BFT:PoS發展史_InterValue

編者按：本文來自Wetez，作者：卡咩，星球日報經授權發布。PoS及Staking都不是一個新的東西，早在2011年PoS的概念就被提出，中間經歷了多個階段逐漸演化到今天百花齊放的PoS公鏈，以及火熱的StakingEconomy。過往的PoS項目有著對礦工激勵性不夠的問題，技術安全問題及中心化問題，后期的PoS項目不斷地根據過往問題而演化，目前看到成熟的有兩個方向，一個是DPoS,另一個是PoS+BFT，PoS帶來了比PoW更好的效能，同時為了吸引早期參與者維護網路安全，現在的增發率普遍在5%-25%之間比過去的1%-2%高出許多，這可能也是一部人開始吹捧Staking經濟的原因，回顧歷史可以讓我們看的更遠，我們一起見證PoS的新時代。1.PoW+PoS

一個名為QuantumMechanic的人，2011年7月11日在Bitcointalk論壇首次提出的ProofofStake，當時還沒有PoS的簡稱，是對ProofofWork提出來的。文章預見性的提出了很多現在仍在使用的方案，諸如由持幣量代替算力權重，委托權益，獎勵分配等等，還有一些詞匯像Delegate、Vote、VotingPower等，在2018年的今天我們仍然能看得到。那時候，人們對于PoS的提出都感到非常的興奮，這種興奮一直持續到今天，很多后起的項目都開始研究PoS算法的區塊鏈，甚至很多已有的項目都開始考慮轉型PoS，以太坊就是最典型的例子。從提出到落地，大概經歷了1年左右的發展，2012年8月19日，首個基于PoS共識的區塊鏈項目點點幣誕生，Token代號PPC。點點幣的出現真正代表了PoS從紙面走向了工程實現的里程碑。點點幣是一種類似BTC的電子貨幣，SunnyKing在最初設計的時候，可能因為時間過短，沒有想清楚如何解決PoS機制下出現的問題，也可能是PoW共識在人們的思維方式里面占據著主要地位，點點幣的共識實際上是基于PoW+PoS的混合共識，而不是純PoS的共識，混合共識里面保留繼承了大量PoW的設計，PoS算法在其中所起到的作用實際上并沒有想象著那么大。但畢竟是第一個將PoS共識工程化到區塊鏈中的項目，在點點幣的白皮書里面，我們可以看到很多新的概念，幣齡，隨機數參數，PoS的checkpoint等等。混合PoW+PoS共識是PoW過渡到PoS的一種過渡階段。在2009~2014年期間，比特幣的PoW還是具有較高的權威性，大部分人對PoW的印象里面，除了浪費資源和效率稍低一點之外，并沒有太大的致命性問題，而且很多基于比特幣的二代PoW，像萊特幣，僅僅因為縮小了區塊時間而備受推崇。可以說點點幣的設計還是站在了比特幣PoW的肩膀上的，并繼承了很多好的策略，像激勵措施，分叉保護，共識實現，分發策略等等。但是由于PoS共識的實踐過程過短，PoS在點點幣的實現中以探索的成分居多，所以說這種混合共識其實算是一種過渡方式。2.純PoS

PoS區塊鏈Axelar啟動6000萬美元創業生態系統計劃:12月19日消息，權益證明（PoS）區塊鏈Axelar宣布啟動6000萬美元創業生態系統計劃，致力于加速開發可以取代中心化交易所的去中心化應用程序和協議，促進Web3應用程序的開發，以解決中心化互聯網無法解決的全球問題。

該計劃目前已經得到超過15個區塊鏈投資者的支持，包括Blockchange、Chorus One、Collab+Currency、Cygni、dao5、DCVC、Divergence Ventures、Dragonfly Capital、Lemniscap、Morningstar Ventures、Nima Capital、Node Capital、North Island Ventures、Rockaway Blockchain Fund和SCB 10X。（Cointelegraph）[2022/12/19 21:54:37]

PoS在不斷發展，繼點點幣橫空出世之后，純PoS共識成為了人們重點的研究方向。在點點幣發布后一年左右的時間，2013年9月28日，一個賬號名為BCNext的人在Bitcointalk上宣布啟動Nxt項目的眾籌。Nxt是一個100%PoS的項目，沒有PoW共識同時存在。Nxt的亮點在于沒有和其他的山寨幣一樣，簡單復制比特幣代碼，然后改變哈希機理，縮短區塊之間的時間、或是改變啟動難度，而是基于自己全新編寫的算法的區塊鏈。強調100%的PoS挖礦，沒有預挖。PoS里面要求的股權也完全由捐贈來決定總量和分配，用捐贈的方式把PoW的分發直接分配了。眾籌持續了21天，有73個用戶參加，總共捐贈了21個BTC，一起瓜分10個億Nxt，2013年11月24日，Nxt發布主網，預示著首個100%基于PoS共識的創世區塊在Nxt上誕生。Nxt的發展并不順利，論壇對Nxt記錄歷史停留在了2014年5月12。Nxt的沒落歸結于太過于中心化的開發，代碼質量和速度一直跟不上，只有3個開發者并不能完成眾多投資者的預期，雖然主網功能的開發順序有社區投票，但是Nxt還是慢慢的走向了眾多投資者的詬病，市值在2014年6月5日達到8千萬美元市值的高峰后，留下一地雞毛。但無論怎么說，和當初眾籌的21個BTC比較起來，簡直是一個天上一個地下，對比同時期起來項目，真可謂是老來迎新春。再看同時期的點點幣和黑幣，它們可就沒有那么好過了。黑幣，最早于2014年2月24號開始公布計劃，宣稱是基于純PoS搭建，但實際也是PoW+PoS混合共識。那為什么在純PoS這里說混合共識，是因為黑幣上運行的PoW只持續到10000個區塊高度，按照1分鐘一個塊，挖礦時間大概是一個星期左右，隨后整個區塊的驗證將不再接受PoW的挖礦，轉而形成PoS的挖礦，從這個角度，加上時間順序，我把黑幣也歸結到了純PoS的陣營中。PoW挖礦總量最大是10,000,000，進入PoS之后每年通脹1%。純PoS有更短的區塊間隔，更合理的鑄幣方式，從而吸引了很多早期的人進來挖礦，甚至有很多專門做礦池的開始在論壇收幣做驗證人。那時候，PoS這種新型共識的確吸引了很多人的眼球，不需要電腦，不需要GPU，只要持幣就可以獲得獎勵。但黑幣的好景也沒有持續多長時間，在2014年4月14號，短短不到2個月時間，就將近2千萬美元的市值，后一路下挫，幾經周折，還是沒能逃過摸底的厄運。而因為市值的下挫，1%的增發獎勵對于PoSStaking的人來說，也顯得杯水車薪了。雖然，2016年新的一批開發者又重啟了對黑幣的開發，并花了重金請來正規軍，公司化，全面宣傳，但是，黑幣以及它的PoS也沒再回到主流世界的視野中來。還記得黑幣經典的宣傳語，簡直如教科書般的存在：第一個基于純PoS幣，公平啟動，沒有預挖，沒有ICO，以社區為中心，重新回歸，比以往更好，比以前更強。Thefirstfair-launchpureProofofStakecoin.Nopremine.NoICO.Communityfocused.Backagain,betterthanever,strongerthanbefore.2014年7月18日，一個和黑幣共識類似的幣，叫影子幣，是一種基于聊天匿名的應用幣，也基于PoW+PoS混合共識，PoW只挖31000個塊，隨后進入PoS，但是和黑幣不一樣的是，影子幣看到了激勵的不足，它提高了每年的通脹率，把黑幣的每年1%提到了每年的2%。但進入2015年后，應用幣的價值遠遠還看不到，加上熊市到來，影子幣很快就消失在人們的視野中了。我總結了整個POS的歷史，發現很多基于PoS的項目，基本都出現在2012~2014年，那時候加密貨幣市場處于上漲周期，帶富了一批項目，一批人，很多人雖然都為項目的探索買了單，但是總體上來說在那段時間周期，大家在紙面上都是很好看的。到了2015年~2016年，幣圈進入了大熊市，很多項目和開發者就進入了冬眠過冬階段，也很少有項目再出現吆喝捐贈，IPO或者ICO了，PoS的研究也在市場上消失了一段時間。排除市場大周期的原因，我們歸結那段時間PoS機制幣種失敗的原因，點點幣，Nxt，黑幣，影子幣都是PoS很早期的探索項目，技術上并未完全考慮全面，另外，對于PoS中Staking的激勵太小，無法支持驗證人的成本，還有就是去中心化的運行模式在PoS上的應用并不想PoW上那么完善。年1%~2%的增發比例無法讓礦工維持，特別特別是在熊市階段。這種初創的PoS增發模式，在很多人開來還是足夠新鮮的，在初始可能爆發的幣價上來看，增發的初期利益只是一個非常重要的誘因罷了，但當投資者面對幣價無法帶來預期的收益之后，低激勵變成了一種雞肋。礦工看不到收益，自然無法參與網絡驗證，那么網絡要不發生堵塞，要不就是慢性死亡，潛在的攻擊成本越來越低。另外，多數項目的啟動都是幾個開發者甚至1個開發者發起的項目，Bitcointalk發起一個話題，大概描述要做什么，100%PoS，1%獎勵......然后就沒有然后了，初次上線后，開發者像中本聰一樣隱匿，這樣的結果，帶來的不是像比特幣一樣的繁榮，而是死亡。至此，這是PoS的發展第二個階段。3.委托PoS

Purpose Bitcoin ETF發行方：永遠不會做FTX那樣的事:金色財經報道，加拿大比特幣基金 Purpose Bitcoin ETF 發行方 Purpose Investment 首席運營官兼產品負責人 Vlad Tasevski 表示：FTX 崩盤是非常不幸、不可接受的事件，肯定會對加密行業產生負面影響，但有助于清除行業里那些不良行為者。對我們來說，像 FTX 所做的那樣永遠不會是一個選擇，從未做過，從未嘗試過，也永遠不會做。”Vlad Tasevski 強調，Purpose 只能以基金的名義持有資產，而不能將其借出，且接受安永會計師事務所審計。（ wealthprofessional ）[2022/11/17 13:18:16]

委托PoS，也稱作為DelegateProofofStake，DPoS，其雛形誕生在2013年12月8日，DanielLarimer在bitsharetalk首次談及用投票選擇出塊人的方式，代替PoS中可能出現的選舉隨機數被操縱的問題，描述是這樣的：我最近有一個可以用的點子，但是我還不能完全確定是否可行。為何不讓持幣人選出簽名區塊的驗證人？持幣人用幣天投票給簽名人，當簽名人簽名的時候會消耗投票人的幣齡。沒有人會被允許在100個區塊里面簽超過1個的區塊數。這個點子可能會有潛在的問題，但是我會把它加入我的點子庫。Irecentlycameupwithanothersystemthatcouldwork,thoughIamnotfullysoldonit.Whatiftheshareholderselectedpeoplewhowouldsignblocks?YouvoteforthesignerswithCDD.WhentheysigntheyspendtheCDDtheyaccumulatedfrompeoplevotingforthem.Noonewouldbeallowedtosignmorethan1in100blocks.Thisplanhasmanypotentialproblems,butIthoughtIwouldaddittotheideapool.這就是委托PoS的雛形，這個系統被成功的運用到了比特股上，比特股社區對DPoS的宣傳語是：DPoS不僅解決了PoW的浪費資源問題，同時還解決了點點幣和未來幣的PoS問題。在當時看來，DPoS的確是一種解決方案。雖然比特股的發展也非一番風順，Dan最終還被踢出比特股的社區，但不可否認的是，委托權益DPoS共識在未來一段時間里，為PoS的進一步發展起到了奠基作用。比特股的DPoS基于石墨烯平臺搭建，這套石墨烯技術后來發展成了DPoS的專用底層，基于石墨烯開發的區塊鏈項目可以直接使用DPoS的共識機制，免去了重復開發的苦惱，像Steemit，EOS，Lisk等都是基于石墨烯平臺搭建的DPoS公鏈。直到現在的2018年，我們仍然可以看到在比特股交易所里面，很多網關資產都是基于石墨烯的DPoS，基于PoS共識的項目在數量上達到了一個數量級。的確，DPoS有比較多的優點。DPoS解決了權益使用不及時的問題，是一種讓專業人做專業事情的基本原則，可以理解為是國家治理里面的代議制，或者說是人大代表制度，鄉里鄉鎮的居民通過選舉選出鄉長，然后是鎮長，縣長，省長等等，這種制度最大的好處就是解決了驗證人過多導致的效率低下問題，當然，這種制度也有很明顯的缺點，就是中心化詬病。比特股的初始節點驗證人大概人數在100人左右，后逐漸減少到30多，EOS的節點驗證人固定在21個人。在去中心化思想被及其推崇的區塊鏈世界里，傾向中心化的項目是容易為人詬病的，很多開發者并不會認同這種委托權益的做法。在2014年開始起源的另外一個項目——Tezos，把去中心化和委托權益更好的結合到了一起。Tezos的PoS，開發團隊更喜歡稱之為LPoS，但稱之為DPoS也不為過，因為委托權益在Tezos的PoS里是極其重要的一環。為了保證系統安全，PoS希望提高系統代幣的Staking量，這樣攻擊者發動51%攻擊的代價就會變得很大。Tezos解決了初期激勵不夠大和用戶Staking意愿比較低的問題，用年5.5%的增發來給Staking用戶作為獎勵，同時，用戶可以將自己的權益委托給驗證人，讓驗證人幫助委托人行使權益。驗證人可以收取用戶一點的手續費，作為服務費用，這樣驗證人節點除了自己Staking的獎勵之后，還能得到接受委托的獎勵，這種激勵對于未來幣，黑幣的1%~2%的激勵，高出了很多。另外，Tezos的委托和EOS的委托有很多方面不一樣，原則上，每一位委托人都可以選擇任意候選人進行投票，但由于Tezos和EOS的投票激勵不同，導致了不同的結果。Tezos上，委托人可以選中任意一個驗證人，投票并獲得收益，而EOS的委托選中的驗證人只有當選不當選的結果，并沒有激勵。EOS上的當選者有責任和義務代表投票人意志，在大部分節點候選人都誠實的情況下，委托人并不能很好的判斷出來區別，所以投票動機也變得不一樣了。總體上來說，兩種DPoS都是根據持幣的權重占比給與分配一定的權益，此權益是否委托在于持幣人的初始動機，這就是DPoS的精髓了。Tezos于2018年6月30日上線了主網，目前主網節點數量400多個，驗證人100多個。EOS于2018年6月15號啟動了主網，主網主節點數量21個，備選節點100個。4.BFT+PoS

DeFi分析師：近230億美元的ETH 2.0質押資金不會在PoS過渡后立即流動:6月5日消息，Etherscan數據顯示，目前有12,787,637枚ETH鎖定在以太坊2.0合約中。以太坊2.0合約持有大量ETH驗證器的資金，因為需要32枚ETH才能成為一個驗證者器。每一天都有相當數量的驗證器在合約中鎖定資金。按照ETH目前的價格計算，被鎖定的ETH總價值約為229億美元。

這229億美元的ETH是鎖定的，可能在很長一段時間內都沒有流動性。最近，DeFi分析師Korpi在推特上解釋說：“我注意到一些人認為合并是一個負面的價格催化劑，因為將有大量ETH解鎖——但這是錯誤的。質押ETH不會在合并時解鎖。合并不會允許提款。這屬于合并后6-12個月進行的另一次以太坊升級計劃。換句話說，無論是質押ETH還是質押獎勵，在很長一段時間內它們都不會進入流通。”

他進一步補充稱：“解鎖的ETH將緩慢釋放。即使啟用提款，所有的ETH也不會立即可用。在最糟糕的情況下，可能需要一年多的時間，而在更現實的情況下，可能需要幾個月的時間。釋放將會很緩慢。”（Bitcoin.com）[2022/6/5 4:03:03]

拜占庭容錯和PoS結合最早是在2014年由Tendermint團隊，JaeKwon提出的。而Tendermint前身，則是基于1988年在麻省理工學院開發的經過驗證的BFT算法，Tendermint進行了優化和改良。但是Tendermint出來之后一直沒有被運營到項目當中，JaeKwon后來創建了Cosmos項目，可以說是基于Tendermin的第一個項目。按照主網上線時間排序，BFT+PoS或者是類BFT+PoS的項目應用最早開始于2018年，先是EOS帶著BFT+DPoS的上線，然后，Tezos的類BFT+PoS的算法在EOS后一個月也上線了。而基于Tendermint的第一個項目Cosmos，則會在2019年Q1上線主網，另外，我現在知道的還有Ethereum，Algorand都會采用了BFT+PoS的共識算法，具體的上線時間未知。雖然說Tendermint先出來，Cosmos卻別別人占據了先機，但是不得不說的是后來者基本都參考了Tendermint的設計，所以Tendermint對BFT在項目中的應用還是起到了很好的帶頭作用的。2018年~2019年，會是BFT上線大量項目的共識，百花齊放。BFT容錯能給分布式網絡帶來了可觀的抗風險能力，還能帶來了較快的區塊確認速度，解決區塊鏈分叉問題，并帶來一定程度的交易的最終確定性，間接的提高了性能。如果說純PoS比起純PoW，僅僅是解決了能源消耗，那么BFT+PoS比起純PoS，那就是除了解決能源消耗外，還解決了PoW的交易確認，交易分叉，性能較低等問題，帶來的飛躍是不可忽視的，特別在安全這塊，我們來看Tendermint：Tendermint中很重要的一部分就是它的共識引擎部分，該共識引擎將BFT和PoS共識結合到了一起，持幣人通過stake獲得驗證區塊機會，簽名完成后，新區塊的驗證通過3輪提交，2輪2/3的投票過程，來達成最終共識。由于投票是在區塊廣播后就開始的，那么當它完成了驗證之后，新區塊即獲得了及時確定性，這和比特幣交易需要6個區塊確認不一樣，Tendermint大大縮短了驗證時間，使得交易能及時生效，提前避免了交易被回滾，雙花等問題的出現。除了交易確認這塊，同時拜占庭容錯最大能容忍系統中小于1/3的驗證權重宕機，能很好的保證系統運行，可以簡單理解為，只要系統中大部分人是誠實的，不管其他驗證人怎么做，系統還能運行，不會出現停止，宕機的情況。基于TendermintCore引擎打造的第一個項目叫Cosmos，Cosmos是一個以提供跨鏈功能為目的的公有鏈項目。Cosmoshub是這個項目最重要的部分，也是作為跨鏈總協調方，如果跨鏈生態繁榮，多鏈接入到Cosmos中心，那么這個中心的安全性可見多么的重要。而提到Cosmos，就不得不提到另外一個跨鏈項目波卡，波卡同樣是基于BFT的PoS項目，由以太坊黃皮書撰寫人GavinWood帶領，云集眾多技術牛人，團隊陣容可謂強大。只不過，在作者寫系列文章時，波卡的GRANDPA共識還在不斷改進當中，具體需要等到對于波卡臨近上線的時候才能具體分析了。目前，已經在運行的Tezos，情況良好，只有一次因為Slash判斷出現問題，導致整個網絡暫停了出塊，原因共識機制有部分關系，但是通過手動注入Nonce后解決了問題。除此之外，Tezos運行了小半年，除了受到了低手續費的垃圾交易攻擊外，共識部分并沒有出現過大的問題。2014年BFT開始引入到區塊鏈分布式網絡，后配合PoS開始開始流行起來，BFT+PoS的混合共識已經受到了很多項目的重視，不僅因為BFT這種算法的安全性已經研究了將近30年時間，而且因為這種算法提高系統的抗風險能力和性能，所以我預計未來一段時間內，這種共識會流行很長一段時間。5.PoS新時代

Web3基礎設施初創公司Mysten Labs推出名為Sui的PoS區塊鏈:金色財經報道，由四位前Meta工程師創立的Web3基礎設施初創公司Mysten Labs宣布推出首個產品，即名為Sui的PoS區塊鏈網絡。

據悉，Mysten Labs今天推出了Sui的公共軟件開發工具包，并向開發人員展示了演示版本。該區塊鏈的測試網預計將在未來幾個月內推出，其主網將于今年晚些時候推出，同時還將推出本地代幣。去年12月，該項目曾獲得a16z等機構參與的3600萬美元融資。（theblockcrypto）[2022/3/23 14:12:03]

PoS的研究腳步還在不斷前進，安全、性能和去中心化一直都是PoS所追求的方向。2018年后開始發起的一些新起的項目，我看到了它們身上或多或少都有前人的影子，基于此，要不優化了性能，要不優化了安全性，要不極致的優化不可能的鐵三角。Algorand和Thunderalla是2018后開始走入我的視野的新項目，這兩個項目我認為可以在一定程度上代表了新的PoS時代。如果把PoS的發展分成4年一個輪回的話，恰巧，這兩個項目都會在2022左右開始成型。Algorand和Thunderalla都站在了巨人的肩膀上。由圖靈獎得主、MIT教授SivioMicali帶領研究的Algorand，專注于新的PoS+BFT共識算法，旨在讓驗證人的選舉更加隨機，不可預測，以更好的保證系統的安全為研究方向；Thunderella，由兩位康奈爾大學計算機教授RafaelPass和ElaineShi發起，旨在解決PoS當中的性能擴展問題，目前理論性能最高可以達到1000~2000Tps。相信2019年會是PoS豐收的一年，眾多2014年~2018年間做的研究將在2019年上線驗證，預示PoS2.0時代的開啟。我覺得我很幸運能經歷PoS兩個時代從PoW+PoW，到純PoS，再到DPoS，最后來到BFT+PoS新的混合共識里面。我相信，這遠遠不是終點，而是新時代的起點。

動態 | 李啟威支持PoW，暗示PoS存在缺陷:萊特幣創始人李啟威近日在采訪中分享了他的挖礦經歷，他表示自己創建了GPU礦機來挖掘比特幣，此GPU產生了大量噪聲并產生了大量熱量。但他沒有從中獲得任何比特幣。同時BTC難度猛增，GPU不再對挖礦有用。此外，對于有些人認為工作量證明（PoW）是不公平的，因為挖礦報酬會不斷減少，李啟威稱，他認為挖礦和工作證明可能是我們可以做到的最公平的做法。[2019/9/26]

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