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你好,PoS!

  • 量子学派
  • 2022年9月15日11时

1

你好,PoS!


可能很多人没有感知到,实际上一个新时代悄悄来临了。


PoS,了解它的人,更多的是极客

大多数人,并不知道它是什么。


但实际上:

它与元宇宙相关;

Web3.0有关;

区块链技术有关;

与最大公链有关;

与千万矿工有关;

芯片制造商有关;

财富密码有关;

…………


2022年9月15日14:42:42。

以太坊在区块高度15537393触发合并机制,

并产出首个PoS区块——高度为15537394

这也意味着,以太坊共识机制正式从PoW转为了PoS



多年之后,也许很多人还会津津乐道那个下午。

就算是头发花白,也仍然激情澎湃:

“孙子啊,那是不寻常的一天啊,我还记得,一缕斜阳从窗棂照了进来,我看着自己闪着绿色荧光的矿机,虽然从情感上希望这次PoS能够成功,但实际上又不希望它能成功。”

这一次,它不仅改变ETH的未来,可能也在改变人类某种命运。”


再见,PoW。

Hello,PoS!


可能很多人没有感知到,实际上一个新时代悄悄来临了。


2

什么是PoS机制?


什么是PoS机制?它是区块链世界的一种审判机制(共识机制)。

最早期的共识机制是PoW机制,也就是矿工机制,谁的算力大,谁就可能获得最强的审判能力,包括把财富判给自己。


区块链世界有很多共识机制,PoS是共识机制的一种,又称股权证明机制

简单来说持币数量时间越正向,那权力就越大,有点像股东决定论


PoS机制优势很明显:

①它不需要浪费算力,节能

②51%攻击的代价更高,你得拥有51%的币,代价越大。

③为后面的技术升级提供更大可能;

④让ETH从完全的通胀改为多种可能性,更像货币


PoS机制主要是通过权益记账的方式,来解决网络的效率低下资源浪费各节点的一致性问题,简单来说,就是谁拥有的权益多谁说了算。


PoS提高了节点处理数据的门槛,它规定:虽然每个人都可以自由地加入进来成为节点,但只有满足一定条件的节点,比如抵押一定数量的代币,才有资格成为验证节点,也就是候选人。

成为候选人后,系统会通过算法,选择一部分人作为出块节点,只有成为出块节点,也就是矿工,才能参与数据的处理、争夺记账的权利。




3

共识的较量:PoW和PoS


以太坊一开始采取的是PoW机制。那为什么以太坊要从PoW转向PoS?

首先我们需要先了解PoW和PoS这两个机制。


在区块链世界中,共识机制就像是法律一般的存在,它能够约束去中心化网络中的每一个计算机节点,维护新数据的安全和系统的公平性;使互不相干的节点也能够验证,并确认网络中的数据,无需产生信任,达成一致。比如一群人要决定去哪个地方旅游,如果对目的地没有异议,那么共识就成立了。



常见的共识机制正是PoW和PoS。


PoW即工作量证明,为了达成最新区块的共识,每个参与者都必须解决一个复杂的、资源密集型的密码学问题,通常需要十分钟,由第一个解密的矿工记账在链上。它确保了所有节点同步,规避了拜占庭将军问题。工作量占比越高,越可能获得记账权。

PoS即权益证明,参与者质押货币在智能合约中,以获取记账权。质押“币龄”越高,质押财富越多,越可能获得记账权。


比特币采用的共识机制是“PoW”,以太坊之前采用的也是“PoW”。

PoW共识机制最大的特点,在于需要拥有强大的算力才有可能挖出加密货币。

因此,才有了“挖矿”、“矿工”、“矿机”这样的概念。


而PoS共识机制则不同,它并不依赖于传统的“计算”,而是凭借“币龄”和持有货币的数量来充当“算力”。


关于PoW共识机制和PoS共识机制的对比,主要有以下几点不同:


1

验证区块机制不同


PoW共识机制,属于按劳分配,多劳多得。

在PoW共识机制中,你能够获得的币的数量,取决于你挖矿贡献的有效工作。

你的机器性能更好,完成的计算工作越多,找到新区块的概率也就越大。


PoS共识机制,则属于股份制度

在PoS共识机制中,验证新区块的概率,取决于你持有的股份

你所持有的币的数量越多,能够成为新区块生产者的概率就越大。


2

投票准入机制不同


PoW共识机制中,你只要拥有机器,就可以进行新区块的验证。

从这一层面讲,PoW的投票准入机制是无许可的。

而PoS共识机制则不同,你必须先持有相应的币,才能够进行投票。

所以在投票准入机制上,两者也有不同。


3

所需要的设备不同


PoW共识机制中,矿工需要有专门的设备,如用于采矿的ASIC才能进行工作。

而在PoS共识机制中,只需要有一个标准的服务器级单位就足够了。


4

能耗不同


基于PoW共识机制,想要验证一个新区块,往往需要耗费大量的电力

矿工需要强大而能耗高的硬件设备来进行复杂的数学计算,获得奖励。

而基于PoS共识机制,区块的提议者是随机选择的,不再需要大量的矿机硬件来竞争出块权,也就不再需要巨大的电力消耗。




4

以太坊五年升级:

技术员的极致理想主义


从PoW转向PoS,以太坊的合并并非是一时兴起

早在2013年,V神便在以太坊白皮书中提到了向PoS共识机制转变的可能性。

2017年,以太坊正式公布了PoS的方案《Casper the Friendly Finality Gadget》

这标志着以太坊合并的事项被提上日程,由此一场谋划五年的更新计划开启了。

以太坊公链的万里长征,技术员的理想主义发挥到了极致。


我们可以回顾一下几年来以太坊的大动作。

2020年12月1日,以太坊信标链正式推出,宣告着正式启动了以太坊合并的计划。

2021年12月8日,以太坊箭形冰川升级完成。

2022年4月23日,以太坊进行了主网第二次影子分叉。

2022年5月5日到 7月5日,以太坊进行了主网第三次到第八次的影子分叉。

2022年8月4日,以太坊信标链测试网 Prater 现已完成共识层上的网络升级

2022年8月31日,以太坊完成了第十二次影子分叉。

2022年9月6日,以太坊信标链 Bellatrix 升级激活。

2022年9月10日,以太坊进行正式合并前最后一次影子分叉完成。

2022年9月15日,以太坊完成最终的合并


以太坊的合并历程并非是一蹴而就,同时合并也并不是终点。

这是一次“早有预谋”的升级,可以分为三个阶段:

信标链——合并——分片



目前以太坊已经完成了前两个阶段,未来的“分片”将在2023年左右完成。

所谓“分片”,是通过将网络拓展到64个分片区块链,扩展以太坊处理交易和存储数据的能力,并与Layer2协同工作。同时,分片将分多个阶段推出,旨在提高以太坊的可扩展性容量


这场耗时多年的“以太坊升级”计划,仍将在担忧挑战中一步步前行。


与互联网中心化服务器的升级不一样,和IOS发布一个新版本不一样。这是去中心化的合作,每一次升级涉及到多个节点的斗争,涉及到区块链不可逆的同步,涉及到千万财富的博弈,不止是技术,后面的权力斗争,同样步步惊心。




5

以太坊为什么要升级?


以太坊为什么要升级,最迫切的一点,在于碳中和


根据以太坊官方数据,通过PoW的方式进行挖矿,其每笔交易使用相当于一所住宅2.8天所需要消耗的各种能量。

如果以年为计算,以太坊的能耗约为112太瓦时/年

每年排放的二氧化碳量则与新加坡整个国家的排放量相当。


如果加上比特币,这一数据会更加夸张。

在去年的一年时间里,区块链世界的两大巨头所带来的碳消耗足以让欧洲国家在减少碳排放所做的努力前功尽弃



考虑到环保可持续发展的因素,以太坊从PoW转向PoS是“大势所趋”。


基于当前信标链的能耗预估,在以太坊从PoW机制转为PoS机制后,其能源效率将提高约2000倍,这意味着其总能耗将减少约99.95%


除此之外,此次升级对于以太坊而言,在“可扩展性”和“安全性”上也会有很大的提升。


在可扩展性方面,通过引入分片机制,解决以太网主网网络堵塞的问题,分片机制会将数据存储的需求分散到整个网络,验证者将不再需要存储所有数据,从而让基于 Rollup 技术的 Layer2 扩容方案发挥其最大功能,实现 TPS 的指数级提升。


在安全性上,由于转为PoS机制,如果要对以太坊发起攻击,则必须收集全部币量的50%以上,这样成本非常大,而且执行难度非常高。这样以太坊便可以抵御51%攻击等协同作恶行为,提高安全性。


升级前的以太坊面临着网络拥堵、运行节点门槛高、能源损耗大等问题。

在升级之后,这些问题将能够得到有效解决。


在以太坊合并的今天,以太坊创始人Vitalik Buterin声称:全世界的用电量减少了0.2%




6

区块链,走向一个全新的时代


PoS机制也不是毫无争议,反对者亦众。

为什么很多人反对,最核心的原因在于它的“中心化”。

币的数量和币龄让很多人成为“权力者”,让后来者很难超越,中心化难以避免。


尽管有很多争议,但以太坊升级已是定局

对于多数人而言,以太坊升级是一件值得庆祝的事情。

但有人欢喜便有人愁,在转向PoS后,受影响最大的便是维护网络安全的“矿工们”。

在以太坊合并之时,由矿工推动的一条以太坊分叉链ETH PoW也在准备之中。

我们无法预测它的结局,但大概率是无法掀起多少波澜。



作为第二大以太坊矿池的f2pool,有些不舍:

以太矿工是以太生态系统的无名英雄。

他们往往低调,七年多来一直悄悄保护以太链。

……

然而,我们承认ETH PoW的时代已经结束,将成为历史。


即便如此,f2pool依然对未来充满希望:

让我们缅怀、告别光辉岁月,迈向PoS新时代!


或许这才是多数人的真实心态。


这是一次史无前例的实验。

它可能成功,那将在区块链的世界里开创先河,创造历史。

它可能失败,那么以太坊将失去它现有的区块链霸主地位


不破不立,没有改变就没有进化。

正如f2pool在PoW最终区块上写下的寄语:

只要勇于做出承诺,世界自会助你铲除不可逾越之阻碍。

去完成未竟之梦想,宇宙绝不会抑制你前进的步伐。

这即是奥义所在。


以太坊的未来将走向何方,值得我们期待。




7

以太坊,Web3.0的基石?


对于普通人来说,以太坊合并、升级,

不过是区块链历史长河中的一抹光影

一个似懂非懂的加密事件,一次可大可小的技术迭代。


但从大方向看,对于正在进行“迁移”的人类而言,

以太坊合并与升级,却是一件不折不扣的大事


为什么它那么重要?


一方面,它为人类提供了一种全新的视角。

甚至为过去PoW与PoS的争论画下一个临时句号。

不再需要庞大的计算量,不再需要巨大的能源消耗

这不再只是争议,而是肉眼可见的巨大进步

无需计算暴力,信任也可做到,这可是一种全新的世界观。


另一方面,与以太坊自身有关。


我们谈元宇宙,最终还是要谈Web3.0

谈Web3.0,最终是要落脚到“公链”上。

如果说Web3.0是元宇宙的基石,公链便是Web3.0的地基。


以太坊上这PoS的小变动(貌似),实际上是公链的角力,是区块链权力的较量.



公链将在未来Web3.0时代扮演重要角色,它将承载着一个新世界,在此基础上搭建起一个完整的元宇宙世界。

如果能够在公链层面做到领先,也就意味着将主导万亿新世界。


以太坊便是当前的公链之一,作为一个具备图灵完备脚本的公共区块链平台,它被称为“世界计算机”。除进行价值传递外,开发者还能够在以太坊上创建任意的智能合约。但它虽然强大,但面临着诸多竞争。


当以太坊从PoW转向PoS后,情况会出现大的变动。


对于以太坊而言这不是一次阵痛,而是对“第一公链”的觊觎。


这一步跨出后,元宇宙&Web3.0断龙石落下。






从2016年底发第一篇文章开始,

在这个喧嚣时代,彼此默默关注。

凛冬将至,我们更需互相慰藉。

2022年,量子学派克服社恐和自闭,做一场直播。

希望一同谈谈以下内容:


仅仅预约不够,请点击关注“量子学派视频号”。

一是为了防止彼此“走失”,二是希望共同取暖。

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