起底 PoS 共識的前世今生，展望 Staking Economy 新時代_INT:GINTO幣

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PoSBFT，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。

原文標題：《解讀：第二章PoS發展史》作者：卡咩

一、PoWPoS

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：

https://bitcointalk.org/index.php?topic=27787.0

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PoWPoS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。

MicroStrategy 46%的比特幣資產于2020年購入:金色財經報道，CoinGecko發布的一份報告顯示，MicroStrategy 46%的比特幣資產是在2020年購入的。研究顯示，該公司在2020年第三季度執行了有史以來最大的季度購買，數額為38,250BTC。2020年第四季度購入了32,220BTC。截至 2023年8月17日，這些收購占其總比特幣持有量的46.12%。

過渡到2021年，MicroStrategy總共執行了16次購買，創下了記錄。盡管第一季度新增20,856 BTC，但2021年所有季度的收購量均低 2020 年，僅占上一年收購總額的77.4%。[2023/9/2 13:13:11]

混合PoWPoS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。

二、純PoS

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。

數字資產交易所BTSE引入對印度盧比的支持:金色財經報道，數字資產交易所BTSE宣布在法定進/出坡道服務套件中引入對印度盧比（INR）的支持。BTSE的創新即時加密貨幣購買平臺ExpressBuy現在使用戶能夠以INR即時購買BTC、ETH、USDT和USDC等主要數字資產。用戶還可以利用ExpressBuy使用主要信用卡即時購買數字資產。

BTSE除了新推出的印度盧比(INR)之外，還支持13種主要法定貨幣，包括美元、歐元、英鎊、日元和港幣。[2023/8/2 16:14:33]

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PoWPoS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PoWPoS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。

Fantom 主網發布新版本，事件 / 區塊處理時間縮短約 30%:3月7日消息，Fantom 基金會宣布發布 Fantom 主網的新版本（go-opera 版本 1.1.2-rc.5），升級內容包括 P2P 和事件 / 區塊處理得到顯著改進，使得事件 / 區塊處理時間縮短約 30%；Genesis file 處理速度最多快 3 倍（存檔 Genesis file 除外）。

另外，新版本對數據庫層做了一些調整，可以集成多種數據存儲類型（LevelDB 和 PebbleDB），還支持用于創世處理和去同步化數據刷新的數據庫批處理。[2023/3/7 12:47:10]

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。

三、委托PoS

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：

韓國樂天集團子公司Lotte Data Communication將推出元宇宙平臺Lotte Metaverse:1月5日消息，韓國樂天集團子公司ICT公司Lotte Data Communication（LDCC）將在美國拉斯維加斯舉辦的CES 2023上推出元宇宙平臺Lotte Metaverse并將在主展廳中央大廳進行展示。

據悉，Lotte Metaverse是一個基于超現實內容的沉浸式和真實的元宇宙平臺，它將現實生活中的人物與世界級圖形引擎“Unreal Engine 5”創造的圖形背景結合，采用三維實時渲染技術、VR實景拍攝技術與“深度互動”專利，允許用戶在元宇宙中與物品或現實生活中的人進行真實互動，為虛擬世界的購物、娛樂和社區體驗提供真實感和沉浸感。

Lotte Metaverse旨在成為一個以用戶為導向、以UGC為基礎的平臺，計劃于今年上半年推出與元宇宙相關聯的NFT，并開放NFT市場和虛擬資產錢包。[2023/1/5 10:23:29]

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。

知情人士：Binance收購FTX的最初交易價格為1美元:金色財經報道，據知情人士透露，除非FTX.US參與交易，否則Binance不會推進收購FTX的擬議交易。此外，根據Blockworks獲取的資料，Binance收購FTX.com的交易價格最初為1美元，但盡管如此，Binance盡調后仍放棄收購FTX.com。

此前消息，聯邦貿易委員會和商品期貨交易委員會今天上午已對FTX展開調查，這意味著幣安不會考慮與FTX的獨立業務達成交易。該交易的法律顧問擔心美國監管機構會阻止將美國實體出售給幣安，因幣安有多項涉及司法部和美國國稅局的公開調查。（Blockworks）[2022/11/10 12:41:39]

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。

四、BFTPoS

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，BFTPoS或者是類BFTPoS的項目應用最早開始于2018年，先是EOS帶著BFTDPoS的上線，然后，Tezos的類BFTPoS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BFTPoS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BFTPoS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，BFTPoS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。

五、PoS新時代

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PoSBFT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PoWPoW，到純PoS，再到DPoS，最后來到BFTPoS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。

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