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寶獲利pos機(jī)
挖礦和質(zhì)押機(jī)制之間的盈利能力沒有太大差異，PoS 讓「富人更富」的論點(diǎn)存在根本性缺陷。
撰文：Just a Doggie，SecurEth 編輯編譯：Perry Wang
對(duì)權(quán)益證明（PoS）公式機(jī)制常見的批評(píng)是「讓富人更富」，可以簡(jiǎn)單翻譯成：「有錢人從規(guī)模經(jīng)濟(jì)中獲益更多，窮人則反之」 。
通過觀察任何規(guī)模經(jīng)營(yíng)的行業(yè)，我們可以很容易地看到這樣的情況：隨著時(shí)間推移，那些可以更高效、更大規(guī)模地運(yùn)營(yíng)的公司能夠利用其影響力和規(guī)模，逐漸逼近對(duì)行業(yè)的壟斷。我們甚至可以在民族國(guó)家層面看到這一點(diǎn)：規(guī)模更大、資源更豐富的國(guó)家會(huì)吸引更高的政治影響力，達(dá)成更大規(guī)模的貿(mào)易協(xié)議，并直接推動(dòng)國(guó)際事務(wù)傾向于其自身利益，而以犧牲窮國(guó)為代價(jià)。
在加密貨幣共識(shí)算法的背景下，很容易看出這種情況究竟會(huì)怎樣。 資產(chǎn)更為豐厚的參與者能夠?qū)⒏嗟馁Y本投入到其運(yùn)營(yíng)中，增加他們?cè)趨^(qū)塊鏈安全系統(tǒng)中的整體份額，并為自己帶來更多的回報(bào)。循環(huán)往復(fù)，他們能夠?qū)⑦@些收益再投資到更大規(guī)模的業(yè)務(wù)中，無限期地獲得更多的回報(bào)潛力。
但是這些是連續(xù)的零和游戲，因?yàn)樘峁┑莫?jiǎng)勵(lì)是固定的，但在可公開訪問和無限制參與的加密貨幣安全機(jī)制中，參與者數(shù)量可能是無限的，并且時(shí)間線永無止境。如果某個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手能夠有效地利用其運(yùn)營(yíng)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，就會(huì)以犧牲其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手為代價(jià)獲得市場(chǎng)份額，隨著時(shí)間推移，他們可以充分利用這種規(guī)模差異，來建立不可逾越的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。很容易看出富人如何在這些系統(tǒng)中變得越來越富有，以及為什么這是很危險(xiǎn)的事情。
不過，關(guān)于 PoS 的這種討論已經(jīng)夠多了，我想在這里談?wù)劰ぷ髁孔C明（PoW）和 PoS 系統(tǒng)兩種規(guī)模經(jīng)濟(jì)之間的差異。
PoS 經(jīng)濟(jì)安全性PoS 背后的理念是個(gè)人抵押自己的資產(chǎn)，通常是以用于安全機(jī)制的原生加密貨幣，并將該抵押品由加密貨幣協(xié)議本身予以托管。作為回報(bào)，他們獲得了生產(chǎn)新區(qū)塊并參與這些區(qū)塊在加密貨幣歷史中最終排序共識(shí)的責(zé)任。他們因這些活動(dòng)而獲得獎(jiǎng)勵(lì)，通過生產(chǎn)區(qū)塊獲得區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)（獎(jiǎng)勵(lì)通常是原生代幣）實(shí)現(xiàn)，以此來激勵(lì)其參與。
在無需許可的共識(shí)系統(tǒng)中，為了最終確定這些獎(jiǎng)勵(lì)，參與共識(shí)是不可或缺的，否則其他參與者同樣容易為自己「竊取」這些收益。就歷史達(dá)成共識(shí)的目標(biāo)是「最終確定」這些獎(jiǎng)勵(lì)（以及交易費(fèi)用和其他收益，例如礦工可提取價(jià)值 /MEV），確保它們不被其他人拿走。
在像以太坊這樣的 PoS 算法設(shè)計(jì)中，「最終確定性」（Finality）的概念特別值得注意。尤其值得注意的是，完全有可能就歷史的一部分達(dá)成「最終確定」，或者參與者在不違反協(xié)議規(guī)則（并承受后果）的情況下無法對(duì)其進(jìn)行更改。這是 PoS 機(jī)制獨(dú)有的特色，因?yàn)?PoW 沒有這個(gè)屬性，至少?zèng)]有明文規(guī)定。這個(gè)屬性很有價(jià)值，特別是對(duì)于全球交易結(jié)算網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)檫@可以確定一個(gè)明確的時(shí)間線，其中的交易可以被視為「最終確定」——在不違反共識(shí)規(guī)則的情況下是無法更改的。
我們應(yīng)該注意到這個(gè)屬性存在可行性限制。 例如，如果攻擊者能夠拿走協(xié)議中的絕大多數(shù)抵押品（> 66.6％），并愿意將其燒毀以用于某些協(xié)議外目標(biāo)（例如造成破壞或逆轉(zhuǎn)高價(jià)值交易）。由于以太坊的 PoS 協(xié)議中投入了數(shù)百億美元的價(jià)值，這種行為的成本非常高，因此單筆交易價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)不值得攻擊者投入如此龐大的資源來違反規(guī)則集，但這種可能性仍然是存在的。
PoS 和其他共識(shí)系統(tǒng)（如 PoW）之間仍有相似之處，從根本上說，它們的結(jié)構(gòu)通常是相同的：參與者需投入?yún)⑴c區(qū)塊提案和共識(shí)所需的資源，并因此獲得獎(jiǎng)勵(lì)。不過，不同的共識(shí)協(xié)議甚至特定加密貨幣的具體實(shí)施，在每個(gè)細(xì)節(jié)上都各不相同：履行這些職責(zé)所獲得的獎(jiǎng)勵(lì)的相對(duì)份額、參與者可以獲得的協(xié)議外收益的可用數(shù)量、投入資源的機(jī)會(huì)成本，以及參與此類工作的其他外部因素。
入場(chǎng)門檻和規(guī)模經(jīng)濟(jì)限制我想在這篇文章中更深入地研究這些具體實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，以及具體選擇如何驅(qū)動(dòng)這個(gè)協(xié)議中的緊急行為。這些細(xì)微的差異會(huì)導(dǎo)致截然不同的結(jié)果，重要的是，我們對(duì)此進(jìn)行學(xué)術(shù)分析，以便可以識(shí)別其結(jié)構(gòu)中的潛在問題，從而構(gòu)建更優(yōu)秀的系統(tǒng)。
例如，比特幣區(qū)塊鏈目前每 10 分鐘為每個(gè)區(qū)塊提供 6.25 BTC 的獎(jiǎng)勵(lì)（每天約 900 BTC），而從發(fā)送交易的用戶手中收取的交易費(fèi)用平均約是上述金額的 6%。該區(qū)塊鏈年化收入約為 200 億美元。
為了從比特幣區(qū)塊鏈的這筆收入中分一杯羹，您需要從少數(shù)硬件制造商手中購(gòu)買專用的 ASIC 礦機(jī)，這些制造商提供的比特幣礦機(jī)具備從比特幣挖礦中獲利所需的效率水平，這樣您挖礦就不至于陷入虧本。對(duì)于大型買家來說，這種礦機(jī)的真實(shí)成本很難估算，因?yàn)檫@些礦機(jī)制造商企業(yè)的銷售數(shù)據(jù)很難獲取，而且他們傾向于對(duì)大型買家提供更多優(yōu)惠。不過，比特幣挖礦迄今為止最大的成本不是購(gòu)買這些礦機(jī)所需的資金，而是在大型礦池配置中 24/7 運(yùn)行這些機(jī)器連續(xù)挖礦所需的電費(fèi)。
雖然理論上任何人都可以進(jìn)行比特幣挖礦，但我們可以開始看到，由于其網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，存在極高的入場(chǎng)壁壘，例如購(gòu)買 ASIC 礦機(jī)和存儲(chǔ)和運(yùn)行礦機(jī)的空間、合理的電費(fèi)成本，以及大規(guī)模購(gòu)買這些資產(chǎn)的成本和資本支出，這樣才能與其他存在類似規(guī)模化經(jīng)濟(jì)的公司展開競(jìng)爭(zhēng)。不是每個(gè)人都能獲得這些機(jī)會(huì)，需要相當(dāng)程度的資金，而運(yùn)營(yíng)大型企業(yè)的政治成本和不同地區(qū)之間的電力成本差異甚至都還沒考慮進(jìn)去。
另一方面，這類規(guī)模經(jīng)濟(jì)也存在限制。例如，您不太可能到特定地區(qū)買下「所有」可用的電力來運(yùn)行礦機(jī)，這會(huì)引起政府的注意，政府希望確保其他公民也能公平地獲得電力。您也無法找到無限大的建筑物來容納礦機(jī)，或者建造一個(gè)足夠強(qiáng)大的冷卻系統(tǒng)來提供礦機(jī)制冷。
而終極限定因素是，這些礦機(jī)制造商每年生產(chǎn)的礦機(jī)只有這么多，您不可能全部買斷（至少在不把價(jià)格推高到超過挖礦利潤(rùn)打平點(diǎn)的情況下不可能）。競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手可以對(duì)每一個(gè)潛在優(yōu)勢(shì)中進(jìn)行優(yōu)化，都其優(yōu)化潛力都存在上限。
不過，在存在這些固有的局限性的基礎(chǔ)上，比特幣挖礦業(yè)務(wù)的規(guī)模每年都在不斷增長(zhǎng)，隨著時(shí)間推移，隨著更多礦機(jī)被創(chuàng)造出來、礦工可以獲得更多的協(xié)商用電、礦機(jī)效率的提高，以及參與者通過創(chuàng)新減少其運(yùn)營(yíng)成本，比特幣挖礦經(jīng)濟(jì)的規(guī)模天花板不斷上升。
PoW 與 PoS 機(jī)制兩相相比， 可以看出這些參數(shù)以及限制、入場(chǎng)障礙存在很大差異。例如，以太坊 2.0 的 PoS 設(shè)計(jì)規(guī)定了區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)（目前每年大約 40 萬 ETH）隨著參與驗(yàn)證者數(shù)量的增加而減少。目前在以太坊主網(wǎng)（當(dāng)前還是 PoW 共識(shí)機(jī)制），用戶支付給礦工的交易費(fèi)用每天大約有 4000 ETH，在當(dāng)前 PoW 網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到 PoS 的合并（Merge）發(fā)生后，交易費(fèi)用理論上應(yīng)該相同或更大。最后一點(diǎn)，以太坊網(wǎng)絡(luò)在過去一年中有超過 50 億美元的可探測(cè) MEV 已經(jīng)被提取，隨著我們找到更復(fù)雜的測(cè)量方法，這一數(shù)字每天都在增長(zhǎng)。以太坊驗(yàn)證者的年化總收入約為 64 億美元。
以太坊 2.0 獎(jiǎng)勵(lì)曲線
要成為以太坊 2.0 中的驗(yàn)證者，您必須擁有 32 ETH （按當(dāng)前價(jià)格計(jì)算約 10 萬美元）才能獲得一個(gè)驗(yàn)證者插槽，之后您有十分之一的機(jī)會(huì)被隨機(jī)選擇參與協(xié)議。不過由于協(xié)議的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，驗(yàn)證者實(shí)際上相當(dāng)于在本地加入礦池，驗(yàn)證者獲得區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)的可變性因此大大降低，因?yàn)槊總€(gè)人的收入大致相同。這不會(huì)影響驗(yàn)證者在被選中發(fā)布區(qū)塊時(shí)獲得的交易費(fèi)用或潛在 MEV，這些仍然會(huì)特別獎(jiǎng)勵(lì)給區(qū)塊提議者，這意味著驗(yàn)證者保持在線和響應(yīng)非常重要，這樣就不會(huì)錯(cuò)過賺取這些費(fèi)用的機(jī)會(huì)。事實(shí)上，交易費(fèi)用收入和 MEV 在以太坊協(xié)議收入中所占的比例越來越大，因此保障時(shí)刻在線至關(guān)重要。
PoS 機(jī)制中停機(jī)時(shí)間相關(guān)的具體成本更高，不僅限于錯(cuò)失獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)會(huì)的潛在損失。例如，存在一個(gè)泄漏率（leakage rate），您的質(zhì)押資產(chǎn)會(huì)因無響應(yīng)而被部分扣除。如果足夠多的驗(yàn)證者池沒有響應(yīng)，懲罰會(huì)呈指數(shù)增長(zhǎng)，以避免導(dǎo)致正常運(yùn)行時(shí)間損失的共識(shí)僵局。這推動(dòng)了驗(yàn)證者地理方位和軟件設(shè)置的多元化，從而確保了盡可能高的正常運(yùn)行時(shí)間。由于挖礦硬件在不同位置托管的成本幾乎沒有差異，因此區(qū)塊生產(chǎn)變得更加容易。最后一點(diǎn)，具備軟件和硬件冗余的更復(fù)雜的驗(yàn)證者設(shè)置（能處理更多的驗(yàn)證者插槽）會(huì)增加工程成本，導(dǎo)致整體盈利能力隨之降低。
計(jì)算入場(chǎng)門檻在無需許可的加密貨幣安全系統(tǒng)中，理論上任何人都能夠滿足必要的入場(chǎng)和盈利門檻，以確保您可以參與協(xié)議的連續(xù)零和游戲。不過在實(shí)踐中切實(shí)存在一些限制，無論是隱性的還是顯性的，這些限制會(huì)阻止資源較少的個(gè)人入場(chǎng)參與。
在 PoS 機(jī)制中計(jì)算入場(chǎng)門檻很容易。對(duì)于未來的 PoS 以太坊而言，這個(gè)門檻是獲得 32 ETH （按當(dāng)前價(jià)格計(jì)算約為 10 萬美元）、（最低）硬件規(guī)格（購(gòu)買約需 1-2000 美元，租賃費(fèi)用約為 200 美元 / 月）和可靠的互聯(lián)網(wǎng)連接（約 100 美元 / 月）。
以 18 個(gè)月的質(zhì)押期為例，這些成本相當(dāng)于大約 10.5 萬美元，其中大部分是資金成本。
帶入我們上面的數(shù)字，這 18 個(gè)月期間的收入約為 45,000 美元（假設(shè)沒有大幅罰沒，或因不活躍而出現(xiàn)泄漏罰款，并且還忽略運(yùn)行這一設(shè)置的人力資源成本），以 ETH 計(jì)算的年化總回報(bào)率約為 28% （以美元計(jì)算的話，明顯變量要更多）。一旦我們將這些成本考慮在內(nèi)，上述年化盈利可能會(huì)下降很多，而以太坊合并的發(fā)生將降低參與的風(fēng)險(xiǎn)。更合理地估算相關(guān)數(shù)值的話，假設(shè)在這些未來?xiàng)l件下，年化回報(bào)率可能更接近 5%。
對(duì)于 PoW 機(jī)制，計(jì)算這一數(shù)字要困難得多。首先，可用的驗(yàn)證者插槽數(shù)量沒有協(xié)議內(nèi)限制，資本成本差異很大（ASIC 礦機(jī)、電力、房地產(chǎn)、礦機(jī)維護(hù)等）。生態(tài)系統(tǒng)也更加不透明，無法得出類似的盈利能力比較，但我們將盡最大努力從哈希率圖表和 ASIC 礦機(jī)的公開成本中得出結(jié)論。 ASIC 礦機(jī)在開始出現(xiàn)故障或被新機(jī)型取代之前有大約 18 個(gè)月的盈利窗口，所以希望證明我們?cè)?PoS 計(jì)算中選擇上述盈利窗口是有道理的。PoW 挖礦業(yè)也是一個(gè)更加成熟和規(guī)模更大的行業(yè)，年化回報(bào)（以 BTC 計(jì)算）可能比我們這里計(jì)算的數(shù)值要少得多。
首先，讓我們做一些更直接的比較。ETH 的最大數(shù)量也就決定了可以質(zhì)押的插槽總數(shù)的上限。如果 ETH 的總供應(yīng)量限制為 1.2 億（理論上沒有上限，但實(shí)際上會(huì)這么多），可以填充大約 375 萬個(gè)驗(yàn)證者插槽（每個(gè)插槽需要 32 個(gè) ETH）。比特幣的算力目前為 1.15 EH/s，而 螞蟻 S9 礦機(jī)的算力約為 13 TH/s，成本約為 500 美元。要擁有比特幣網(wǎng)絡(luò)哈希率的 1/375 萬，您需要擁有 2375 臺(tái)螞蟻 S9 礦機(jī)，硬件成本約為 119 萬美元。更高效的螞蟻 S17 Pro 礦機(jī)成本約為 2000 美元，算力約為 53 TH/s，因此您只需要擁有約 583 臺(tái)螞蟻 S17 Pro 礦機(jī)，只需花費(fèi)約 117 萬美元的礦機(jī)成本，即可擁有與一個(gè)以太坊 2.0 驗(yàn)證者插槽相同百分比的網(wǎng)絡(luò)份額。
不過進(jìn)行更細(xì)致比較的話，以太坊網(wǎng)絡(luò)的市值僅為比特幣網(wǎng)絡(luò)的 42% 左右，因此擁有與以太坊 2.0 驗(yàn)證者插槽同等網(wǎng)絡(luò)份額的比特幣網(wǎng)絡(luò)等效支出僅為 49.5 萬美元（10.75 BTC），即 248 臺(tái)螞蟻 S17 Pro 礦機(jī)。
一臺(tái)螞蟻 S17 Pro 礦機(jī)可用大約 4 年（電費(fèi)成本保持在 0.11 美元 /kWh ），因此用該礦機(jī)挖比特幣需要大約 1.56 萬美元（0.35 BTC）的電費(fèi)，因此可以推斷：在 4 年內(nèi)使用螞蟻 S17 Pro 礦機(jī)開采 248 BTC ，成本為 387 萬美元（相當(dāng)于 84 BTC）。將其標(biāo)準(zhǔn)化為上面使用的 18 個(gè)月期限，相當(dāng)于以 145 萬美元（31.5 BTC）的電費(fèi)挖了了 93 BTC，年化回報(bào)率為 47%（以 BTC 計(jì)算）！ 由于中國(guó)對(duì)加密貨幣挖礦產(chǎn)業(yè)的打擊，以及比特幣哈希率的其他結(jié)構(gòu)性變化，這一數(shù)字最近要高得多，但我們可以假設(shè)實(shí)踐中至少可以保障達(dá)到這個(gè)數(shù)字的一半。
做一個(gè)更對(duì)等的比較，假設(shè)我們只有 18 個(gè)月內(nèi)在挖礦設(shè)備和電力成本上花費(fèi) 10.5 萬美元的能力，那么在實(shí)踐中具體會(huì)有怎樣的收益呢？我們可以購(gòu)買大約 6 臺(tái)螞蟻 S17 Pro 礦機(jī)（1.2 萬美元，或相當(dāng)于約 0.26 BTC），在 18 個(gè)月內(nèi)使用 3.96 萬美元的電費(fèi)（相當(dāng)于 0.86 BTC）挖出大約 2.25 BTC，年化回報(bào)率約為 33%（以 BTC 計(jì)算）。
這與我們算出的以太坊驗(yàn)證者插槽的回報(bào)非常相似！但是我們可以開始看到規(guī)模經(jīng)濟(jì)是如何在這里發(fā)揮作用的，資源豐富的參與者（前面提到的可以買 248 臺(tái)螞蟻 S17 Pro 礦機(jī)的礦工）可以獲得比資源較少的參與者（買 6 臺(tái)螞蟻 S17 Pro 礦機(jī)的礦工）高 42% 的回報(bào)?？梢钥闯?，PoW 規(guī)模經(jīng)濟(jì)中才是富人更富！
總結(jié)我們可以看到，如果我們?cè)谶\(yùn)營(yíng)和資本支出方面進(jìn)行一對(duì)一的具體比較，挖礦和質(zhì)押機(jī)制之間的盈利能力確實(shí)沒有太大差異。
暫且擱置「去中心化」的討論，我們可以看到，所謂 PoS 能讓「富人更富」的論點(diǎn)存在根本性缺陷。
上述論調(diào)是指任何資本密集型投資都可以讓能夠投入更多資本的參與者，獲得比資金較少的參與者更好的回報(bào)。希望本文的論證能讓您相信，這個(gè)論點(diǎn)只是智力上的偷懶，經(jīng)不起最簡(jiǎn)單的推敲。
此外，我希望您能更多了解通過盈利能力比較加密貨幣的經(jīng)濟(jì)安全性，以及規(guī)模經(jīng)濟(jì)如何影響無需許可安全系統(tǒng)的入場(chǎng)門檻。
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