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權益證明與驗證者

與其燒電來換取添加區塊的權利,不如鎖上一筆你可能會賠掉的錢。本文講的,就是質押如何把誠實變成最划算的選擇。

押上身家,而非汗流浹背

想像一個法庭需要一個誠實的陪審團,卻沒辦法核查任何人的底細。這裡有個聰明的辦法:要求每位陪審員在落座之前先交一大筆現金押金。公正裁決,你就能拿回押金,外加一點辛苦費;被抓到作弊,押金就沒收。這下,誠實不再是一種道德上的指望——它成了桌面上最便宜的選項。這一個想法,就是權益證明的全部。

共識機制,無非就是一個沒有領袖的網路用來就下一個區塊達成一致的規則手冊。上一篇介紹過其中一種規則手冊——工作量證明,在那裡你靠在一場猜數字競賽中燒電來換取記帳的權利。權益證明把那份物理代價換成了金融代價。你證明的不是自己耗了多少電,而是自己有一筆錢押在上面。這筆押金叫做你的權益,把它押下去這個動作就叫質押

由誰來記帳:驗證者

一個鎖定了權益、並幫忙維護這條鏈運轉的人,就是驗證者。驗證者幹兩件事。每隔一陣子,會有一位被選中去提議一個區塊——把待處理的交易收集起來,拼出帳本的下一頁。其餘所有人則對它進行見證:各自核對這個被提議的區塊是否有效,然後廣播一張簽了名的投票,表示「這個看起來沒問題」。先提議,再見證。當足夠大比例的質押驗證者都為某個區塊作了見證,它就成為鏈的一部分。

提議者是怎麼選出來的?按權益的比例。網路會跑一場加權的彩票,你被選中的機率正好與押金的大小相稱:押的錢多一倍,被選中提議的次數大約也多一倍。這呼應了工作量證明——在那裡,你的機率與你佔的算力份額掛鉤;在這裡,則與你佔的押注金額份額掛鉤。無論哪種方式,影響力都是你必須花錢買的東西,所以沒法靠開出成千上萬個空殼身分就把它偽造出來。

  Stake-weighted selection (one slot)

  Alice  staked 320  ##########
  Bob    staked 160  #####
  Carol  staked  80  ###
  Dave   staked  40  #

  pick proposer  ->  Alice  (biggest stake, best odds)
  Alice proposes a block
  Bob, Carol, Dave attest:  valid?  yes -> sign vote
  enough votes  ->  block is added
被選中提議的機率隨著權益的大小而增長。其餘每個人都對這個區塊是否有效投票。

作弊要賠上押金:罰沒

是什麼攔著一個驗證者,不去批准一個造假的區塊,或試圖同時押注兩條相互衝突的鏈?答案是一種直接寫進規則裡的懲罰:罰沒(slashing)。如果一個驗證者簽下了可被證明違反規則的投票——比方說,為同一個時段的兩個不同區塊都作了見證——網路就會銷毀他質押押金中的一大塊,並把他驅逐出去。誰也不用去告他或把他揪出來;這份損失是自動發生的,從他早已鎖定的錢裡扣。

把這兩套系統並排放在一起,那種對稱很漂亮。在工作量證明下,攻擊者的代價是外部的——他們燒掉的電和機器,是花在外部世界裡的錢。在權益證明下,代價是內部的——是協定可以拿走的那筆押金。兩者之中,攻擊這條鏈都意味著點燃自己的錢。區別在於,質押的錢可以被直接懲罰,而燒掉的電力則永遠只能算是被白白浪費。

鎖住過去的投票:終局性

正因為驗證者投下的是明確、簽了名的票,權益證明能提供一樣工作量證明只能近似做到的東西:終局性。在一個靠點票的系統裡,一旦質押押金中的絕對多數都為某個區塊作了見證,網路就能宣布它終局——徹底定案。要推翻它,就得有數量龐大的驗證者去推翻自己先前的票,從而全都被罰沒,一下子銷毀巨額的金錢。所以撤銷一個已終局的區塊,不只是不太可能,而是可被證明地後果慘重。

回報:同樣的安全,能耗卻只是零頭

重頭戲般的區別就在這裡。工作量證明必須讓數以百萬計的機器晝夜不停地猜數字,所以它的安全是靠源源不斷的電力買來的——多到相當於一個國家的用電量。權益證明根本不跑那場競賽。一個驗證者大多時候不過是一台普通電腦,核對區塊、簽署投票,耗電極少。從前者切換到後者,可以把一個網路的能耗削減九成九以上,同時守住那個核心承諾:攻擊這條鏈的代價,必須高於它有可能賺到的一切。

所以這個思維模型很短。鎖一筆錢來加入。按你權益的比例被選中去提議或見證。守規則,就穩穩賺一份手續費;可被證明地破壞規則,就眼看著自己的押金被罰沒。誠實有回報,不誠實是自毀,而要把這一切執行起來,不需要任何中央權威。如今兩台偉大的共識引擎都已盡收眼底,接下來的幾篇會轉向這些鏈實際被拿來建造的是什麼。