基于去中心化PoW与PoS的优缺点分析

推动加密货币行业蓬勃发展的核心原则之一是数字资产不需要中心化机构。

然而，像工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）这样的共识算法是让用户自行维护网络数据的完整性以实现治理的民主化。

但是，两种去中心化治理模式在处理去中心化交易时都遇到各自问题。LongHash 查看各种数据，探讨了主要参与者或利益相关者对工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）加密货币的影响，以此来分析各个项目的中心化程度。

PoW 项目的算力分布

工作量证明（PoW）是大多数业界领先的加密货币所采用的治理模式，包括比特币和以太坊。这可能会在未来发生改变，因为以太坊开发人员目前正计划使用权益证明（PoS）。

不同的加密货币利用工作量证明（PoW）的方式大不相同。理论上，工作量证明（PoW）能够使网络上的决策实现民主化。许多行业支持者都对 PoW 模式带来的威胁非常谨慎，例如：矿池已经占据了网络的大部分算力从而使得他们有可能为自己牟利。过去，LongHash 分析显示区区几个矿池就可以占据网络的大部分算力。

我们对比特币（BTC）、以太坊（ETH）和莱特币（LTC）这几个PoW明星项目的算力分布进行了新一轮研究。根据 2019 年 6 月 13 日图表显示，比特币（BTC）算力分布最广。

在所有比特币矿池中，BTC.com 是最大的算力贡献者，占 17.9% 左右。F2Pool （13%）、AntPool （12.5%） 和 BTC.TOP （10.9%） 紧跟其后。最大的两个 BTC 矿池加在一起占整个网络算力的 30.9%。

而另一方面，对于以太坊而言，最大的两个矿池共占网络算力的 49.09%。Ethermine 矿池是比特币、以太坊、莱特币三大网络中最大的矿池，占以太坊总算力27.09%。

莱特币最大的算力贡献者是 Poolin 矿池，占网络算力的 21.2%。与比特币和以太坊相比，最大的两个莱特币矿池占其算力的 37.2%。

PoS 项目的抵押率占比

对比工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）加密货币的去中心化水平存在许多困难。最根本的困难是两种治理模式在实现共识方面存在很大的差异。

与工作量证明（PoW）模式不同，权益证明（PoS）治理模式基于参与者的数字货币所有权。那些被认为拥有大量stake 的人也需要承担更多责任来维护网络安全。想了解更多信息，请阅读我们的权益证明（PoS）指南。

因为 PoS 区块链并不像 PoW 区块链那样强调“挖”数字货币，所以考虑矿池的算力并不是一个很好的选择。相反，我们研究了验证人（validators）在各自网路中拥有的投票数量。

在此类别中，我们的选择非常有限。现如今的加密货币市场中，只有少数顶级货币采用了 PoS 模式。此外，像 EOS 和 TRON 这样的流行资产利用了 PoS 的修订版——委托权益证明（DPoS），其功能与 PoS 截然不同。

我们研究了 Cosmos （ATOM） 和 Tezos （XTZ），因为这两种货币的运行方式都是基于 PoS 共识机制算法。此外，按市值排名，目前这两种货币位于前 20 名。

对于许多 PoS 加密货币而言，最大的投票权持有者是 PoS 矿池，这也是 Cosmos 的情况。对于 Cosmos 而言，stake.fish 矿池具有最大的影响力。我们数据生成的时候，stake.fish 池占整体网络投票的 7.92%。

Stake.fish 网站解释道：“权益证明（PoS）区块链拥有验证人去创造、提议或投票可以添加到区块链里的区块。这些验证人需要强大的硬件才可以运行，这些硬件需全天在线，并具有多种安全功能。”

这类验证人允许用户“抵押”资产并获取经济回报。实际上，这意味着用户不用花费特定时间就可以存储资产。用户获得的奖励通常来自于他们抵押资产所创造的新区块。

Tezos 系统里 baker（即生产区块的人）的运作方式与 PoS 矿池运作方式相似，因为这些 baker 充当网络的验证人。如图表所示，Tezos 投票权的主要贡献者是 Tezos 基金会的 baker。加在一起，一共占整个网络投票权的 23.33% 左右。

但是，根据 Tezos 基金会声明，Tezos 基金会不会利用其权力影响网络：“现在新的提案期已经开始，基金会决定不参与前一部分的投票。”

根据该项目的 Twitter 文章，Tezos 在 2018 年 7 月才有了第一个非基金会的 baker。随着时间的推移，网络权力越来越分散。相对而言，Tezos 基金会于今年 3 月拥有超过 31% 的网络投票权。

除 Cosmos 和 Tezos 外，其他基于 PoS 模式的加密货币依然处于开发和采用的起步阶段。因此，这些资产可能还需要一些时间才能像比特币（BTC）、以太坊（ETH）、莱特币（LTC）这些顶级货币一样进行同等规模的测试。

PoW 项目的中心化风险

如果一个资产真的去中心化，那么没有任何中心化机构可以控制其未来发展趋势。这不仅是原则问题。在工作量证明（PoW）区块链中，单一的矿池控制绝大部分的算力更容易导致 51% 攻击。

这种类型的攻击是指：某个实体拥有绝大部分的网络控制权，从而能够操纵未来网络上的交易。因此，对于工作量证明（PoW）货币而言，算力均匀的分布是非常重要的。

从资金安全来看，在比特币及以太坊系统里是非常难发起 51% 攻击，所以我们可以说相比于中心化银行或央行体系，比特币为代表的 PoW 是可以通过去中心化模式保证安全（忽略没有足够矿工支持的小币种）。

从决策系统来看，比特币的系统的缺点就是各方参与者相当割裂，矿工持币人及核心开发者各自为不同的群体，因为没有一致的利益（币），整体决策及推动升级是相当缓慢的，而主要代码都由 bitcoin core 提供及推动升级，这样的决策系统是相对中心化的。

从制衡结果来看，有些 PoW 拥护者绝对通过恰巧因为参与群体利益不一致，可以产生一个制衡结果，如果在最初设计有一个好的治理系统，比如 Decred 的改革，Nervos 提出的治理体系，从这个方向来看 PoW 支持者有权说自己是更去中心化的。

另外 PoW 还有一个很大的缺点，因为中国具备制造业优势，也就是中国能掌握大部分的矿机，这对 PoW 项目的国际化及去中心化非常不利。

虽然一些创新者已经意识到 PoW 中心化的风险，但是有些人认为权益证明（PoS）代币特别脆弱。据某位非常熟悉该话题的专家称，保持权力分散对 PoS 代币尤为重要。

Messari 产品负责人王启奥说：“PoW 网络中，用户（持有者）与验证人（矿工）之间权力严重分离，早在 2017 年我们就已意识到这一点。那时，比特币用户呼吁矿工激活 SegWit，取消 SegWit2x，即使很多人认为矿工拥有更多的网络控制权。”

他继续补充道：“PoS 网络中，持有者和抵押者往往是同一人。所以，权力分离较少。”

PoS 项目的中心化风险

Proof of Stake 从最初就有一币一 stake 的概念，币是股权，也是投票权，也就是这样的设计是更加支持治理的。

从资金安全来看，PoS 一样要面对 51% 攻击的威胁，我们在过往文章提到，要攻击 PoS 区块链也是需要付出相当高的成本，也就是说在资金安全上 PoS 通过经济学的去中心化保障也是相对可靠的。

从决策系统来看，PoS 本身就更好支持治理，每一个系统都有属于他们的治理流程与投票系统，而大家争论的问题主要在于 PoS 矿池是不是过度代表普通人的投票权，有些区块链中如 Cosmos 前几个节点就占据了多数投票权重，而且矿工与治理决策人是同一个，那这样的系统会不会有问题。

事实上目前多数的 PoS 区块链都是属于代议政治，代议政治更符合现有社会的政治参与体置，一般人是没有时间与精力参与政治，而节点作为精英代表一般人参与，Tezos 及 Cosmos 都是如此，Tezos 有他标榜可进化且流程化的治理流程，Cosmos 则赋予普通人拥有最后投票权（也就是不满意节点投票，可以更改决议，更改决议可以覆盖节点投票结果）。

PoS 区块链遇到的最大问题会在于初始代币如何分发，及后续如何解决富者越富的问题，目前可以看到很多创新的代币分发目的就是为了避免中心化，也有不同区块链提出降低大节点收益的方案，最终 PoS 项目会不会被大节点控制有待观察。

结语

中心化问题是每一个区块链都要面对的，上面文章分析了 PoW 矿池的算力分布，与 PoS 矿池抵押率的占比，就是想给大家一个更清晰的呈现。

中心化是所有项目都没有办法避免的问题，在现实生活如此，在区块链亦是如此。

LongHash 客观地去分析 PoW 与 PoS 的优缺点，研究两者在各自发展过程中「中心化」和「去中心化」的博弈过程，分析其中的原因和利弊，帮助投资者清晰看清项目的本质，从而实现理性决策。