前言：本文旗幟鮮明地認為對ASIC友好的算法才能讓普通的礦機生產(chǎn)商參與進來，而抗ASIC的加密算法反而為普通礦機廠商設(shè)立了很高的門檻，導(dǎo)致大型廠商更有競爭優(yōu)勢，從而讓挖礦走向中心化，不利于加密貨幣的安全。而門羅方面則認為，通過抗ASIC算法，可以讓最普通的通用硬件也可以參與挖礦，可以增強網(wǎng)絡(luò)和去中心化。門羅還認為即使是采用相對簡單的PoW算法，也不可能讓普通的廠商獲得大的優(yōu)勢，因為大型廠商會通過規(guī)模經(jīng)濟獲勝。關(guān)于這個問題，大家怎么看？本文作者Mark Nesbitt，由“藍狐筆記”社群的“MoQi”翻譯。
Coinbase最近更改了四種不同資產(chǎn)確認要求，包括將比特幣的區(qū)塊確認從6個減至3個。本文主要闡述對PoW安全性的看法，正是這些觀點促使我們作出更改的決定。
PoW的簡介
所有加密貨幣都定義了在貨幣網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有權(quán)狀態(tài)。為了讓加密貨幣可用，必須有一種更新所有權(quán)狀態(tài)的方法。在大多數(shù)現(xiàn)有的加密貨幣中，所有權(quán)狀態(tài)由曾經(jīng)發(fā)生的所有交易的規(guī)范歷史來定義，它們以一種稱為區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中。
為了更新所有權(quán)的狀態(tài)，必須有一種方法可以將最近的交易添加到存儲在區(qū)塊鏈上的交易歷史中。
不同的加密貨幣用不同的方法向其區(qū)塊鏈上添加交易。利用PoW的加密貨幣中，區(qū)塊鏈通過挖礦的過程進行擴展。礦工將新聲明的交易打包進稱為區(qū)塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后將其添加到區(qū)塊鏈上。
礦工試圖通過解決所提議區(qū)塊獨有的PoW謎題來添加區(qū)塊。如果礦工能夠找到該謎題的解，礦工將向網(wǎng)絡(luò)其余部分聲明該區(qū)塊和得出的解。
網(wǎng)絡(luò)的其余部分能識別有效的PoW解，并將提議區(qū)塊視作為添加到區(qū)塊鏈上的最新區(qū)塊。請注意，礦工生產(chǎn)區(qū)塊是無須許可的，這一事實允許礦工可以隨意加入或離開網(wǎng)絡(luò)。
為了在礦工可能產(chǎn)生多個有效交易歷史的情況下，確定一條規(guī)范交易歷史，（也就是存在不同的有效區(qū)塊或甚至存在有效區(qū)塊的鏈情況下），PoW加密貨幣用累積最多工作量的區(qū)塊鏈定義規(guī)范的交易歷史。（藍狐筆記注：也就是中本聰共識中的最長鏈規(guī)則。）
該共識規(guī)則引入工作量證明加密貨幣的基本屬性：任何參與者只要能比網(wǎng)絡(luò)其余部分找到更多工作量證明的解，都可以單方面生產(chǎn)出有效交易歷史，而網(wǎng)絡(luò)其余部分會將其接收為規(guī)范的交易歷史。請注意：這并不意味著此參與者在網(wǎng)絡(luò)上擁有無限的權(quán)力。
本文對PoW加密貨幣的安全性提出了兩個主張。
主張一：成為挖礦硬件的主要效用是特定代幣挖礦操作的安全特性。
如果硬件的主要效用失去價值，硬件所有者便失去其投資價值。
硬件所有者有動機考慮其硬件的主要效應(yīng)的長期成功。其設(shè)備的生命周期越長，他們會在硬件主要效用的長期成功中投資越多。在撰稿時，比特幣的ASIC礦機開始具有更長的有效生命周期，這是因為新式礦機的效率提升正在降低。
這個想法跟專用成本原則（Dedicated Cost Principle）相關(guān)。
代幣外部存在的大量算力池，對該代幣構(gòu)成安全威脅
什么樣的代幣擁有51%攻擊的最大風(fēng)險？是那些存在大量外部哈希算力，而這些算力并沒有積極參與該代幣的挖礦，它們可能會開啟挖礦并破壞該代幣的區(qū)塊鏈。
考慮到硬件所有者對其硬件效用的動機，考慮這一點尤其重要——如果硬件所有者還有除挖礦之外的其他效用，從這些效用中他們可以通過其硬件投資獲利，那么，破壞某個代幣區(qū)塊鏈的負面后果是最小的。（藍狐筆記注：本文作者的意思是，如果某硬件不是專用于某個代幣挖礦，且該硬件的算力有很大部分并沒有參與當(dāng)前的挖礦活動，那么，該硬件的所有者為了獲利，有可能發(fā)動51%攻擊，攻擊之后，硬件還有其他用途，不擔(dān)心廢掉）
將算法轉(zhuǎn)向“圍堵ASIC”簡單地允許全世界巨大的通用算力資源來挖礦，這存在隨意破壞代幣的可能。因此，已經(jīng)實現(xiàn)”抗ASIC“算法的代幣很容易受到51%攻擊。（藍狐筆記：抗ASIC的初衷是為了讓更多人參與進來，防止礦機的壟斷。這里的邏輯矛盾是什么？這里有什么兩難？歡迎探討）
很醒目的例子是，“抗ASIC”的代幣，包括BTG、VTC、XVG都被51%攻擊過。迄今為止，還沒有主導(dǎo)其硬件類別的代幣曾遭受51%的雙花攻擊。（藍狐筆記：本文的意思是，有ASIC專用礦機的代幣反而沒有遭受51%攻擊）
案例研究：對BTG的51%攻擊
2018年5月，BTG反復(fù)遭到51%攻擊，導(dǎo)致數(shù)百萬美元的雙花支出。在這次攻擊之后，BTG開發(fā)者宣布將其PoW算法更改為Equihash-BTG：
“因為Equihash-BTG跟現(xiàn)有的常規(guī)Equihash算力池不同，因此我們將會有效地處于單獨的算力池中。這意味著，BTG將在這個新的PoW算法上主導(dǎo)其哈希率，該算法對BTG來說是“個性化”的，相對于其他代幣它增加了不兼容層，其他代幣將移至《144，5》參數(shù)集，例如BTCZ。（我們已經(jīng)跟很多其他代幣團隊協(xié)作。）”
這是一個非常有趣的聲明。BTG開發(fā)者承認主導(dǎo)哈希率的重要性，但是，他們錯誤地得出結(jié)論說掌控哈希算法是重要的，而不是產(chǎn)生哈希率的硬件。
除非產(chǎn)生哈希率的硬件以挖礦為主導(dǎo)，否則，關(guān)于哈希率方面沒有任何東西是對BTG“個性化”的。擁有可以挖其他代幣的通用硬件的礦工能隨意更改其挖礦算法，從而允許硬件挖BTG代幣而無須額外投資。
對主張一的總結(jié)
PoW代幣能實質(zhì)上降低51%攻擊風(fēng)險的唯一方法是成為挖礦硬件的主要效用。一個能用廣泛可得的通用硬件挖礦的代幣，例如可用CPU和GPU挖礦的代幣，缺乏這種主要的安全特性。
主張二：ASIC友好算法將會提升制造和所有權(quán)的多樣化
沒有算法能永遠抗ASIC，且只是抗ASIC的。
對于任何特定計算問題，專用于解決該問題的硬件總是比通用硬件更高效。除了有將應(yīng)用層邏輯直接寫入電路的優(yōu)勢之外，專用硬件也無須承受通用硬件的其他要求，例如安全隔離、時鐘中斷、上下文切換、以及支持多應(yīng)用所需的其他任務(wù)。因此，沒有一種PoW算法是永遠抗ASIC證明的，且只是抗ASIC的。
從經(jīng)驗上將，抗ASIC的算法多次未能阻止ASIC的發(fā)展。突出的例子包括scrypt（LTC）、equihash（ZEC、BTG）、ethhash（ETH）、以及cryptonite（XMR）。
抗ASIC算法提升了進入挖礦硬件市場的門檻
抗ASIC算法讓構(gòu)建高效的ASIC礦機變得更加困難，這一點上它很有效的。這樣的結(jié)果是，在芯片生產(chǎn)商能制造出有效ASIC之前，它需要花費更大的投入和更多的專業(yè)知識。
因此，抗ASIC只是提高了進入ASIC市場的門檻。結(jié)果是導(dǎo)致挖礦硬件生產(chǎn)領(lǐng)域的更大程度的中心化，而這種情況正是抗ASIC算法試圖避免的。
相反，目標應(yīng)該是選擇一種算法，它能讓ASIC礦機制造很便宜且很容易。這將導(dǎo)致ASIC實際上是一種商品，不會為ASIC制造造成大的專業(yè)知識或IP（知識產(chǎn)權(quán)）門檻。
這將會導(dǎo)致制造廠商的多樣化，這會更容易鼓勵所有者和經(jīng)營者的多樣性，這更可能導(dǎo)致去中心化的挖礦網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)開發(fā)者選擇抗ASIC算法時，他們?yōu)樾酒a(chǎn)商提供了有競爭力的護城河，因為這些芯片生產(chǎn)商最終會研發(fā)出基于該算法的ASIC礦機。（藍狐筆記注：本文的邏輯認為，只有對ASIC友好的算法才能讓普通的礦機生產(chǎn)商參與進來，讓更多人擁有商品，而抗ASIC只會增加門檻，導(dǎo)致強者越強，不利于去中心化的網(wǎng)絡(luò)）
案例研究：門羅幣定期調(diào)整算法
門羅研發(fā)團隊暗含承認這一事實，即在追求通用硬件可挖礦的以前策略中，算法無法只是抗ASIC。他們似乎意識到，試圖通過研發(fā)出殺手锏級別的抗ASIC算法，以永久阻止ASIC研發(fā)的做法，似乎是無效的。
相反，他們確定的策略是對其PoW算法每6個月進行定期調(diào)整，以期通過快速讓其過時的方式來抑制生產(chǎn)專用硬件的動機。
這種策略低估了有才華的硬件設(shè)計師將功能快速整合進芯片設(shè)計的能力。無論整合什么模式，非常熟練的芯片設(shè)計師都可以掌握研發(fā)過程，他們將會不可避免地研發(fā)出滿足這些PoW變化的礦機。
這可能會迫使一小群受到嚴格保護的開發(fā)者嘗試玩一種高風(fēng)險高機密的貓和老鼠的游戲，他們需要隱藏其算法計劃，對于這個團隊中的任何成員來說，都存在巨大的經(jīng)濟誘惑，促使其違反這個小圈子的信任并將其信息透露給芯片制造商。
對于無須許可的世界貨幣來說，該小組決定的關(guān)鍵性和對他們的極端信任都不是一個好的特性，并且可以說它所創(chuàng)造的中心化風(fēng)險要比礦工中心化風(fēng)險更為嚴重。
這種策略的局限性已經(jīng)很清楚，至少有3種不同版本的挖礦算法的ASIC礦機被成功預(yù)測開發(fā)出來并部署到XMR網(wǎng)絡(luò)上。
雄心只有在可實現(xiàn)的范圍內(nèi)才重要
大多數(shù)支持抗ASIC的論點都是雄心勃勃的。總體目標通常是這樣的：“確保網(wǎng)絡(luò)不被少數(shù)人控制?！边@是一個非常棒的目標。這對于確保數(shù)字貨幣兌現(xiàn)其承諾至關(guān)重要。
實際上，當(dāng)由于這些意圖而采取的行動弊大于利時，世界上所有的善意都是完全不相關(guān)的。具有諷刺意味的是，實施抗ASIC的挖礦算法的代幣，最終導(dǎo)致更大程度的礦工集中化和控制。
對主張二的總結(jié)
抗ASIC算法的唯一成就是提高了創(chuàng)建高效ASIC所需的成本和專業(yè)知識。反過來，這意味著任何有重大價值的PoW代幣將最終由ASIC礦機挖礦，這將導(dǎo)致高度中心化的挖礦，因為成功的ASIC制造商將會擁有深厚的競爭優(yōu)勢。
結(jié)論
加密貨幣無法提供一個完全平等的系統(tǒng)，它無法消除所有權(quán)力結(jié)構(gòu)或額外資源帶來的優(yōu)勢。相對于不透明、手動、易出錯以及許可的現(xiàn)存金融系統(tǒng)，加密貨幣確實取得了巨大的進步。
試圖改變世界時，熱心地捍衛(wèi)自己的原則至關(guān)重要。但，同樣重要的是，不要讓虛幻的完美系統(tǒng)成為實現(xiàn)良好系統(tǒng)的敵人。
隨著數(shù)字資產(chǎn)的成熟，參與者必須要問自己，這個行業(yè)是否由業(yè)余愛好者在家中運行舊筆記本電腦來確保安全，或者像人類歷史上幾乎所有其他隨之而來的努力一樣，是否由大規(guī)模的個人利益驅(qū)動的群體投資大量資源來推動。每個規(guī)模較大專業(yè)的產(chǎn)業(yè)都會利用專門的設(shè)備，認為加密貨幣挖礦會不一樣或者應(yīng)該有不同的想法是天真的。
兼聽則明，藍狐筆記希望通過不同的聲音來更接近于事情的真相，下面是門羅對本文提出的不同意見。由于本文提到了門羅之前的PoW策略。門羅對本文作出了如下回應(yīng)：
2019年11月8日，Coinbase發(fā)表了一篇由Mark Nesbitt撰寫的文章，內(nèi)容涉及到其對PoW的看法。文章對PoW有很好的闡述，并對采用ASIC的好處提出一些讓人信服的論點。但它也提出了一些不正確的觀點，并得出一個有爭議的不適當(dāng)結(jié)論。
本文的回應(yīng)糾正錯誤，并主張支持門羅開發(fā)者所采用的抗ASIC路線。更正包括指出這篇文章中描述的門羅阻止使用ASIC的努力是過時和陳舊的，也包括對關(guān)于ASIC好處的技術(shù)和哲學(xué)論點上的反駁。
問題
那篇文章中有關(guān)于門羅的案例研究，它聚焦于6個月的硬分叉周期，每個周期會改變門羅的PoW算法以阻止ASIC效用。它對周期風(fēng)險和負面影響的批評是正確且有見地的。
但是，該周期是歷史的，并非當(dāng)前，因為在去年3月就已更改。隨著門羅軟件v0.15.0.0版本（稱為Carbon Chamaeleon）的發(fā)布，這些問題得到解決。在這個發(fā)布以后，從11月底開始，稱為RandomX的新PoW算法將會被采用。
通過創(chuàng)建隨機程序，RandomX讓日常計算機的CPU在PoW計算中富有競爭力。預(yù)計RandomX可以實現(xiàn)多年內(nèi)的抗ASIC，且無須硬分叉，這與該文案例研究提到的場景相反。
該文的核心是說，鼓勵使用ASIC的PoW算法可以更好地服務(wù)于加密貨幣。它提及了抗ASIC的好處，那就是“確保網(wǎng)絡(luò)不被少數(shù)人控制”，但隨后它認為這樣做是弊大于利。
事實上，防止硬件制造商對網(wǎng)絡(luò)進行惡意控制是關(guān)鍵的。從歷史上看，ASIC制造商所主張的控制對加密貨幣產(chǎn)生不利的影響。例如，它導(dǎo)致了比特幣的內(nèi)斗。由一小部分制造硬件的人控制會損害門羅的去中心化模式，并帶來巨大的風(fēng)險。
保持獨立于硬件制造商的好處高于維持它成本，這是門羅PoW的前提。
除了避免電力整合之外，在商用CPU上運行有諸多其他好處。幾乎人人都有商用硬件，可以讓小礦工有機會參與經(jīng)濟活動，并有理由保持興趣和使用門羅。
CPU的PoW為門羅開啟了新效用，包括可以從休眠和間歇性的日常計算機中賺取收益。它給予那些發(fā)現(xiàn)自己被傳統(tǒng)交易所拋棄的全球各地人士獲取門羅的途徑。而且，它為新產(chǎn)生的門羅增加了隱晦的好處，其中個人挖礦可以直接花費，而無需通過交易所。
該文的觀點認為，簡單的PoW算法將導(dǎo)致商品化ASIC競爭性，以及忽視ASIC設(shè)計和制造的現(xiàn)實，因為它具有內(nèi)在的復(fù)雜性和規(guī)模經(jīng)濟性。即使對僅有一種構(gòu)建方法的假設(shè)性的PoW算法，大型制造商將依然通過規(guī)模經(jīng)濟來掌控小型挑戰(zhàn)者。（藍狐筆記注：上文提及復(fù)雜的抗ASIC的PoW算法帶來礦機制造的門檻，而本文作者則認為，即使PoW算法很簡單，依然會有規(guī)模經(jīng)濟的問題，大型硬件制造商依然會有優(yōu)勢，從而不利于去中心化）
甚至哈希算法SHA-256都不是充分發(fā)展的，在其開發(fā)18年后，研究人員依然在發(fā)布關(guān)于它的新優(yōu)化技術(shù)。ASIC能效在最近幾年成倍增長，ASIC的PoW主導(dǎo)沒有簡單和平等的模型。
上文諷刺地提出：“這個行業(yè)是否將由在家中用舊筆記本電腦運行的業(yè)余愛好者來確保安全?！边@有誤導(dǎo)性。加密貨幣挖礦是執(zhí)行PoW算法以確保交易安全的過程，它遵循冪律法則，一小部分的礦工擁有大多數(shù)算力。
各種PoW算法的選擇都會存在專業(yè)的礦場?？笰SIC確保業(yè)余愛好者依然能夠參與挖礦，這有利于增強網(wǎng)絡(luò)的力量和去中心化。
正如Symas Corp.的創(chuàng)始人和CTO Howard Chu提到RandomX時說的：“目標是使用已經(jīng)無處不在的硬件，這樣參與就不會是問題，正如Bitmain一樣”
如臺式機、筆記本電腦以及智能手機中的通用CPU都是最普遍且易于訪問的計算設(shè)備。Howard一直是最積極參與開發(fā)和推出門羅的新型RandomX PoW算法的人士之一。
此外，門羅是由草根開源開發(fā)和意識形態(tài)驅(qū)動的。它支持去中心化、資金分配、以及隱私和安全革新，在大型的機構(gòu)中很難找到這種開發(fā)模式。分布式和平等的PoW挖礦推動了這種精神。
門羅的活力
加密領(lǐng)域處于早期，門羅也很早期。任何有關(guān)于技術(shù)變革的爭論都必須考慮加密貨幣的進化本質(zhì)，考慮決策不會永遠不變的事實。門羅的開發(fā)者已經(jīng)正式討論過，在公開日志可以看到，其中提到在RandomX之后可能的未來發(fā)展路線。
這些措施包括使用SHA-3（或類似的），這是一種可以在ASIC上輕松運行的PoW 哈希算法。未來幾年使用RandomX的選擇將充分利用這種靈活性。門羅社區(qū)在集成新技術(shù)、觀察以及開發(fā)方面有良好的記錄，可以預(yù)期未來會繼續(xù)這么做，會繼續(xù)充分利用從ASIC和抗ASIC中學(xué)到的知識。
RandomX是在公開的Github庫中透明研發(fā)的，隨后由四個獨立的審計團隊進行審核，證明它作為安全和創(chuàng)新的PoW算法的潛力。我們很快會看到它在維護門羅網(wǎng)絡(luò)安全和去中心化方面的有效性。
總結(jié)
該文很好地概述了PoW，并就使用ASIC方面得出了幾個有用的觀點，這值得思考。但是，它對門羅的表述已經(jīng)過時，并且有些論點和觀點是有缺陷的。
在新技術(shù)和不確定性的環(huán)境下，門羅社區(qū)采取了前瞻性的方式來保護其網(wǎng)絡(luò)免遭硬件制造商的控制。通過使用RandomX，門羅以其獨特的創(chuàng)新和主動性脫穎而出，并將其帶入光明的未來。
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