担保权益证明:通过验证者存款保障区块链网络安全

担保权益证明(BPoS) 是权益证明共识的一种变体,其中验证者需要“绑定”(锁定)最低数量的本地代币作为保证金,然后才能提议和验证区块。

绑定代币在绑定期内不能自由转让,并且在验证者想要提取时,必须经过强制性的“解绑期”(通常为 7-28 天)。

如果验证者违反协议规则,其担保权益将被部分或全部销毁(“罚没”)。

这种机制确保验证者在游戏中投入了大量的经济利益,使得攻击成本高昂,而诚实的行为有利可图。

担保权益证明的起源与历史

日期创建
2012Peercoin 首次引入了权益证明(PoS)概念(无需绑定/惩罚)
2014Jae Kwon 提议使用 Tendermint 和担保验证器, 大幅削减 ——首个现代BPoS设计
2017Vitalik Buterin 和 Virgil Griffith 发布了 Casper FFG——一款受以太坊 BPoS 启发的最终性小工具
2019Cosmos Hub携手Tendermint BPoS正式上线——超过180家商户。 验证者.
2020Polkadot 与 Nominated 合作推出 股权证明 (NPoS)——一种具有提名者-验证者匹配的 BPoS 变体
2022以太坊过渡到权益证明(PoS)(合并)。注意:32 ETH 的绑定要求是在 2020 年信标链上引入的,并非合并时引入的。
2023-2024BPoS成为主流共识机制;担保权益总额超过250亿美元。

>“质押机制让参与者真正承担风险。如果行为不当,就会损失真金白银。这正是去中心化共识值得信赖的原因。”——Jae Kwon,Tendermint 的创始人。

运作模式

网络最低保证金解绑期砍伐条件
Ethereum32 个以太坊(约 100 万美元以上)动态(取决于流失率限制)。双重签署,长期不活动
宇宙中心变量(前 180 个验证器)。为期21天双重签名,长时间停机
波尔卡圆点变量(NPoS选举)经治理调整(通常为 28 天)。含糊其辞,不予回应
索拉纳没有最低要求(但实际上大约需要 1 个 SOL)约2-3天(历元)基于权益权重的惩罚(治理改进)。
卡尔达诺无最低金额限制(承诺金额越高,奖励越多)2 个纪元(约 10 天)不进行大幅削减(改为减少奖励)

违反典型惩罚描述
双重签名债券的1%至100%。在同一高度签署两个相互冲突的方块
环绕投票债券的1%至100%。以太坊特有:与先前证明相矛盾的投票
长时间停机债券的0.01%至1%。预计验证期间长时间离线
检查协议相关故意排除有效交易

简单来说

  1. 验证者必须提供资金作为抵押品。就像公寓的押金一样
  2. 如果他们行为诚实,就能获得奖励。——他们保有股份的回报
  3. 如果他们作弊或离线,他们就会损失金钱。——削减开支会减少他们的部分押金。
  4. 解除绑定期可防止袭击后逃逸。你不能下注、违规操作后立即撤回资金。
  5. 普通用户可以委派任务让专业的验证者使用您的代币,共享收益(和风险)

重要提示: 在BPoS系统中,如果您委托给验证者,而该验证者行为不当,您的代币可能会被罚没。因此,在委托之前务必调查验证者的可靠性。

实际例子

示例 1:以太坊验证者惩罚

  • 场景: 以太坊验证器意外地同时运行了两个验证器客户端实例。
  • 实施: 这两种情况都对同一个槽位产生了相互矛盾的证明——协议将其检测为“双重投票”并触发惩罚。
  • 结果: 验证者最初会损失约 1 个 ETH,如果其他验证者同时被罚没,还会受到额外惩罚(相关惩罚最高可达 32 个 ETH 保证金的 100%)。

示例 2:Cosmos Hub 委托

  • 场景: ATOM 持有者希望在不运行验证器基础设施的情况下获得质押奖励。
  • 实施: 将 1,000 ATOM 委托给信誉良好的验证者,收取 10% 的佣金;委托有 21 天的解冻期。
  • 结果: ATOM 的年化收益率约为 15-20%(扣除 10% 的验证者佣金);如果验证者因双重签名而被罚没,委托人将损失其担保 ATOM 的 5%。

示例 3:Polkadot 指定权益证明

  • 场景: DOT 持有者希望参与共识,但又不想选择单个验证者。
  • 实施: Polkadot 的 NPoS 系统允许提名人选择最多 16 个受信任的验证者;算法会将权益最优地分配给他们,以实现最大程度的去中心化。
  • 结果: 提名者可以从被选入活跃集的验证者那里获得奖励,并且每个周期(24 小时)都会自动重新平衡。

优势

企业优势描述
经济安全验证者面临真实资金风险,因此攻击会造成毁灭性的经济损失。
砍伐威慑失去担保代币的威胁能够有效阻止不当行为。
节能无需挖矿——通过经济激励达成共识。
包容委托机制允许任何代币持有者参与并获得奖励。
可量化安全攻击网络的成本等于风险担保权益的价值。

缺点与风险

风险描述
资金锁定绑定代币在绑定期和解绑期均不具备流动性。
削减风险委托人面临着验证者失误(不仅仅是恶意行为)带来的巨大风险。
集中压力最低保证金要求可能会将规模较小的验证机构排除在外。
解除合约延误21-28天的解约期阻碍了对市场事件的快速反应。
复杂理解绑定、委托、削减和解除绑定会增加用户的复杂性。

常見問題解答

绑定POS机和普通POS机有什么区别?

常规的PoS机制允许验证者通过持有代币参与验证。

绑定 PoS 特别要求代币被锁定(绑定)并受到惩罚条件的限制——这提供了更强的安全保障,但流动性灵活性较低。

我的所有质押代币都会因为罚没而损失吗?

在极端情况下(例如涉及多个验证节点的协同攻击),会受到处罚。对于典型的单验证节点攻击事件,处罚通常为保证金的 1% 至 5%。

选择可靠的验证者和分散委托可以降低这种风险。

为什么会存在分离期?

解绑期可以防止验证者行为不端并立即撤回质押的攻击。

延迟确保网络有时间在验证者退出之前检测并惩罚违规行为。

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