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bitpie下载|ETH2.0:从PoW到PoS的旅程

bitpie下载,bitpie钱包下载,bitpie官网下载 ETH作为当今加密生态的头部公链,拥有最繁荣的生态系统和最大的TVL。因此,ETH2.0升级计划自然成为当前加密界最受关注的热点之一。此次升级计划的核心之一是验证机制将由PoW改为PoS。

 
根据区块链共识机制中最核心、最基本的“防女巫攻击策略”,区块链共识机制可以分为两个主流分支——工作证明(PoW)和利益证明(PoS)。
 
先简单解释一下什么是女巫攻击:所谓女巫攻击,就是通过伪造多个id来干扰网络的攻击方式。这个名字来自著名的美国小说《女巫》。小说主人公患有多重人格障碍,多重人格兼容于一身。
 
女巫攻击在互联网中非常普遍,淘宝商品的刷量和赞量都是黑客通过伪造大量id完成的。witch攻击最常见的攻击场景是数据冗余机制,即为了提高网络安全性而对数据进行多次备份的机制,区块链就是使用多次备份数据的典型例子。因此,在分布式数据存储的区块链中不缺少女巫攻击。
 
为了实现女巫攻击,需要通过一个实体节点伪造大量伪装节点,并将这些节点广播到整个区块链网络。当其他正常节点查询信息时,会经过这些伪装节点。攻击者可以操纵伪装节点干扰查询,然后向查询者反馈虚假信息,或者干脆不反馈任何结果。
 
当区块链中伪装节点的数量超过真实节点的数量时,攻击者将以领先票数的优势击退真实节点。攻击者还可以通过拒绝接受新块、返回错误消息等方式拒绝加入新节点。,从而统治区块链。在这种情况下,攻击者拥有整个区块链的决策权,可以篡改交易记录,更改交易顺序,对区块链造成极大的伤害。
 
区块链的基本原理是用户将几笔交易打包成块,通过哈希引用将各个块连接成链,从而得到一个共享的账本。但是直接使用一个账本的安全性很难保证,因为坏人也可以创建一个账本,然后把两个账本同时放在用户面前。而哪些是真哪些是假,用户应该相信哪些,就成了一个复杂的取舍问题。
 
如果在集中的环境下,这个问题就不再是问题了。例如,如果我有一个银行账户,其余额完全由银行的中央系统决定。如账户实际金额与事实不符,本人可通过与中心系统协调或法律途径解决。
 
然而,在去中心化的世界里,没有这样一个中心化的机构。因此,人们需要通过其他方式达成共识,以确保书籍的公正性。
 
那么问题来了,在去中心化的环境下,我们应该如何达成共识?
 
最经典的方式就是投票。通过一起投票,可以选择一个值得信赖的账本,然后一起使用。
 
然而,在投票时,公平和公正的问题不容忽视。比如投票权如何分配,就是不得不考虑的问题。
 
如果一个个体在一次投票活动中拥有可以影响全局的票数,那么这个活动就很难称之为投票。因为这意味着他想做什么,结果就会是他想要的,这显然对其他个体是不公平的,这种不公平的方式注定无法达成共识。因此,如果我们真的想达成共识,就必须消除这种不公平。因此,投票权的分配被视为共识协议的核心部分之一。
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如果发生在线下,投票权分配的问题就很容易解决了。简单一人一票。至于身份验证的问题,可以通过投票时登记身份证件来解决。
 
但如果发生在网上,“一人一票”的问题就无限复杂了。
 
首先,在网络环境下,尤其是去中心化的环境下,如何定义“一个人”是个大问题。每个人在网上都是匿名存在的,甚至无法判断网络的对面是抠门男还是狗。因此,我们需要一种机制来抵御女巫的攻击。但是到底是把一个账号当人看,还是把一个ip当人看,还是用其他什么标准来判定?
 
在区块链,最常用的两种解决方案是工作量证明(PoW)和权益证明(PoS),后者包括代理的权益证明(dpo)。当然还有一些其他的方式来证明,比如你有多少空间,或者你烧了多少钱,但是目前最主流的还是PoW和PoS。
 
功率工作负荷证书
 
 
工作负载证明(PoW)的基本思想是通过计算功率来确定块权重。如果你能解决一个PoW计算问题,你就能获得屏蔽权。我们甚至可以粗略的理解为一个CPU,一个GPU,或者一票一个矿机。这种模式的优点是:
 
1.整个系统都没有执照。参与者不需要任何人的许可,只要有具备计算能力的机器就可以参与。理论上你甚至不需要一台机器。如果你能手动计算一个块的hash,并及时上传结果,别人还是会认它为合法块。
 
2.PoW本身的投票行为是要付出很大代价的。不管是用CPU,GPU还是矿机,机器的成本,电的成本都是真金白银。这就意味着,如果要在PoW的环境下进行女巫攻击,就要付出非常高的成本,而这往往会让攻击者得不偿失。
 
3.PoW中的投票和投票权保持绑定。按照工作量证明的一般逻辑,投票的时候需要先包一个块,然后再证明这个块的工作量。如果证明了,就相当于投了一票,但是这个时候没有办法修改打包块。另一方面,如果你想回滚自己的块,你必须付出和回滚别人的块一样的计算能力。这意味着,一旦投票成功,即使是选民自己也无法修改投票内容,投票的可信度可以得到保证。
 
当然,基于PoW机制的一致性算法也有一些不可避免的缺点。
 
1.PoW的延迟非常高,因为事务打包成块后,这个块并不会立即成为有效的候选块。在将该区块称为候选区块之前,必须至少证明一个工作量。
 
所以,从区块打包到区块工作量被证明,交易是不可能被确认的。所以比特币即使不等待六块确认,看到一块就确认,平均十几分钟确认一笔交易。
 
2.被人们所诟病动力机构的另一个缺点是能耗特别高且不环保。关于这一点,我觉得工作量证明的能耗是否有必要是见仁见智的,我可以有所保留。虽然它确实存在一些浪费问题,但攻击者的成本已经被推高到无法承受的程度。从这个角度看,似乎也不全是坏事。
 
PoS权益证书
 
 
股权证明(PoS)的基本思想是,当你持有代币(股权)时,你就拥有了记账权和投票权。你的投票权和你持有的钱数成正比。简而言之,代币越多,投票权越大。
 
PoS协议的基本框架是根据所有参与者持有的资金量来分配包装权和投票权。这意味着参与者的信息是已知的。至于这其中的意义,先按“无表”再说。
 
回到打包权和投票权,PoS系统中打包和投票是分开的(PoW系统中两者是不分开的)。包装权分配后,获得包装权的人有资格制作候选区块。该块包含要处理的交易和包装所有者本人的签名。
 
然而,候选区块并不意味着它将被加入共识。候选区块播出后,有投票权的人需要投票(投票的形式是在投出的区块上签名)。只有投票后获得相对多数的支持,候选区块才会最终加入共识,成为有效区块。当然,投票过程可以通过多种方式进行,比较常见的是通过少数服从多数的共识算法来实现。
 
这和PoW很不一样,因为在PoW系统中,人们根本不知道整个网络有多少计算能力,只能靠估算,一般是不准确的。因此,在电力系统中,几乎不可能用某一阈值来判断什么是多数。
 
在PoS系统中,如果检测到某些参与者违反了PoS共识的约定,则可以对其进行惩罚。比如有的人投很多块,或者有票不投。这些会影响系统安全的行为都是可以处罚的。
 
接下来,我们来看看股权证明的优势:
 
1.矿工和持币人的动机是一样的。
 
PoS中所有矿工都必须持币,这意味着不持币的机器挖矿在PoS生态中的作用将会降低。在PoW的社区里,富人、开发商、矿工的利益往往不一致,然后就会产生纠纷,以至于很多事情到最后都很难有进展。在PoS中,至少矿工和资本家的利益会更加一致,会在一定程度上减少冲突和分歧。
 
2.PoS的延迟可以做得很低,确认可以很快。
 
在PoS系统中,你拿到一笔交易后可以立即打包,然后就可以广播了。这一次不需要等待。不像PoW,你至少要等一个PoW问题。PoS共识延迟主要受限于网络和投票人数。因为投票的人越多,等待的时间就越长。
 
bitpie下载,bitpie钱包下载,bitpie官网下载,3.PoS更环保,因为不需要证明工作量。
 
在Pos中,投票其实就是做一个签名,最多做一些简单的计算,比解PoW谜题容易多了,计算能力和电量的自然消耗也大大降低。
 
但是不得不说,PoS的缺点和优点是相反的。此外,它还失去了动力系统的一些优点。
 
1.相对于无牌照PoW系统,PoS系统在匿名性和授权性上略差。因为一个人要想加入PoS系统,首先要持有令牌。这个令牌不能通过其他方式获得。只能和持有代币的人交易,交易成功后才能加入系统。不像PoW,只要有机器连接系统,就可以直接挖令牌。
 
2.投票本身的成本很低,只需要做一个签名就可以产生有效的投票。在这种情况下,会出现一些安全问题。比如PoS系统中常见的无辜攻击问题。
 
此外,投票权可以重复使用和转让,这也是相当危险的。如果一个用户把他的私钥卖给别人,获得他私钥的人可以重新选择他以前的投票或者历史上各个分支所做的选择。这样会带来一些安全问题。
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3.我们前面提到过,在PoS机制中,参与者的信息是在投票权和打包权分配之前知道的。因此,投票权比候选人组更早决定。这意味着人们可以选择更多的战略空间,整个游戏将变得更加复杂。一般来说,大的策略空间对系统的安全性是不利的,因为会给攻击者留下更多的操作空间。这样一来,PoS系统会出现更多的攻击,比如无辜攻击,远程攻击。
 
4.在PoS中,矿工和资本家通常是一个人(一个群体),虽然这样会降低整个系统的博弈成本。但这也意味着整个系统的中心化将会上升。
 
电源和位置
 
 
在区块链,有一个不可能的三位一体,即安全、效率和权力下放。通常,你不能鱼与熊掌兼得。PoW和PoS在这三个方面做了不同的选择。
 
PoW以无许可证和计算能力的门槛保证了整个系统的安全性和去中心化,但必然会在效率上有所欠缺。事实上,它长期以来一直受到高延迟、低吞吐量等问题的困扰。
 
PoS选择了另一种方式。矿工们不再是无照经营,而是成为了生态系统的实际参与者。这意味着如果矿工做出了对整个系统不利的决定,作恶者也要付出代价(代币token drops)。但是,它的投票机制也降低了整个系统的安全性。同时,矿工和资本身份的融合也导致了制度的中心化风险。
 
有人曾经打了个比方。
 
典型的PoS共识制,大家通过股权质押拿到一张票,然后拿到票的人坐在会议室里指点江山。
 
在以比特币为代表的PoW共识体系中,一群人坐在黑暗的荒野中。他们不知道别人的身份,不知道荒野里有多少人,不知道别人什么时候来,什么时候走。他们只能通过喊自己的观点,听到别人的喊声来沟通,最终达成共识。
 
不得不说这个比喻挺形象的,PoW和PoS的特点很明显。其实两者的优劣不能相提并论,其采用只能体现两种不同的取舍。
 
2.0 ETH最终决定采用PoS,也意味着对于现在的ETH来说,效率问题已经相当严重,所以可能需要一定程度的安全和去中心化作为交换,这是可以理解的。毕竟目前没有可以考虑的解决方案。
 
如果能将PoW和PoS的优势结合起来,就有可能实现一个安全性高、确认速度快、吞吐量大、能耗合理的系统。
 
但其技术难度之大,自不必说。所以目前只能观望,期待更好的解决方案出现。

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