有网友昨日在 Reddit 以太坊板上询问,未来以太坊网路将从 PoW 过渡到 PoS 机制,但听说出块时间只会减少 1 秒,不懂箇中原因?岂料,此贴文竟钓出 V 神本人亲自回应,并在讨论中详细回答了 PoS 与 PoW 的优劣点分析。
名为 JSavageone 的网友于昨(6)日在美国最大乡民论坛 Reddit 上,询问以太坊板上为什麽将 PoW 过渡到 PoS 机制出块时间只会减少 1 秒时,竟意外钓出野生 V 神为其解惑。
网友发佈的贴文表示,他直觉来想,与工作量证明 PoW 相比,权益证明 PoS 应该能够大大减少以太坊出块时间,因为 PoS 能取代 PoW 计算成本高昂的部分。相较于后者,PoS 面临的瓶颈应只是将新创建的区块传播到达51% 共识门槛所需的网路延迟,加上验证节点去验证新区块并往全网传达所需的时间。
若在工作量证明下将出块时间秒数缩减得太短,可能会导致链上分叉或算力上的浪费;但在 PoS 下,这个问题难道就不会被消除,因此实现更快的出块速度吗?
JSavageone 接续表示,虽然我不知道以太坊上达到 51% 共识的延迟需要多久,但不足以超过几秒钟的时间吧;随后并询问板上,是否能分析权益与工作证明,且为什麽权益证明只比工作量证明快 1 秒?
出乎意料的是,此提问钓出以太坊创办人 Vitalik Buterin(下称 V 神)出面回答。
工作量证明 PoW
V 神首先表示,要想缩短出块时间,有链上安全性和去中心化相关的限制(要避免网路性能好的节点佔据经济优势);而在工作量证明下面临到的最核心问题莫过于出块时间随机,如果平均出块时间是 13 秒,那麽这就代表接下来的第 2 个区块有 1/13 的机会在下 1 秒内出现。
当两个出块的时间极为相近时,具备更好网路连接的矿工在传播节点方面就会更具优势,在这种情形下 13 秒的出块时间内皆是可以容忍的,尤其是在透过叔块奖励下,补偿了出块稍晚的矿工。若是将出块时间改为 3 秒,此情况将成为一个巨大的问题。
权益证明 PoS
对于权益证明 PoS 而言,出块速度每 12 秒一次,所以不存在这个问题;但是,另外一个问题随之产生,权益证明会试图在一个时隙之后为区块提供非常高水平的确认,要求每个时隙有数千个签名(目前约 9,100),才能连接至下一个时隙中,上述过程会产生延迟且需要时间。
对于 PoS,时间更像是对数而不是线性问题,因此就算将时隙时间与执行减半成 4,550 个签名仍是行不通的,因为就算是更短的时隙还是需要几乎一样长的时间;且欲聚合这麽多签名仍需要多轮网路通讯才能消化。
这个过程大概可以在 6 秒内又或稍短的安全时间内完成,但问题是到了那个时候,相当多的签名仍无法按时上链,链上奖励又会再回到高度中心化的参与者手中,目前预测的 12 秒出块时间是相当保守的,但这也提供了我们对于这类风险足够的缓衝时间。
V 神最后表示,他不希望未来在每个时隙的时间会减少太多,儘管看起来越来越有可能的是单时隙终结(将最终确定时间减少至单时隙)。
未来若是需要真正快速完成交易确认的应用程式,就不得不依赖通道或有序列器的 rollup。目前还在积极研究协议内机制,并确保用户在交易送出的几秒内(交易将打包在下一个或最近期的区块中)就可以获得相当有力的保证。