空间与时间:BitTorrent创始人如何解决比特币浪费的问题

空间与时间:BitTorrent创始人如何解决比特币浪费的问题

暴走时评:工作量证明机制为比特币的网络提供了基本的安全性,但是这一验证机制却带来了巨大的资源浪费问题。BitTorrent创始人Bram Cohen在分布式系统领域声名远扬,他提出以计算机存储所有权验证作为工作量证明的替代方案,旨在结合空间证明与时间证明机制避免浪费问题。

翻译:Clover

虽然工作量证明(proof of work)为比特币网络提供了基本的安全性,但毫无疑问,使用其作为验证机制需要大量的电力。

一旦拥有笔记本电脑的外行也可以挖掘区块,现在的挖矿过程所涉及的充满专门处理器的仓库,或多或少无用于除了比特币挖矿以外的任何目的。

即使忽略浪费的问题,电力密集型挖矿也不可避免地导致了该行业的地理分布趋于集中。由于矿工在电力更便宜的地方获得的回报最大,冰岛、中国西部地区及华盛顿州等地区已成为主要的中心地区。

为寻找一个能够激励与这些特性相反的系统(通用设备、非浪费的工作及低功耗),开发者Bram Cohen提出了计算机存储所有权验证作为工作量证明的替代方案。

尽管他提出的“空间证明(proof of space)”在加密货币领域是一个相对较新的概念,但Cohen(以编写BitTorrent协议而知名)在分布式系统领域已然声名远扬,因此,这一社区已经对该建议产生了兴趣。

在访谈中,Cohen详细阐述了这一概念,他认为这个建议是今天强化比特币的理念的自然迭代。

Cohen告诉CoinDesk:

“有很多事情不同于比特币中的工作量证明机制,但在“我们能够如何改变?”这个问题中,答案的关键在于电力。”


空间vs电力

在当前系统下,计算大量的hash会引发竞相争夺去寻找最便宜的电力资源,并尽可能地有效利用。

据Cohen称,若要替代当前系统,就需要以具有更少的电力需求的证明机制为基础。

Cohen说道:

“这一概念需要使用的唯一其他资源就是存储。所以,结果就证实了空间证明在理论上的可能性,利用空间证明你便能够分配存储容量去来做这些事情。”

在空间证明系统下,矿工将一定量未使用的磁盘空间分配给网络,成功挖掘区块的概率与分配的空间量除以网络总容量成比例。

说句公道话,这个想法最初并不是Cohen提出的。事实上,另一研究团队发布的白皮书中就说明了基于空间证明的名为SpaceMint的加密货币即可在实践中行得通。

简单来说,矿工将其自身与存储在他们已经分配用于挖矿的空间中的数据查找表的值(其位置由随机询问决定)相结合,通过此种方式将新交易添加到区块中。然后使用足够大的抽样范围来证明存储量的总规模。

使用存储量作为证明机制的一个显著的优势就是能够使挖矿过程民主化。

Cohen解释说:

“存储量不同于电力或处理过程,因为它很容易就会拥有大量闲置的额外容量。某个人出于完全不相关的原因购买了一个硬盘驱动器,然后碰巧有空余的存储空间并愿意获得极低的回报,而且利用这些存储空间去挖矿也不会花费他们额外的资源。”

这就意味着将网络作为一个整体是可行的,尽管给予矿工的奖励远远低于其硬盘空间的市场价格。而空间证明的意外收获在于,没有任何激励机制促使参与者试图通过预先花费大量资金购买存储空间来获得挖矿份额。


时间因素

此外,增加时间元素能够避免当空间证明是挖矿的唯一要求(就SpaceMint建议而言)时出现潜在漏洞。

Cohen补充说:

“如果你只拥有空间证明,那么就存在一个问题:你要让挖矿不产生任何额外的花费。”

“这就产生了一个固有问题,有些人拥有大量资源,自创建以来就可以不断重新挖矿——回到起点,创造一个全新的链条,然后将所有的奖励都给自己。”

为了防止这种情况发生,Cohen的想法是使用时间证明结合空间证明,特别是从每个挖矿时期之间将流逝一段时间的专用时间服务器派生的证明。

尽管这一理念无法彻底消除自创建以来就存在的重新挖掘区块的能力,但这也意味着攻击者没有办法到达当前区块链。而他认为这一规定均被其他空间证明的建议所遗漏。

目前,Cohen对他是否会把自己的建议付诸实践守口如瓶。但他表示,原则上,只有替代加密货币能够带来一些新的优势,才会启动。

他说道:

“在大多数情况下,应该不需要[发布新版数字货币],但我有想过隐藏挖矿,而使它本质上不同于别的正是它的工作原理。”

但目前为止,Cohen不会再透露更多信息。虽然很想将他的态度解读为默认他们正对这一理念进行筹划中,但或许最终只有时间,以及空间,能够证明一切。

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