的密码学货币,它必然是不安全的,比如IP投票制的P2P货币,中本聪起初就已排除了这种可能,他认为“如果决定大多数的方式是基于IP地址的,一IP地址一票,那么如果有人拥有分配大量IP地址的权力,比如僵尸网络,就有可能主宰比特币网络”[vi]。设计一个安全的去中心化货币,它必然是以付出能源与计算力为代价。工作量证明是以去中心化形式构建安全产权认证系统的第一个解决方案,也可能是唯一解决方案。

image004

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评论:101

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    逆风飞翔鸟
    逆风飞翔鸟 138 天前

    不可能三角形:安全,环保,去中心化 | 巴比特 每天,比特币采矿需要消耗1000兆瓦时电力,足以为3万美国家庭供电。比特币消耗巨大能源却用来解一堆毫无意义的数学题,这一设计思想一直饱受批评。中本聪在这个问题上… http://t.cn/8FXKrsa

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    gladpay 262 天前

    不同的是NoSQL一般损失强一致性以换取性能,而抽样方法允许用户牺牲精度,以加快大规模数据集上查询的响应速度。而在数字货币中,一致性是必须的,而环保(可用性)可以降低,一致性是数据安全、数字资产不可篡改与复制的基础。

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    gladpay 262 天前

    不可能三角与分布式存储的“CAP(consistency,availability,partition tolerance)理论”很相似,P是指分区容错性(partition tolerance),C是一致性(consistency),A是可用性(availability)。在不可能三角中,去中心化相当于分区容错性,一部分不可用,不会影响其它部分;安全性相当于一致性,数据要绝对可靠,所有节点的数据一致不可篡改;环保相当于可用性。

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    清清的雾气
    清清的雾气 691 天前

    再次重读//@长铗: 这是因为,环保型数字货币与永动机一样,是一个逻辑上无法自洽的命题,我曾经写过三篇文章探讨过这个问题: http://t.cn/8FXKrsa http://t.cn/zRasGYo http://t.cn/RPmk76X

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    何沙洲 693 天前

    个人感觉,比特币就是一种骗取能源的系统,他给用户灌输新鲜的吸引性货币信息,却给这种货币的生产者说明,要“挖矿”才能产生,看起来就是通过挖掘出来的货币,其实不是,他们骗取生产者的能源,无限的吸入生产者充入的能源,然后转化为比特币,我个人认为,“比特币挖矿”还不如直接说成它的本质“比特币充能”,能量是有单位的,特别是电能,1kW·h=3.6×10^6J,1焦耳(J)=1牛顿×米(N·m),1N=1kg·m/s²,国际单位有7个,通过对电能的定义,不难看出,可以用国际单位总结比特币,比特币消耗的是电能产生实际的价值,所以比特币也可以用国际单位定义B=kg*m,不过完整的定义太复杂本人不会,就交给高手了,有句话我非常赞同,就是:“未来的货币单位必定是能量来表达”。法币,黄金,游戏币,Q币等等,都是一次性充能形成,只有比特币可以无限制的充入能量,吸引别人充入能量。所以从这个方面来看,这个比特币设计确实开创了一种全新的货币,充(吸)能货币!

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    哈哈哈右边这句话真是通俗易懂一针见血//@长铗:这是因为,环保型数字货币与永动机一样,是一个逻辑上无法自洽的命题,我曾经写过三篇文章探讨过这个问题:http://t.cn/8FXKrsa http://t.cn/zRasGYo http://t.cn/RPmk76X

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    //@长铗: 这是因为,环保型数字货币与永动机一样,是一个逻辑上无法自洽的命题,我曾经写过三篇文章探讨过这个问题: http://t.cn/8FXKrsa http://t.cn/zRasGYo http://t.cn/RPmk76X

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    天上星╭★
    天上星╭★ 694 天前

    比特币的成功可谓成也挖矿,败也挖矿。早期挖矿的低门槛功不可没吸引了多少玩家参与?而现在比特币的高能耗意味着挖矿必须集约化、中心化。高能耗还是环保与否其实并不重要,重要的是高能耗带来的中心化将会导致比特币越来越脆弱,我们为什么要选择一个中心化的比特币而不选择Q币呢。

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    adoal
    adoal 694 天前

    //@长铗:这是因为,环保型数字货币与永动机一样,是一个逻辑上无法自洽的命题,我曾经写过三篇文章探讨过这个问题:http://t.cn/8FXKrsa http://t.cn/zRasGYo http://t.cn/RPmk76X

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    长铗
    长铗 694 天前

    这是因为,环保型数字货币与永动机一样,是一个逻辑上无法自洽的命题,我曾经写过三篇文章探讨过这个问题:http://t.cn/8FXKrsa http://t.cn/zRasGYo http://t.cn/RPmk76X

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    廖小静summerwind
    廖小静summerwind 694 天前

    来看看我拍的MV,点此播放>>http://t.cn/RZ6R6DY(通过 #美拍# 录制)

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    zjf
    zjf 948 天前

    愚昧的人类,还在讨论什么去中心化,POS的杀手剪是 去中心化的资产系统 去中心化交易,去中心化投票,去中心化的一切应用,他只是一个平台和媒介的关系,好吗?

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    菲常爱你2010
    菲常爱你2010 987 天前

    //@十八禁漫画微博: 怎么样做个时尚辣妈?怎样培养一个可爱的儿女?最科学的辣妈育儿宝典,快来看看吧

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    toluqiang_09p
    toluqiang_09p 987 天前

    『不可能三角形:安全,环保,去中心化 | 巴比特』http://t.cn/8FXKrsa

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    handsomegui
    handsomegui 1006 天前
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    兔子瞧 1020 天前

    夹子,这是你当时提出的那个三角嘛,写成文章出来啦。

    我觉得其实没必要把它和pos的问题混在一起,你瞧,照来不少无关的否定意见。

    重要的问题是这个三角形是否具有逻辑上的互相支撑和对抗性。就好像我澄清项目管理三角形的概念时说的,三角形理论存在的有效前提是三个变量可以互相交换,不能交换的往往背后具有深层次的重叠或者不相关。

    比如我认为这里有一个关键的假设模糊:
    要得到安全和去中心化是否必须不环保?如果不是,那就不存在三角形了。
    这个问题就涉及到概念,我认为所谓”环保“就是效率最大,换句话说没有综合效率更高的办法,那么所有先行办法造成的看似”浪费“就都不是浪费,而是必要的生存成本,就和热力学二律一样,是宇宙演化的成本。
    在这一点上,我认为去中心化恰恰是安全和环保的最大原因,而不是对立方。
    比如”IP投票货币“,这根本就不是一个去中心化的方案,因为IP地址是哪里来的?中心化的机构!它怎么可能是去中心化的呢?他们可以随时增发大数量级的IP,比如从V4进化到V6直到V1024。
    如果我们找到足够多的货币样本,会发现他们的坐标分布非常不均衡,似乎不是一个三角形的样子。
    因为本质上讲,去中心化就是一切的基础。它符合的是演化原理,而非其他什么均衡。自然界为什么会出现大量看似无用的奇特物种?因为它们就是演化的成本,为了保证物种生存的最大可能性,它们成为了应对几乎不可能出现的小概率危机的风险管理成本。如果没有这些,也就不存在所谓”正确的物种“,因为其实根本不存在预设的正确,只有大样本的试错才能保证生存。
    从这个意义上,去中心化的自决演化,就是最大的安全和环保。其它任何意义上,都不存在更好的”安全“和”环保“。因为未来总有小概率的”不安全“和”不环保“事件等着你。

    从这个意义上,我认为重点就是去中心化,其它一切背离这一初衷的,从足够大的长远来看,都不够好。也正是基于此,我认为重要的就是如何真正实现去中心化,完善这一原则。

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      兔子瞧 1020 天前

      ”先行“是”现行“

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    GoGoLucky 1021 天前

    已经可以预见的是如果纯POW币赖以生存的算力不断的推高难度,而价格却始终维稳在一个区间,那么结果只有一个。这个大家都心知肚明,当然先入场者已经有足够的利润可以随时离场。但是矿工如果恐慌了,那么用什么来保证货币的发展跟未来?矿机商靠什么来推销他们的矿机?靠理想还是信念?亦或者是纯粹的热爱?其实有些BTC的拥簇者害怕的只是来自新技术的竞争会动了他们的奶酪,因为他们的理想是货币单一化算法单一化不停的推高他们手中货币的价值,人格的自私很完美的体现在了某些可笑的论点上
    1.物品的发散度不是由算法或者模式决定的,是由市场跟使用广泛程度还有接受人群的密度决定的。
    2.你们一直强调算力不会无休止的提高,算力跟难度会达到平衡点,那么平衡点在哪里?因为当所有人都认为是平衡点的时候必定会有新一轮的算力投入并且再次推高难度,所以自己都无法回答的问题就不要作为论点来侮辱别人的智商了。
    3.节能环保在某些一神论者或已然获利者的眼中确实不是大的问题,因为他们喜欢用法币的产生过程做对比,却忘记了发散程度接受程度广泛程度这些个最基础的概念,若纯POW货币的发散度堪比纸币,那么矿工基数跟耗电量还会是这么多吗?你们还有数据来支持现在的论点吗?既然是高科技的衍生品,为何不能环保节能,电荒已经成为一个课题,地球一小时在你们的理论中显得那么扎眼跟讽刺。
    4.消费问题,如果货币在日常生活中有足够的应用跟使用频密度,那么你们所说的为了1%的利息就会囤积居奇,那么请问银行的利息比这高多了,难道你看见李嘉诚或者比尔盖茨只花利息?亦或者支持谬论者们现实生活中只靠利息?所以不要把自己都不可能不会做的事情用愚蠢的逻辑套用在自己构建的陷阱中。

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    QoraChina
    QoraChina 1021 天前

    POS币是未来,不管大家喜欢不喜欢。没有道理去浪费大量的电力做无用功。货币最重要的是安全。就这一点看,POS币将会更有生命力。

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    sc
    sc 1021 天前

    要反驳这个文章,必须跳出他设定的逻辑。
    整个文章致命的 缺陷在于前提的错误。这个文章首先暗含了这么一个假定了,世上最后只有一种POW币,或者只有一种POS币。不用说作者的这个隐含假设就是错误的。即使这个假定是正确的,那么意味着,这个存在的POS币已经获得了充分的分散。
    按作者的说法,就是一定要找一个均衡。均衡总是存在,只是你没有找到而已。其实一个过于集中而可能产生中心化的POS币是不可能发展起来的。事实上一个POS币的价值直接取决于其分散的程度。从这点看就是一种均衡。分散程度高,其价值上升,分散程度差,将局限于少数玩家。这一点与POW其实没有什么区别。POS币之间本身也是相互竞争的。分散程度高的币,将获得跟广泛的使用。POS币之间会产生动态的平衡。POS币是未来,不管大家喜欢不喜欢。没有道理去浪费大量的电力做无用功。POS币不会是只有一种币,各种币将会相互竞争,相互发展。POS币之间的竞争将会阻止POS币的集中。货币最重要的是安全。就这一点看,POS币将会更有生命力。

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      南宫远 993 天前

      同意你的观点,未来二到三年,让我们见证

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        ☆☆EVA☆☆ 993 天前

        这里的争论毫无意义,在任何时刻,都不要忘记还有比特币协议这件事情,即使有一天,假设证实POS机制真的比POW机制更完善,那比特币完全可能会在一夜之间从POW转向POS!
        所有貌似成功的虚拟货币机制,其实都将成为比特币成功的垫脚石,无数貌似成功的虚拟货币,都将成为比特币成功道路上的炮灰……

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          bitfoto 759 天前

          太对了,呵呵

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    黑姬
    黑姬 1024 天前

    很明显的POS比POW更容易造成财富集中,这几乎是不用辩论的事情。就1点,挖出来矿之后你不抛,你没有利息,要盈利,只能抛。而POS有利息,利息越大造成集中化比率就越高,这不是明摆着的事情么。
    楼上有人说1%的利率太低,抵不过价格的波动,这你就太民科了。银行活期的年率是多少你知道吗?况且你认为价格的波动是永久的吗?当一个币普及开来的时候,他的波动就不会像现在这样。再对比一下,如果你同时拥有两种币,一个没利息,一个有利息。其他条件一样的情况下大部分人必然会先花无利息的币。哪怕利息再低。所以结果已经呼之欲出了。
    结论就是,pos必然会比POW更集中。

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    lunasnowingsar
    lunasnowingsar 1026 天前

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    巨蟹 1031 天前

    观察实践可以得到PoS的两个特征:
    1.PoS不适合用来做币的分配,所以通常PoS币通常都要寻找另外的方法来完成币的初次分发,例如PPC选择了在初期引入PoW,NXT选择和MSC一样Pre Sales的方式。
    2.PoS的收益比较低,低到不足以鼓励矿工为挖矿而购买币,NXT的统计数据表明现在的挖矿年化收益为0.3%左右。

    只要一个PoS币在初次分发上做到足够分散,并且不设最低交易费用以维持低挖矿收益,那么就根本没有什么“致命均衡”的问题,因为没有哪个大户会为了一点蚊子肉来影响自己的投资和消费决策。

    挖矿收益低无法激励矿工是问题吗?除了专门为了挖矿而开着的客户端外,开着客户端的交易用户也同时在挖矿,同时在维护网络安全,只要交易足够频繁,就必然有足够多的活节点在网络上,足够了。

    用DAC的话语来描述PoS带来的变化是这样的:”股东雇佣专业矿工维护系统安全”的模式将被“股东自助维护网络安全”的模式所代替,这里环保问题还不是最关键的,最关键的这种转换极大降低了DAC的运营成本,所以越来越多的新币/DAC对PoS表现出浓厚兴趣就不难理解了。

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    黑动
    黑动 1032 天前

    既然POS的收益已经写死,我看不出接盘侠还有啥可以施展拳脚的地方。看看周围的世界,这种激励机制能赢得最后的胜利么?

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    robin
    robin 1032 天前

    哈哈哈,长铗换个马甲上来你就不认识了。。。

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    zhanga
    zhanga 1033 天前

    大致的意思是不是:POW因为技术的革新等因素于是就有可能使得一度的中心下台,而POS却完全没有这个可能性?

    求指明!

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