區塊鏈:深度解析 PoW 和 PoS 項目的「中心化」風險

作者/LongHashJackFilibaandJeffZhang

數據可視化/LongHashXinheYu

來源/LongHash

推動加密貨幣行業蓬勃發展的核心原則之一是數字資產不需要中心化機構。

然而，像工作量證明和權益證明這樣的共識算法是讓用戶自行維護網絡數據的完整性以實現治理的民主化。

圖片來源：Hitecher但是，兩種去中心化治理模式在處理去中心化交易時都遇到各自問題。LongHash查看各種數據，探討了主要參與者或利益相關者對工作量證明和權益證明加密貨幣的影響，以此來分析各個項目的中心化程度。

PoW項目的算力分布

工作量證明是大多數業界領先的加密貨幣所采用的治理模式，包括比特幣和以太坊。這可能會在未來發生改變，因為以太坊開發人員目前正計劃使用權益證明。

不同的加密貨幣利用工作量證明的方式大不相同。理論上，工作量證明能夠使網絡上的決策實現民主化。許多行業支持者都對PoW模式帶來的威脅非常謹慎，例如：礦池已經占據了網絡的大部分算力從而使得他們有可能為自己牟利。過去，LongHash分析顯示區區幾個礦池就可以占據網絡的大部分算力。

發改委等九部門：推動可再生能源與區塊鏈等新興技術深度融合:6月1日消息，國家發改委等九部門印發《“十四五”可再生能源發展規劃》。其中提出，培育可再生能源發展新模式新業態。推動可再生能源智慧化發展。推動可再生能源與人工智能、物聯網、區塊鏈等新興技術深度融合，發展智能化、聯網化、共享化的可再生能源生產和消費新模式。推廣新能源云平臺應用，匯聚能源全產業鏈信息，推動能源領域數字經濟發展。

推動可再生能源與電動汽車融合發展。利用大數據和智能控制等新技術，將波動性可再生能源與電動汽車充放電互動匹配，實現車電互聯。采用現代信息技術與智能管理技術，整合分散的電動汽車充電設施，通過電力市場交易等促進可再生能源與電動汽車互動發展。（國家發改委）[2022/6/1 3:55:18]

我們對比特幣、以太坊和萊特幣這幾個PoW明星項目的算力分布進行了新一輪研究。根據2019年6月13日圖表顯示，比特幣算力分布最廣。

在所有比特幣礦池中，BTC.com是最大的算力貢獻者，占17.9%左右。F2Pool(13%)、AntPool(12.5%)和BTC.TOP(10.9%)緊跟其后。最大的兩個BTC礦池加在一起占整個網絡算力的30.9%。

張江科學城：推動區塊鏈與現代生產制造、商務金融等領域深度融合:7月16日消息，上海市人民政府印發《上海市張江科學城發展“十四五”規劃》，《規劃》指出要大力培育數字經濟，以張江硬核科技為底色，推動區塊鏈等智能交互技術與現代生產制造、商務金融、教育健康和流通出行等深度融合。[2021/7/16 0:57:25]

而另一方面，對于以太坊而言，最大的兩個礦池共占網絡算力的49.09%。Ethermine礦池是比特幣、以太坊、萊特幣三大網絡中最大的礦池，占以太坊總算力27.09%。

萊特幣最大的算力貢獻者是Poolin礦池，占網絡算力的21.2%。與比特幣和以太坊相比，最大的兩個萊特幣礦池占其算力的37.2%。

PoS項目的抵押率占比

對比工作量證明和權益證明加密貨幣的去中心化水平存在許多困難。最根本的困難是兩種治理模式在實現共識方面存在很大的差異。

與工作量證明模式不同，權益證明治理模式基于參與者的數字貨幣所有權。那些被認為擁有大量stake的人也需要承擔更多責任來維護網絡安全。想了解更多信息，請閱讀我們的權益證明指南。

因為PoS區塊鏈并不像PoW區塊鏈那樣強調“挖”數字貨幣，所以考慮礦池的算力并不是一個很好的選擇。相反，我們研究了驗證人在各自網路中擁有的投票數量。

國務院辦公廳：推動區塊鏈等技術與醫療服務深度融合:國務院辦公廳發布關于推動公立醫院高質量發展的意見，其中指出推動區塊鏈等新一代信息技術與醫療服務深度融合，建立健全分級分層分流的重大疫情救治體系。推進電子病歷、智慧服務、智慧管理「三位一體」智慧醫院建設和醫院信息標準化建設。大力發展遠程醫療和互聯網診療。推動手術機器人等智能醫療設備和智能輔助診療系統的研發與應用。建立藥品追溯制度，探索公立醫院處方信息與藥品零售消費信息互聯互通。（中國政府網）[2021/6/7 23:17:29]

在此類別中，我們的選擇非常有限。現如今的加密貨幣市場中，只有少數頂級貨幣采用了PoS模式。此外，像EOS和TRON這樣的流行資產利用了PoS的修訂版——委托權益證明，其功能與PoS截然不同。

我們研究了Cosmos(ATOM)和Tezos(XTZ)，因為這兩種貨幣的運行方式都是基于PoS共識機制算法。此外，按市值排名，目前這兩種貨幣位于前20名。

對于許多PoS加密貨幣而言，最大的投票權持有者是PoS礦池，這也是Cosmos的情況。對于Cosmos而言，stake.fish礦池具有最大的影響力。我們數據生成的時候，stake.fish池占整體網絡投票的7.92%。

李小北：BiKi各維度深度滲透 韓國用戶已實現5倍增長:9月9日-9月15日中韓區塊鏈周線上分享交流會，BiKi韓國CEO李小北受邀參加并圍繞“BiKi全球化—暨韓國生態市場的戰略規劃與升級”發表主題演講。

在交流會上，她表示：“BiKi通過對韓國市場用戶深度分析、細化產品，進行本地化推廣和社群搭建、與韓國眾多本地區塊鏈機構達成深度合作等維度滲透，已經順利打開韓國市場。

在BiKi登錄韓國市場不到半年時間里，韓國分部上線15個項目，韓國用戶數量通過有計劃的運營也有了5倍的新增。

目前BiKi在韓國市場品牌認知度、用戶數等方面均取得了很大進展。未來也會繼續扎根韓國，深耕并服務于市場。”[2020/9/18]

Stake.fish網站解釋道：“權益證明區塊鏈擁有驗證人去創造、提議或投票可以添加到區塊鏈里的區塊。這些驗證人需要強大的硬件才可以運行，這些硬件需全天在線，并具有多種安全功能。”

這類驗證人允許用戶“抵押”資產并獲取經濟回報。實際上，這意味著用戶不用花費特定時間就可以存儲資產。用戶獲得的獎勵通常來自于他們抵押資產所創造的新區塊。

Tezos系統里baker的運作方式與PoS礦池運作方式相似，因為這些baker充當網絡的驗證人。如圖表所示，Tezos投票權的主要貢獻者是Tezos基金會的baker。加在一起，一共占整個網絡投票權的23.33%左右。

聲音 | 國網周自強：形成和電力系統深度融合的區塊鏈架構深遠影響:據中國電力新聞網消息，11月7日下午，由國網信通產業集團和華北電力大學聯合主辦的“區塊鏈技術在電力場景中的應用”技術論壇在京召開。國網浙江省電力有限公司電力科學研究院副院長周自強表示，“電網企業在應用區塊鏈技術時，應該避開區塊鏈的金融應用，聚焦電網主營業務。目前國內外對區塊鏈技術的應用還主要停留在金融方面，尚未進行二次重構，形成和電力系統深度融合的區塊鏈架構，這是未來區塊鏈和能源系統融合的主要發展方向，并且將對能源行業產生深遠影響。”[2019/11/15]

但是，根據Tezos基金會聲明，Tezos基金會不會利用其權力影響網絡：“現在新的提案期已經開始，基金會決定不參與前一部分的投票。”

根據該項目的Twitter文章，Tezos在2018年7月才有了第一個非基金會的baker。隨著時間的推移，網絡權力越來越分散。相對而言，Tezos基金會于今年3月擁有超過31%的網絡投票權。

除Cosmos和Tezos外，其他基于PoS模式的加密貨幣依然處于開發和采用的起步階段。因此，這些資產可能還需要一些時間才能像比特幣、以太坊、萊特幣這些頂級貨幣一樣進行同等規模的測試。

PoW項目的中心化風險

如果一個資產真的去中心化，那么沒有任何中心化機構可以控制其未來發展趨勢。這不僅是原則問題。在工作量證明區塊鏈中，單一的礦池控制絕大部分的算力更容易導致51%攻擊。

這種類型的攻擊是指：某個實體擁有絕大部分的網絡控制權，從而能夠操縱未來網絡上的交易。因此，對于工作量證明貨幣而言，算力均勻的分布是非常重要的。

從資金安全來看，在比特幣及以太坊系統里是非常難發起51%攻擊，所以我們可以說相比于中心化銀行或央行體系，比特幣為代表的PoW是可以通過去中心化模式保證安全。

從決策系統來看，比特幣的系統的缺點就是各方參與者相當割裂，礦工持幣人及核心開發者各自為不同的群體，因為沒有一致的利益，整體決策及推動升級是相當緩慢的，而主要代碼都由bitcoincore提供及推動升級，這樣的決策系統是相對中心化的。

從制衡結果來看，有些PoW擁護者絕對通過恰巧因為參與群體利益不一致，可以產生一個制衡結果，如果在最初設計有一個好的治理系統，比如Decred的改革，Nervos提出的治理體系，從這個方向來看PoW支持者有權說自己是更去中心化的。

另外PoW還有一個很大的缺點，因為中國具備制造業優勢，也就是中國能掌握大部分的礦機，這對PoW項目的國際化及去中心化非常不利。

雖然一些創新者已經意識到PoW中心化的風險，但是有些人認為權益證明代幣特別脆弱。據某位非常熟悉該話題的專家稱，保持權力分散對PoS代幣尤為重要。

Messari產品負責人王啟奧說：“PoW網絡中，用戶與驗證人之間權力嚴重分離，早在2017年我們就已意識到這一點。那時，比特幣用戶呼吁礦工激活SegWit，取消SegWit2x，即使很多人認為礦工擁有更多的網絡控制權。”

他繼續補充道：“PoS網絡中，持有者和抵押者往往是同一人。所以，權力分離較少。”

PoS項目的中心化風險

ProofofStake從最初就有一幣一stake的概念，幣是股權，也是投票權，也就是這樣的設計是更加支持治理的。

從資金安全來看，PoS一樣要面對51%攻擊的威脅，我們在過往文章提到，要攻擊PoS區塊鏈也是需要付出相當高的成本，也就是說在資金安全上PoS通過經濟學的去中心化保障也是相對可靠的。

從決策系統來看，PoS本身就更好支持治理，每一個系統都有屬于他們的治理流程與投票系統，而大家爭論的問題主要在于PoS礦池是不是過度代表普通人的投票權，有些區塊鏈中如Cosmos前幾個節點就占據了多數投票權重，而且礦工與治理決策人是同一個，那這樣的系統會不會有問題。

事實上目前多數的PoS區塊鏈都是屬于代議，代議更符合現有社會的參與體置，一般人是沒有時間與精力參與，而節點作為精英代表一般人參與，Tezos及Cosmos都是如此，Tezos有他標榜可進化且流程化的治理流程，Cosmos則賦予普通人擁有最后投票權。

PoS區塊鏈遇到的最大問題會在于初始代幣如何分發，及后續如何解決富者越富的問題，目前可以看到很多創新的代幣分發目的就是為了避免中心化，也有不同區塊鏈提出降低大節點收益的方案，最終PoS項目會不會被大節點控制有待觀察。

結語

中心化問題是每一個區塊鏈都要面對的，上面文章分析了PoW礦池的算力分布，與PoS礦池抵押率的占比，就是想給大家一個更清晰的呈現。

中心化是所有項目都沒有辦法避免的問題，在現實生活如此，在區塊鏈亦是如此。

LongHash客觀地去分析PoW與PoS的優缺點，研究兩者在各自發展過程中「中心化」和「去中心化」的博弈過程，分析其中的原因和利弊，幫助投資者清晰看清項目的本質，從而實現理性決策。

注：本文作者為JackFiliba，譯為中文后，由JeffZhang作出大量貢獻

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