لماذا إثبات الحصة (نوفمبر 2020)

https://vitalik.ca/general/2020/11/06/pos2020.html

يوفر PoS مزيدًا من الأمان بنفس التكلفة

أسهل طريقة لمعرفة ذلك هي وضع دليل على الحصة وإثبات العمل جنبًا إلى جنب ، والنظر في تكلفة مهاجمة شبكة لكل دولار واحد يوميًا في مكافآت الكتلة.

إثبات العمل المعتمد على وحدة معالجة الرسومات

يمكنك استئجار وحدات معالجة الرسومات بسعر رخيص ، وبالتالي فإن تكلفة مهاجمة الشبكة هي ببساطة تكلفة استئجار طاقة GPU كافية لتجاوز عمال المناجم الحاليين. مقابل كل دولار واحد من مكافآت الكتلة ، يجب أن ينفق المعدنون الحاليون ما يقرب من دولار واحد في التكاليف (إذا كانوا ينفقون أكثر ، فسينسحب عمال المناجم بسبب كونهم غير مربحين ، إذا كانوا ينفقون أقل ، يمكن لعمال المناجم الجدد الانضمام في وجني أرباح عالية). ومن ثم ، فإن مهاجمة الشبكة تتطلب فقط إنفاق أكثر من دولار واحد في اليوم مؤقتًا ، ولساعات قليلة فقط.

التكلفة الإجمالية للهجوم: ~ 0.26 دولار (بافتراض هجوم لمدة 6 ساعات) ، من المحتمل أن ينخفض إلى الصفر حيث يتلقى المهاجم مكافآت كتلة

إثبات العمل المستند إلى ASIC

ASIC هي تكلفة رأسمالية: تشتري ASIC مرة واحدة ويمكنك أن تتوقع أن تكون مفيدة لمدة عامين تقريبًا قبل أن تبلى و / أو تقادمها الأجهزة الأحدث والأفضل. إذا تعرضت سلسلة ما للهجوم بنسبة 51٪ ، فمن المرجح أن يستجيب المجتمع من خلال تغيير خوارزمية إثبات العمل وسيفقد ASIC قيمته. في المتوسط ، التعدين هو ~ 1/3 من التكاليف الجارية و 2/3 تكاليف رأس المال (انظرهنا لبعض المصادر). وبالتالي ، لكل دولار واحد في اليوم كمكافأة ، سينفق عمال المناجم حوالي 0.33 دولارًا أمريكيًا في اليوم على الكهرباء + الصيانة و 0.67 دولارًا أمريكيًا في اليوم على أسيك الخاص بهم. بافتراض أن ASIC يستمر لمدة عامين تقريبًا ، فإن هذا المبلغ 486.67 دولارًا والذي سيحتاج عامل التعدين إلى إنفاقه على هذه الكمية من أجهزة ASIC.

التكلفة الإجمالية للهجوم: 486.67 دولارًا (ASICs) + 0.08 دولارًا (الكهرباء + الصيانة) = 486.75 دولارًا

ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن ASICs توفر هذا المستوى العالي من الأمان ضد الهجمات بتكلفة عالية للمركزية ، حيثأصبحت الحواجز التي تحول دون الانضمام عالية جدًا .

إثبات الحصة

إثبات الحصة هو تكاليف رأسمالية بالكامل تقريبًا (يتم إيداع العملات المعدنية) ؛ تكاليف التشغيل الوحيدة هي تكلفة تشغيل العقدة. الآن ، ما مقدار رأس المال الذي يرغب الناس في حجزه للحصول على 1 دولار في اليوم من المكافآت؟ على عكس ASICs ، لا تنخفض قيمة العملات المودعة ، وعندما تنتهي من التخزين ، تستعيد عملاتك بعد تأخير قصير. ومن ثم ، يجب أن يكون المشاركون على استعداد لدفع تكاليف رأس مال أعلى بكثير لنفس الكمية من المكافآت.

لنفترض أن معدل العائد بنسبة 15٪ كافي لتحفيز الناس على المشاركة (وهذا هو معدل عائد eth2 المتوقع). بعد ذلك ، ستجذب المكافآت التي تبلغ قيمتها دولارًا واحدًا في اليوم 6.667 سنة & # x27 ؛ قيمة عوائد الودائع ، أو 2433 دولارًا. تكاليف الأجهزة والكهرباء للعقدة صغيرة ؛ يمكن لجهاز كمبيوتر بقيمة ألف دولار أن يشارك بمئات الآلاف من الدولارات في الودائع ، و ~ 100 دولار شهريًا في الكهرباء والإنترنت كافية لمثل هذا المبلغ. لكن بشكل متحفظ ، يمكننا القول أن هذه التكاليف المستمرة تبلغ حوالي 10٪ من التكلفة الإجمالية للتخزين ، لذلك لدينا فقط 0.90 دولارًا أمريكيًا في اليوم من المكافآت التي تنتهي بتكاليف رأس المال ، لذلك نحتاج إلى خفض الرقم أعلاه بنسبة 10٪ تقريبًا .

التكلفة الإجمالية للهجوم: 0.90 دولارًا أمريكيًا في اليوم * 6.667 سنة = 2189 دولارًا أمريكيًا

على المدى الطويل ، من المتوقع أن ترتفع هذه التكلفة بشكل أكبر ، حيث يصبح الرهان أكثر كفاءة ويصبح الناس مرتاحين لمعدلات عائد أقل. أنا شخصياً أتوقع أن يرتفع هذا الرقم في النهاية إلى ما يقرب من 10000 دولار.

لاحظ أن التكلفة & quot؛ الوحيدة & quot؛ إن تكبدك للحصول على هذا المستوى العالي من الأمان هو مجرد إزعاج لعدم القدرة على تحريك عملاتك المعدنية كما تشاء أثناء قيامك بالتخزين. قد يكون الأمر كذلك أن معرفة الجمهور بأن جميع هذه العملات المعدنية مغلقة يؤدي إلى ارتفاع قيمة العملة ، وبالتالي فإن المبلغ الإجمالي للأموال المتداول في المجتمع ، وعلى استعداد للقيام باستثمارات منتجة وما إلى ذلك ، يظل كما هو! بينما في PoW ، فإن & quot؛ التكلفة & quot؛ من الحفاظ على الإجماع هو الكهرباء الحقيقية التي يتم حرقهاكميات كبيرة بجنون .

أمان أعلى أم تكاليف أقل؟

لاحظ أن هناك طريقتان لاستخدام هذا المكاسب من 5 إلى 20 ضعفًا في الأمان لكل تكلفة. الأول هو الحفاظ على مكافآت الكتلة كما هي مع الاستفادة من زيادة الأمان. والآخر هو تقليل مكافآت الكتلة بشكل كبير (ومن ثم & quot؛ إهدار & quot؛ آلية التوافق) والحفاظ على مستوى الأمان كما هو.

في كلتا الحالتين على ما يرام. أنا شخصياً أفضل الخيار الأخير ، لأنه كما سنرى أدناه ، في إثبات الحصة حتى الهجوم الناجح يكون أقل ضررًا وأسهل بكثير للتعافي منه من الهجوم على إثبات العمل!

من الأسهل بكثير التعافي من الهجمات في إثبات الحصة

في دليل على نظام العمل ، إذا تعرضت سلسلة أعمالك للهجوم بنسبة 51٪ ، فماذا ستفعل؟ حتى الآن ، كان الرد الوحيد من الناحية العملية هو & quot؛ الانتظار حتى يشعر المهاجم بالملل & quot ؛. لكن هذا يفوت إمكانية حدوث نوع أكثر خطورة من الهجوم يسمى هجوم تخييم البيض ، حيث يهاجم المهاجم السلسلة مرارًا وتكرارًا بهدف جعلها عديمة الفائدة.

في النظام القائم على GPU ، لا يوجد دفاع ، والمهاجم المستمر قد يجعل بسهولة سلسلة غير مجدية بشكل دائم (أو بشكل أكثر واقعية ، التبديل إلى إثبات الحصة أو إثبات السلطة). في الواقع ، بعد الأيام القليلة الأولى ، قد تصبح تكاليف المهاجم منخفضة للغاية ، حيث سيترك عمال المناجم الصادقون نظرًا لعدم وجود طريقة للحصول على مكافآت أثناء الهجوم.

في نظام قائم على ASIC ، يمكن للمجتمع الرد على الهجوم الأول ، لكن استمرار الهجوم من هناك مرة أخرى يصبح تافهًا. سيواجه المجتمع أول هجوم من خلال السعي الجاد لتغيير خوارزمية إثبات العمل ، وبالتالي & quot؛ تجميع & quot؛ جميع ASICs (المهاجم & # x27 ؛ sو عمال مناجم صادقون & # x27 ؛!). ولكن إذا كان المهاجم على استعداد لتحمل تلك النفقات الأولية ، فبعد هذه النقطة ، يعود الموقف إلى حالة وحدة معالجة الرسومات (حيث لا يوجد وقت كافٍ لإنشاء وتوزيع ASICs للخوارزمية الجديدة) ، ومن ثم يمكن للمهاجم متابعة العملية بثمن بخس. تفرخ المخيم حتما.

ومع ذلك ، في حالة نقاط البيع ، تكون الأمور أكثر إشراقًا. بالنسبة لأنواع معينة من هجمات 51٪ (خاصة ، إعادة الكتل النهائية) ، هناك & quot؛ مائل & quot؛ مضمنة آلية فيإثبات توافق الحصة والتي بواسطتها يمكن تدمير جزء كبير من حصة المهاجم (ولا حصة أي شخص آخر) تلقائيًا. بالنسبة للهجمات الأخرى التي يصعب اكتشافها (على وجه الخصوص ، تحالف 51٪ يفرض رقابة على أي شخص آخر) ، يمكن للمجتمع التنسيق على الأقلية التي يتم تنشيطها بواسطة المستخدم (UASF) والتي يتم فيها تدمير أموال المهاجم مرة أخرى بشكل كبير (في Ethereum ، يتم ذلك عبر & quot ؛ آلية تسرب الخمول & quot ؛). لا يوجد & quot؛ هارد فورك صريح لحذف العملات & quot؛ مطلوب؛ باستثناء شرط التنسيق على UASF لتحديد كتلة الأقلية ، فإن كل شيء آخر يكون آليًا ويتبع ببساطة تنفيذ قواعد البروتوكول.

وبالتالي ، فإن مهاجمة السلسلة في المرة الأولى سيكلف المهاجم ملايين الدولارات ، وسيعود المجتمع للوقوف على أقدامه في غضون أيام. مهاجمة السلسلة في المرة الثانية سيكلف المهاجم ملايين الدولارات ، حيث سيحتاجون إلى شراء عملات معدنية جديدة لاستبدال عملاتهم المعدنية القديمة التي تم حرقها. والمرة الثالثة ... تكلف ملايين الدولارات. اللعبة غير متكافئة للغاية ، وليست في صالح المهاجم.

إثبات الحصة أكثر لامركزية من ASICs

إثبات العمل المستند إلى GPU لامركزي بشكل معقول ؛ ليس من الصعب الحصول على وحدة معالجة الرسومات. لكن التعدين المستند إلى GPU يفشل إلى حد كبير في & quot؛ الأمان ضد الهجمات & quot؛ المعيار الذي ذكرناه أعلاه. من ناحية أخرى ، يتطلب التعدين القائم على ASIC ملايين الدولارات من رأس المال للوصول إليه (وإذا اشتريت ASIC من شخص آخر ، في معظم الأحيان ، تحصل الشركة المصنعة على النهاية الأفضل للصفقة).

هذه أيضًا الإجابة الصحيحة على & quot؛ إثبات الحصة المشترك يعني أن الأغنياء يزدادون ثراء & quot؛ الحجة: تعدين ASICأيضًا يعني أن الأغنياء يصبحون أكثر ثراء ، وهذه اللعبة كذلكحتى أكثر يميل لصالح الأغنياء. على الأقل في نقاط البيع ، يكون الحد الأدنى المطلوب للرهان منخفضًا جدًا وفي متناول العديد من الأشخاص العاديين.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن إثبات الحصة هو أكثر مقاومة للرقابة. من السهل جدًا اكتشاف تعدين GPU وتعدين ASIC: يتطلبان كميات هائلة من استهلاك الكهرباء ومشتريات أجهزة باهظة الثمن ومستودعات كبيرة. من ناحية أخرى ، يمكن إجراء عملية تثبيت PoS على جهاز كمبيوتر محمول متواضع وحتى عبر VPN.

المزايا المحتملة لإثبات العمل

هناك نوعان من المزايا الحقيقية الأساسية لـ PoW التي أراها ، على الرغم من أنني أرى أن هذه المزايا محدودة إلى حد ما.

يشبه إثبات الحصة & quot؛ النظام المغلق & quot؛ ، مما يؤدي إلى زيادة تركيز الثروة على المدى الطويل

لإثبات الحصة ، إذا كان لديك بعض العملات المعدنية ، فيمكنك شراء تلك العملة والحصول على المزيد من تلك العملة. في إثبات العمل ، يمكنك دائمًا كسب المزيد من العملات المعدنية ، لكنك تحتاج إلى بعض الموارد الخارجية للقيام بذلك. ومن ثم ، يمكن للمرء أن يجادل بأنه على المدى الطويل ، فإن إثبات توزيع عملات الحصة ينطوي على خطر أن يصبح أكثر وأكثر تركيزًا.

الرد الرئيسي على ذلك الذي أراه هو ببساطة أنه في نقاط البيع ، ستكون المكافآت بشكل عام (وبالتالي إيرادات المدقق) منخفضة جدًا ؛ في eth2 ، نتوقع أن تساوي مكافآت أداة التحقق السنوية 0.5-2٪ من إجمالي إمداد ETH. وكلما زاد عدد المدققين الذين يقومون بالمصادقة ، انخفضت أسعار الفائدة. وبالتالي ، من المحتمل أن يستغرق مستوى التركيز أكثر من قرن من الزمان حتى يتضاعف ، وفي مثل هذه المقاييس الزمنية ، من المرجح أن تهيمن الضغوط الأخرى (الأشخاص الذين يرغبون في إنفاق أموالهم ، أو توزيع أموالهم على الأعمال الخيرية أو بين أطفالهم ، وما إلى ذلك).

يتطلب إثبات الحصة & quot؛ الذاتية الضعيفة & quot؛ وإثبات العمل لا

يرىهنا للمقدمة الأصلية لمفهوم & quot؛ الذاتية الضعيفة & quot ؛. بشكل أساسي ، في المرة الأولى التي تتصل فيها العقدة بالإنترنت ، وفي أي وقت لاحق تأتي العقدة عبر الإنترنت بعد أن تكون غير متصلة بالإنترنت لمدة طويلة جدًا (أي عدة أشهر) ، يجب أن تجد هذه العقدة مصدرًا تابعًا لجهة خارجية لتحديد الرأس الصحيح للسلسلة . قد يكون هذا صديقهم ، وقد يكون التبادلات وحظر مواقع المستكشف ، أو مطوري العملاء أنفسهم ، أو العديد من الممثلين الآخرين. لا يوجد لدى إثبات العمل هذا المطلب.

ومع ذلك ، يمكن القول إن هذا مطلب ضعيف للغاية ؛ في الواقع ، يحتاج المستخدمون إلى الوثوق بمطوري العملاء و / أو & quot؛ المجتمع & quot؛ إلى هذا الحد بالفعل. على الأقل ، يحتاج المستخدمون إلى الوثوق بشخص ما (عادةً ما يكون مطورو العملاء) لإخبارهم ما هو البروتوكول وما هي التحديثات التي تم إجراؤها على البروتوكول. هذا أمر لا مفر منه في أي تطبيق برمجي. ومن ثم ، فإن متطلبات الثقة الإضافية الهامشية التي تفرضها نقاط البيع لا تزال منخفضة للغاية.

ولكن حتى لو تبين أن هذه المخاطر كبيرة بالفعل ، يبدو لي أنها أقل بكثير من المكاسب الهائلة التي تحصل عليها أنظمة PoS من كفاءتها الأكبر بكثير وقدرتها الأفضل على التعامل مع الهجمات والتعافي منها.