POS 简史
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背景**
随着 ETH 在共识层面从 pow 像 pos 的转型,最近在币圈学术界可谓是吹起来了 pos 的东风,各种鼓吹 pos 的文章层出不穷,不可否认 pos 共识在解决比特币等 pow 共识的痛点(能源浪费、算力中心化、攻击成本低)等方面提出了自己的方案,但是 pos 本身还存在着很多问题(coin 分发、币龄攻击、验证选举、通胀、长程攻击)等,随着 pos 共识技术的不断升级与 pos 技术与 pow、bft 等技术的融合,pos 共识在区块链技术的话语权不断增强。
时间线
虽然早在 2011 年就有人在比特币论坛 BitcoinTalk 里面去提出了 PoS 的概念,这是最早有记载的 PoS的提出,2011 年—2019 年,整整 8 年时间,pos 币除了在 2013—2014 年昙花一现(代表是 peercoin、NXT、blk),从 2015—2016 年 pos 币整体下滑到最低位,哪怕是 2017 年的熊市 pos 币的整体币值也没有很好的表现。跨越了 2018 年的熊市,pos 币能否借到 2019 年的东风扶摇直上呢 ?
驴把头会把 pos 币的过去(pos 币的四个发展阶段)与未来(pos 币能否崛起)分成两篇文章,给大家做出详细的解读。
直入主题:pos 共识之 pos 简史
我会从?pos 的简介—pos 发展的四大阶段两个方面来给大家解读 pos 共识八年间的进化史
PoS 是什么?PoS:PoS 的英文全称 Proof of Stake,股权证明机制 。三种解读
1、权威解读:维基百科的解读
2、BitcoinTalk 最早关于 pos 的解读
2011 年,有人在比特币论坛 BitcoinTalk 里面去提出了 PoS 的概念,这是针对比特币的 PoW 共识提出的。他希望通过手里的币来进行挖矿,也就是通过权益证明来代替工作证明,这不仅环保而且有效率。
3、V 神的解读
以太坊创始人 V 神也是 pos 的提倡者他这样理解 pos:PoS 的统中,新区块生成是需要持币人或者是一定有影响力的验证者参与达成的,这比 PoW 有效率,不需要高效的硬件,也不需要电力。
以上,总结:
PoS:它是一种算法,通过持币人的同意来去达成共识,它的目的是出一个新的块,相对于 PoW 来说,整个过程不需要消耗更多的电力,也不需要高效的硬件。
(广义) POS 共识发展历程(4 个阶段)
PoS 从 2011 年开始提出到 2019 年总共发展了 8 年时间,pos 经历了币圈的两次牛熊,相对的 pos 也在不断的进化,每一次牛熊都带起来 PoS 比较有代表性的一些币种。
四个阶段:
1、混合共识:PoW+PoS (Peercoin)
2、纯 PoS 共识(NXT、BLK (pow 只是解决初始 coin 分叉的方法))
3、委托权益证明,:DelegatedPoS (DPOS)
4、Pos 变种:BFT+PoS、PoS+PBFT 等
第一阶段:过渡的混合共识(PoW+PoS)
2012 年 8 月 19 日首个基于 PoS+PoW 共识的项目点点币(Peercoin)诞生,它的功能与比特币类似,都想成为支付货币,可能是因为 PoS 的特有问题, 创始人?Sunny King创造的 Peercoin 的共识其实是基于 PoW 和 PoS 的,而不是纯 PoS 的,Peercoin 虽然保留了大量的 PoW (btc)的设计,但 Peercoin 的设计让我们看到很多一些新的概念:像币龄(coin age)、随机参数字段,还有 PoS 的检查点等等。
混合共识 PoW+PoS 是 PoW 过渡到 PoS 的一种过渡阶段,09 年到 14 年间比特币的 PoW 共识是最有权威性的,因为当时算力相对于现在低的可怜并且使用范围较小,所以大部分人对于 PoW 的资源浪费与效率问题并没有太多关注,很多基于比特币 fork 的 PoW 项目,像莱特币仅仅是缩短了一下区块的时间,就受到了市场上很大的推崇,可以说点点币的设计还是站在了 PoW 的肩膀上,并进行了很多很好的一些策略,像激励、分叉保护、共识实现,还有分叉策略等等。因为 PoS 诞生的时间很短,PoS 在点点币项目上探索的成分居多,所以我们看到了 Bitcoin 在 PoS 上的一种过渡方式吧。
第二阶段:纯 PoS 共识(NXT)
13 年 9 月 28 号 NXT (未来币)项目在 Bitcoin Talk 上启动。NXT (未来币)是纯 PoS 项目;
NXT 的亮点
1、原创代码,没有像莱特币等山寨币一样直接抄袭比特币的代码并只是更改参数(出块时间、启动难度、挖矿曲线等)。
2、完全 pos 挖矿 3、初始分配由捐赠决定总量与分配:21 枚 BTC、瓜分十亿枚 NXT。
NXT 的后续发展
1、开发不顺利,主网上线后,因为开发只有三个人,代码提交质量差更新速度慢。
2、PoS 投票机制并没有完全体现
3、价格没有达到大部分人的预期
4、NXT 分发问题:筹码过度中心化,因为是 PoS 挖矿,造成后来者并没有足够的权益来挖矿。
5、节点激励太小,每年 1% 通胀
5、在造富初期投入 21 个比特币的 73 个人后,NXT 逐渐走向没落。
黑币(BLK)
黑币(Blackcoin),黑币其实是 2014 年的项目,它的 PoW 挖矿的时间大概持续一个星期左右,随后整个挖矿将不再接受 PoW 的验证,而是转而接受 PoS 的验证;影子币也一样,它的持续时间大概也是一个固定高度,随后进入 PoS 的挖矿当中来。
第三阶段:委托权益证明(DPOS)
2013 年初在比特股论坛提出来的 DPOS,最早由 Daniel Larimer 就是?BM提出:为何不让持币人选民去签名区块的验证人,而不是自己来去做,因为当时参与验证人他需要自己运行一个节点,这些运行节点的动力还是比较差的,所以说你可以选举一些人来帮你去做这个事情。
DPOS(BTS、EOS)
EOS 是基于石墨烯平台来搭建的,直到 18 年的今天,我们仍然看到比特币交易所(Bitshares)里面很多网关资产都是基于石墨烯的 DPOS 的。
DPOS (BTS、EOS) 的优点:
1、极大提升了 tps,主链 tps5000,加载侧链有望突破百万 tps,拓展性极强,EOS 生态同期几无敌手
2、超级节点+通胀解决奖励问题
DPOS (BTS、EOS) 的缺点:
1、中心化问题:BTS 开始 100 多个节点验证,伴随币价下跌,节点逐渐萎缩到 30 多个,EOS 更是直接将超级节点设置为 21 个,虽然保留了候选人名单,但是其中心化问题饱受诟病。
2019 年 DPOS 依旧活跃,包括 Cosmos、Polkadot、Dfibity、Cardano,还有即将要实行的 Ethereum,这些项目的算法中有个共同点:让有能力的用户去委托他自己的权益分给不同的验证节点。,在节点趋向于中心化的今天,我们觉得将权益委托给节点验证人,让更专业的人来做更专业的事情,可能是现在 PoS 的趋势吧,因为毕竟纯 pos 验证因为很多问题会造成主网的不稳定于分叉。
第四阶段:Pos 混血:BFT+PoS、PoS+PBFT 等
BFT:BFT ( Byzantine Fault Tolerance)称为拜占庭容错。拜占庭容错技术是一类分布式计算领域的容错技术。拜占庭假设是对现实世界的模型化,由于硬件错误、网络拥塞或中断以及遭到恶意攻击等原因,计算机和网络可能出现不可预料的行为。拜占庭容错技术被设计用来处理这些异常行为,并满足所要解决的问题的规范要求。
BFT 的作用:占庭容错本质上是为了提高整个 PoS 共识的一个系统抗压抗风险能力,也就是说加入拜占庭共识的话,他允许整个网络在失去一部分节点或者一部分节点不诚实或作恶,或者是掉线,或者是宕机的这种情况下整个网络还能平稳地运行。
BFT+ POS 是 2014 年由 Tendermint 团队的创始人来提出。
BFT+ POS 亮点
1、新区块的最终确定性。
2、提升 pos 的 tps 性能
比特币链上交易需要六个区块来确认才能达到区块不可逆,矿工如果想逆反六个区块重写所有的交易的话,他需要花费很大的算力成本;对比 BFT+PoS,新区快产生要经过多轮大多数人投票达成共识,而恶意节点想要逆反区块会被扣掉押金并且控制大部分的票权,这是不符合逻辑的,所以理论上新区快就有了最终确定性。
基于 BFT+PoS 的混合共识,我们现在能看到很多的项目,包括 cosmos,还有最早期的 EOS。后来 EOS 把最早期的 BTF 改掉了,换成了 PBFT,其实理论上来说差不了多少。然后还有一些类 BFT 的方式,像 casper 那种方式都是可以看到一些很多 BFT 类似的算法。
总结
2011 年—2019 年,pos 诞生了 8 年时间
2011 年—2019 年,pos 经历了四个阶段的发展
pos 在不断升级自己技术的同时吸纳其他共识的特性不断完善自己的特性。值得关注的项目:
推荐几个 pos 币:
黑币作者回归作:BLN
点点币作者回归作:VSYS
图灵奖团队:Algorand
康奈尔大学计算机教授:Thunderella
其他:cosmos 等
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