Casper 是什么鬼? Etherium的POS之路

以太坊作为区块链2.0的领军公链,目前市值已经占到了整个加密经济体市值的近18%了。相比以太的节节攀高的市值,链上操作与交易却越来越堵了,交易费用居高不下。很明显,以太坊现有技术协议下,无法满足全球范围内的大规模使用。

以太之所以这么慢,完全是其底层区块链共识机制原理限制所致。以太坊作为一台世界计算机,其具备的运算能力、处理速度却不能高于网络中的具体的任意一台计算机。以太网络上任意一个操作要计入区块,必须在所有节点上操作一边。这是区块链的重要特点,是保证去中心化的代价。导致以太网络缓慢的原因除了要求所有节点处理所有操作外,还有就是它的目前仍然采用POW共识机制。POW共识机制存在挖矿中心化、耗能等缺陷,同时难以实现扩容 。因此,为打好今后的扩容之路的基础,也为了克服POW机制的问题,Etherium提出了从POW切换至POS的路线图,这个路线图的代号就是Casper。

在以太坊开发团队内部,存在两种Casper,一个由V神提出,叫FFG Casper,主张采用渐变式路径由POW转换至POS,先期采用POW/POS混合 机制 ,然后逐渐增加 POS 比例。一种是由Vlad提出的 CBC Casper,主张一步到位切换至 POS。确定好主体协议和方向后,研究一个沙盒测试机制,在沙盒及测试网络内部对协议后期部分进行持续的安全评估与改进, 最终确定实施版本。目前两条线路在齐头并进,最终的Casper方案应该是两种方案中精华部分的综合。

在前有比特币闪电网络,后有EOS新一代公链的追击下,Casper对以太坊至关重要。它不仅对以太坊共识机制转向PoS极为重要,对以太坊的计划中的扩容影响也很重大,因为在原有POW机制下是无法实现链上扩容的。以太坊已经是一个价值5000亿人民币市值的经济体,要对这么庞大的东西动刀子、换发动机,显然是一件风险很高的事情。同时,以太坊的扩容又迫在眉睫,因此以太坊开发团队在这个问题上即谨慎又不得不加快脚步。

很明显,通过Casper切换至POS,对以太坊生态具有很多好处,比如能耗更低,对环境更友好,可以通过分片实现链上扩容,可以降低挖矿的硬件门槛以降低挖矿中心化趋势等等。不过,目前仍然有很多人对POS机制的安全性存在质疑。主要体现在以下几个方面。

1)无利益相关问题。在POW共识机制中,由于网络延迟的存在,其实每时每刻都存在一些小分叉,在这些小分叉上挖矿的矿工一旦发现自己是在小分叉上挖矿,他会立刻放弃这条链,切换至最长链上去挖矿,否则他付出巨大硬件成本的挖矿所得基本没有意义。这就是最长链共识,通过让所有人付出成本,自动皈依到最长链上。而POS没有这种自动的制约,由于硬件成本基本可以忽略,如果系统内部有了分叉,矿工完全可以同时在两条链上挖矿,获得双份的押金和双倍的收益,整个网络缺乏的经济机制让参与者自动维护最长链共识。虽然以太坊也提出过通过罚没押金的方式禁止同时在多条链上挖矿,但是要做到这点,需要有一个监督者实时监督网络里的矿工,这样上帝视角的监督者如何实现,如何保证可靠安全,还是值得怀疑,可靠性显然不如POW的经济机制自动调节来的可靠。

2)历史数据重写问题。大家都知道比特币有所谓的51%攻击问题,即一方控制了大于51的算力,基本上就比特币账本的写入权,可以实施双花攻击,摧毁比特币的信用。可即使是在这种情况下,你的比特币还是你的比特币,做恶者并不能改写账本历史。因为没每重写一个区块,都要付出上一区块的10倍算力,回写6个区块的算力已经是天文数字了,更不用说重写整个账本了。而POS机制写入区块不依赖算力,只要控制了网络,就可以任意改写,这也意味着整个网络毫无价值了。

总的来说,以casper为代表的以太POS升级对以太的远景十分重要,但是,POS本身还是存在一些安全隐患,期待V神给我们一个完美的方案。

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