區塊鏈開發者的內心：燃燒證明區塊鏈共識

Cointelegraph 正在通過其“在區塊鏈開發人員的頭腦中”系列跟踪一個全新的區塊鏈從開始到主網的發展。在前面的部分， 安德魯·萊文 Koinos 集團的討論 一些挑戰 自確定他們打算解決的關鍵問題以來，該團隊面臨的問題，並概述了阻礙區塊鏈採用的三個“危機”： 可升級性, 可擴展性 和 治理. 本系列重點介紹共識算法： 第一部分是關於工作量證明, 第二部分是關於股權證明 第三部分是關於燃燒證明的。

在本系列的第一篇文章中，我探討了工作量證明(PoW)——OG 共識算法——並解釋了它如何引導去中心化，以及它為什麼效率低下。在第二篇文章中，我探討了權益證明(PoS) 以及它如何相對於工作量證明降低去中心化網絡的運營成本，以及為什麼它進一步鞏固礦工，需要復雜且道德上有問題的削減條件並且無法防止“交換攻擊”。

在本文中，我將解釋在權益證明之後大約​​一年提出的第三種共識算法，但出於應該清楚的原因，它從未真正作為通用區塊鏈上的共識算法實施。至少，直到現在還沒有。

工作量證明

正如我在第一篇文章中所解釋的那樣，從博弈論的角度來看，區塊鍊是一種遊戲，其中玩家通過將交易分組到與其他玩家創建的交易塊相匹配的塊中來競爭驗證交易。比特幣 (比特幣) 的工作原理是為那些可能犧牲更多資本的人生產的區塊分配更多的權重，他們通過“工作”“證明”了這些。

由於這些人已經花錢購買硬件並運行它來生產區塊，因此他們的懲罰很容易，因為他們已經受到了懲罰。然而，股權證明以一種根本不同的方式運作，具有重要的博弈論後果。

權益證明

在權益證明中，代幣持有者只需犧牲其資本的流動性即可獲得區塊獎勵，而不是強迫區塊生產者犧牲資本來獲取和運行硬件以獲得獲得區塊獎勵的能力。問題是它降低了網絡安全性，因為攻擊者只需要獲得平台基礎貨幣的51% 並將其抵押即可控製網絡。

為了阻止這種攻擊，PoS 系統必須實施旨在“削減”用戶帳戶的區塊獎勵的複雜系統，這增加了網絡的計算開銷，引發了合法的道德問題，並且只有在攻擊者未能獲得51%代幣供應。實施這些削減條件絕不是微不足道的，這就是為什麼像Solana 這樣的股權證明項目，他們自己承認，推出了集中解決方案，以及為什麼像以太坊2.0 (Eth2) 這樣的許多其他項目實施PoS 需要很長時間。典型的解決方案是給基金會足夠大的股份，這樣它才有能力確定誰是惡意行為者並削減他們的獎勵。

這在中心化交易所的世界中尤其成問題，這些交易所具有託管抵押，這意味著它可以發現自己可以控制超過51% 的給定代幣供應，而不會產生任何風險，從而使攻擊成本微乎其微。事實上，這在最近的歷史上已經發生在世界上最常用的區塊鏈之一，曾經價值近20 億美元：Steem。

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聖杯共識

正如我在上一篇文章的結尾所說，我們將在本文中討論的是一個假設問題，即是否存在“兩全其美”的解決方案來提供工作量證明的去中心化和安全性具有權益證明的效率。今天，我們很高興地宣布發布關於燃燒證明的白皮書。在該白皮書中，我們認為燃燒證明正是兩全其美的解決方案。

伊恩·斯圖爾特(Iain Stewart) 在2012 年（即權益證明之後的一年）提出了燃燒證明，作為一項思想實驗，旨在對比工作量證明和權益證明之間的差異。我們相信他在不知不覺中發現了共識算法的“聖杯”，這主要是由於歷史事故而在時間的流逝中迷失了方向。作為伊恩·斯圖爾特 著名的：

“我認為發明一項絕對、赤裸裸、毫不含糊地作為兩種觀點之間對比的例子會很有趣。 是的，有一個：燃燒貨幣！”

交換攻擊

作為Steem區塊鏈背後的前核心開發團隊，我們對交易所攻擊有很深的經驗。這就是為什麼減輕這種攻擊向量是最重要的，並激發了區塊鏈架構師Steve Gerbino 探索替代共識算法以尋找一種解決方案，該解決方案仍然可以為我們提供高性能世界計算機所需的性能和效率，同時減輕這一重要問題攻擊向量。

燃燒證明作為一種共識算法非常簡單，其獨特的價值也很容易理解。與工作量證明一樣，它要求“預先”支付攻擊網絡的成本。與股權證明一樣，除了生產區塊所需的硬件外，無需購買和運行任何實際硬件。像工作量證明一樣，交易所攻擊被挫敗，因為區塊生產者已經失去了他們的錢，因為他們只是試圖通過維護正確的分類帳來取回它。

為了發起51% 攻擊，惡意行為者不僅需要獲得51% 的代幣供應，他們還需要通過獲得虛擬資產來證明處置它 挖礦硬件。彌補損失的唯一方法是在鏈上生成最終獲勝的區塊。這是一個非常簡單和優雅的問題解決方案。不需要削減條件，因為區塊生產者在一開始就有效地削減了自己的股份。

燃燒證明

伊恩·斯圖爾特(Iain Stewart) 提出了比特幣的燃燒證明，甚至在通用區塊鏈被設想之前一年 維塔利克·布特林. 也許這就是為什麼人們花了這麼長時間才意識到這兩個東西可以很好地協同工作的原因。通用區塊鏈非常重視效率，同時允許沒有最大供應上限的代幣經濟設計，這是燃燒證明實施的要求。部分問題可能還在於非同質代幣(NFT) 和做市商等幾個創新概念以及可升級智能合約等解決方案對實施極為有利，並且僅在提案之後才出現。

NFT礦工

跟踪哪些賬戶銷毀了多少金額以及何時銷毀可能是一項計算要求很高的任務，而這種增加的網絡負載可能是人們避免這種實施的原因之一。

幸運的是， 不可替代的代幣 為我們提供一個強大的原語，系統可以使用它來有效地跟踪所有這些信息，以便將區塊獎勵分配給有效的區塊生產者。最終結果是一個NFT，它可以有效地充當虛擬礦工，而且還可以無限且精確地定制。

區塊鏈開發人員可以根據他們如何為礦工NFT 定價，精確地調節他們平台的可訪問性。給礦工定價高就像要求購買ASIC（礦機）以參與區塊生產。給礦工定價低就像允許任何人在商品硬件上挖礦一樣。但是，最好的部分是無論哪種方式都不需要實際的硬件。

由於Koinos 是關於可訪問性的，礦工NFT 的價格可能很低，這實際上就像擁有最終的GPU 和ASIC 抗性算法一樣。但是，這就引出了一個問題：“如果你選錯了號碼怎麼辦？” 這突出了模塊化可升級性的重要性。在Koinos 上，所有業務邏輯都實現為智能合約模塊，無需硬分叉即可單獨升級。這意味著，例如，如果KOIN 的價格暴漲到礦工的固定成本不再足夠獲得的程度，治理可以簡單地投票降低該成本，並在達成共識時更新數字.

中心化阻力

解決礦工NFT 的成本就像構建盡可能抗GPU 和ASIC 的算法，因為沒有人可以通過獲得專門的硬件來獲得優勢。更好的是，它使礦工NFT 更加統一，因此更容易在去中心化交易所上出售（更具可替代性），這意味著區塊生產者承擔的風險更小，因為他們總是可以清算他們的礦工。

燃燒證明的力量最終源於這樣一個事實，即我們正在將挖礦硬件內部化到系統中。它是虛擬硬件，這意味著系統設計人員可以對其進行無限定制，以最大限度地提高網絡性能。這樣做的一個後果是，該系統可以設計為確保礦工能夠收回他們的燒錢以及一些額外的代幣——這是工作量證明系統無法提供的保證。

這種可定制性還允許我們通過設計系統來減輕51% 的攻擊，以便隨著對礦工需求的增加，投資回收期得到延長。

現在，想像一下有人（如交易所）想要接管區塊生產。首先，他們需要燃燒比其他所有人加起來還要多的代幣。即便如此，他們也將一無所獲。他們將需要開始在獲勝鏈上生產區塊以開始贏回他們的獎勵。在此期間，其他網絡參與者將能夠看到正在發生的事情並做出相應的響應。如果他們覺得攻擊者試圖控制治理，他們可以簡單地購買更多礦工，推遲惡意行為者的回報窗口，直到他們“排隊”。

代幣經濟學

燃燒證明還具有有趣的經濟特性，將其與PoW 和PoS 區分開來。例如，如果您要固定新代幣創建的速度（又名“通貨膨脹”），那麼在某個時刻，如果有太多人參與區塊生產，那麼代幣經濟將轉為通貨緊縮，因為獎勵將是被推回的速度比創建新令牌的速度要快。如有必要，這可以為網絡提供性能優勢。

許多生產區塊的人會對延遲產生負面影響。這種通縮成分將有助於動態抑製過度的區塊生產，同時還為生態系統提供重要的經濟槓桿或通貨緊縮。

我的這個系列的目標是讓讀者以一種仍然可以訪問並且希望有趣的方式對共識算法的主題有一個非常深刻的理解。我們已經介紹了主要共識算法的歷史軌跡，以及我認為的下一個演變：燃燒證明。我希望你現在有能力為自己評估不同的共識實施，並就什麼是創新和什麼不是創新得出自己的結論。

此處表達的觀點、想法和意見僅是作者的觀點，不一定反映或代表Cointelegraph 的觀點和意見。