Hpool CEO 杨佳学聊 PoC 较 PoW 的优劣势及容量证明挖矿的行业现状与前景。

原文标题:《分布式圆桌第四期:畅谈 PoC 的过去以及未来发展》
受访者:杨佳学,Hpool CEO

PoC 是 Proof of Capacity 的缩写,称之为容量证明机制,用硬盘容量替代了 PoW 机制的算力来达成共识。

其实早在 2014 年,PoC 就存在了,只是一直不温不火,随着 BHD、IPFS、CVNT 等 PoC 项目的发展加上社区的大力宣传,越来越多的人开始关注 PoC。分布式圆桌第四期邀请了 Hpool 的杨佳学 Alex,畅聊 PoC 机制的过去与未来!

Sue:可以比较一下 PoC/PoW/PoS 在集群挖矿上都具备什么优劣势吗?

Alex: 早期的 PoW 共识算法属于计算力时代比特币 / 莱特币 / 以太坊都是属于此类,计算挖矿的基本原理都是以哈希碰撞为基本原理。它的特征就是对大量便宜的电力的高度依赖,达到一定规模后易被 ASIC 化(专业矿机设备挖矿)及集中化。

现在的 PoC 共识算法属于存储力时代。它的区别在于哈希碰撞一次性完成之后,就可以把结果存储到容量里面,然后每次爆块网络会验证结果,存力越大爆块概率也越高,实现了容量即算力,矿工只需要把容量本身作为算力大小去证明就可以了。现在的 PoC+PoST 项目(BHD/MASS/Filecoin 等)都是这个基本原理:存满之后用算法来证明存储率,然后用容量来爆块获得收益。

那么,我们普通的硬盘怎么能变成存储挖矿的设备呢?首先你得按照特定的算法,将空的硬盘填充满符合特定币种挖矿所要求的数据(例如 BHD 和 MASS 的特定 PoC 算法所要求的随机数数据,亦或是 Filecoin 的 PoST 算法所要求的可验证的存储数据)之后,才算是各个公链的共识算法可识别的有效容量,然后就可以用这种有效容量来做证明参与出块过程,(基于有效容量大小具有一定几率)获得爆块奖励。在挖矿的硬件配置环节只需要购买一部分的计算设备,待一次性将数据填充 & 密封进存储设备完成之后,计算设备就可以再去服务新的一批存储设备,计算设备是可以根据时间长短循环使用,因为时间越长计算设备可循环使用的次数也越多,计算的边际成本也越低 ——所以也可以找专业的服务商租用计算设备,矿工本身只采购存储部分的硬件。

再来讲一讲 PoS 机制,PoS 最初并非独立出现而是和 PoW 混合共识,第一个使用的是一个叫做点点币(PPC)的币种,PoS 可以帮助 PoW 解决 51% 攻击问题。51% 攻击问题指的是掌握 51% 全网算力可以分叉、回滚区块、也可以发起双花攻击伪造交易从而获利,掌握 51% 的算力的矿工可能是一个人或是多个人,他并不一定是比特币的持有者,所以除了挖矿去维护网络获得收益的方式以外还可以利用算力做攻击获得收益。PoS+PoW 的混合机制攻击网络的时候就相当于你得是一个币的 51% 算力的持有者加上 51% 币的持有者才能攻击网络,但是当你持有了这个币的 51% 再去发动攻击无异于攻击自己的资产,混合机制等于从算法加上人性商业利益的双重防御机制来加强了算法的安全性。

PoS 有约束人性的作用,可以很好的和 PoW 混合共识之后升级 PoW 算法的安全性。当 PoS 独立出来的时候,虽然很难完成像 BTC 这种公链所需要的特性,但是的确能用类似 DPoS 的方法减少基础节点数量增加高性能节点搭建联盟链形成高性能网络,EOS 就是典型的案例。

比特币老矿工谈「容量证明」 PoC 挖矿发展历史与前景

关于计算挖矿和存储挖矿的优劣,首先得说下挖矿的特质,挖矿就是矿工在维护一条公链账本数据的安全、账本数据的存储、公链转账记账、也是在公平商业化竞争发行公链币的发行工作。那为什么要让矿工来做这些呢?因为不管是 PoW 还是 PoC 算法解决的都不是去中心化这个问题,而是去中心权力化,中心化权力不一定是问题,但是人性的不确定性加上中心化权力会有不确定性,而金融资产却应摈弃不确定性。一个好的公链共识算法是否安全,有以下三个关键点来判断:

  1. 维护节点的所有矿工能否相互找到一起串通来攻击或者控制网络获利;
  2. 权力机构是否能找到所有节点使其网络被控制;
  3. 黑客是否能找到大部分的网络节点用技术化手段去攻击或控制网络。

早期的 PoW 网络由于大部分矿工使用的通用计算设备 CPU、GPU 等,也不去过度依赖便宜电,基本能达到以上三个点的安全性。但是随着 PoW 挖矿对便宜电力越来越依赖,导致了设备和场地的集中,经济规模虽然越来越大,但是物理节点越来越集中,节点之间能够联系串通,节点外部的权力和技术压迫 (行政机构和黑客)也能够快速地找到他们去控制网络,PoW 中心化的劣势已经越来越明显了。同时在网络维护成本上同样安全级别的网络 PoW 的成本更高,这就是为什么新生的公链使用 PoW 算法的越来越少。PoC 回到了 PoW 原始的状态,对电力依赖极低、设备为通用设备,甚至比早期 PoW 的生态更加好,提升了网络的安全等级,降低了网络的安全成本。在应用性上面 Filecoin 的可存储文件算法或许会为行业带来新一轮的应用生态。

比特币老矿工谈「容量证明」 PoC 挖矿发展历史与前景

Sue:能介绍一下 PoC 挖矿详细的步骤吗?矿池在其中扮演着什么样的角色?

Alex:矿池就是一个任务分发工具。假设你占了全网 50% 的算力,出块的概率基本就是无限趋近于 50%。但是如果你的的算力只占了全网的十万分之一。为了证明这万分之一算力的有效性并验证你的收益的时候,你有可能要过好几年才能爆一个块。如果你的幸运值比较高,有可能你一年就爆块了。但如果你幸运值特别低,有可能你要超过十年才能爆块。鉴于大多数人的算力是达不到太高的全网算力占比,这个时候就要整合算力,将各种大大小小的算力合并为一股,按计算力贡献比例均分收益,这样每个爆块都能看到自己的收益情况。

具体方法是矿池把大家的算力做整合,将算力合成一股来提高爆块的几率,再把这些任务分配给大家。这就好像矿池承包了一座金山,单个人挖到多少不要紧,矿池总挖出的块,按照大家的工作量分配给大家,协作式挖矿,单个矿工只要证明你的真实工作量即可(即使你挖到的是其中的百分之一),无论是谁爆的块所有矿工都会按照工作量占比得到奖励。矿池在 PoW 和 PoC 的定位比较一致,是任务分发平台,使矿工收益变得平滑更利于统计,在存储生态中还提供了抵押模型的合作挖矿服务。

比特币老矿工谈「容量证明」 PoC 挖矿发展历史与前景

Sue:集群挖矿相对于个人挖矿有什么好处?准入门槛是什么?

Alex:对个人矿工最友好的就是加入矿池,反而特别大的算力是不需要进矿池的。矿池主要就是把散的矿工收益变成一个集体协作的过程。矿工们集中在多家矿池也不太会影响网络安全性,因为矿池并没有物理控制到这些设备。比如说矿池如果要做恶,这些矿机可以选择去别的矿池,或者分裂成更多的小矿池甚至是自己 Solo。

集群挖矿在 PoW 中可以减低各种边际成本,同时足够大量的设备才能去拿下足够便宜的电力资源,且设备垄断在几个头部矿机厂商手里;在 PoC 项目不管是集群还是个人挖矿,大的小的矿业规模的边际成本都很接近,也相对比较公平。其实 PoC 挖矿没有什么准入门槛。甚至是自己的手机空间都可以都可以拿去挖矿;像家里的闲置电脑也可以轻松参与存储挖矿。

虽然都属于存储挖矿,但最近的 Filecoin 的门槛和 PoC 不太一样,它的机制和算法是目前最为复杂的,门槛会相对高出不少,因为它主要针对的是存储应用,而不是去考虑共识成本等问题。但是设备依然优于 PoW,是通用的存储计算设备。

Sue:能否分析一下 PoC 矿池都有哪些头部企业?(HDPool/Uupool/AWpool)它们各有什么特点以及优势?

Alex:在我印象中,这些 PoC 矿池可能大部分来自于传统互联网公司,因此在用户体验 / 产品设计方面做得非常不错。我们 Hpool 是本身是一群比较早期的行业参与者。我们更看重的是安全跟实际收益结合的算法。尤其是安全一定要放在第一位,然后其次才是这个收益。安全都做不到,产品再好也没有用。

因为矿池这个东西看上去是个互联网产品,但是实际上它更像是区块链行业的金融资产服务平台。金融资产的核心一定是安全和收益为先,比如说你现在去投一个金融资产,如果它的产品做得一般,但是它的安全做得最好,然后它的这个收益也不错,用户还是很青睐的。当然,同等安全收益情况下,用户会选择用户体验更好的。但是你不可能面面俱道,所以只能侧重某一个方面,比如一个新项目新算法工具开发,新的经济模型的产品研究等底层研发。有些项目没有现成的工具,我们 Hpool 会从底层去从零开始花成本和时间去钻研。我们在底层工具方面研发应该会更专注一些。Hpool 品牌也是一个比较大的背书,因为我们坚持存储算法赛道做的时间比较久。

Sue:目前的 PoC 挖矿的项目中,你看好哪个项目?

Alex:目前我们研究还比较深的几个 PoC 项目分别是:BHD/CHIA/MASS。BHD 的定位就是 PoC 中的比特币。它是第一个是在公链上面用抵押模型的项目,在经济模型上面是比较创新的。其次,它也是目前整个深度和历史最久的项目。这样来看,BHD 在 PoC 的定位有点像 BTC 在于 PoW 中的定位。因为当时比特币在 PoW 中的地位得益于它的时间沉淀和创世性质。比特币之所以难以超越,就是因为这些历史不可逆的因素。

Chia 的定位和 BHD 很像,它的创始人是 BitTorrent 协议的创始人。他是一个非常钻研学术的人,这既是它的的优点也是缺点。优点在于学术上的创新可能会创造新的东西出来,缺点就是就是目前产品还没有落地,不过我们也在持续的关注这个项目。

MASS 有点像 PoC 中的以太坊,但它更像是这种底层公链的基础设施。我们看到的以太坊其实是偏应用型的发展;但实际上整个行业的底层共识创新非常少。就像我们之前讨论过的,底层共识的创新屈指可数,也就是 PoW/PoS/PoC,连 Defi 都不算是底层共识。MASS 有点像区块链的底层电信系统。

这种底层的创新其实是非常重要的,但也非常难。我们整个行业走了十年,各种项目非常多,但是真正像 PoW 这类大规模应用的底层共识目前也寥寥无几。

这几个项目各有各的发展方向,很难说是具体看好哪一个项目。作为矿池,我们 Hpool 对每一个创新型项目都会持续的关注和上矿池服务。我们非常看好存储赛道,可能未来五到十年是基于存储底层发展的势头。我们发现新增的项目里,以存储为基础算法的越来越多,越来越好,体量也越来越大。

Sue:最近 Arweave 比较火,矿池有在这个项目上进行布局吗?

Alex:最近 Arweave 社区很火,我们也一直关注这一个项目,提前做了研究和开发。Hpool 会在九月内正式上线 Arweave,目前正在内测中。Hpool 首页的生态池已经能看到 AR 一栏,为此还开发了一种全新的合作模式。因为它是 PoA 和 PoW 的双重证明的机制,把 PoA 部分的证明让 Hpool 矿池来承担存储,然后矿工只需要提供 PoW 的那部分证明。这就相当于是矿池除了做任务分发以外,还能和矿工联合做混合证明新的合作挖矿模式。

我最近刚参加过关于 Arweave 的一个会议,我们也仔细地把 Arweave 和 Filecoin 进行了对比。Arweave 把 web3.0 的目标又缩回了基于区块链分布式自治的存储,将问题简化,不去过多的预测各参与方的行为,而是利用结果考核和充分的商业博弈经济奖励来实现系统的运作,这一点更类似比特币网络。不去判断矿工具体是谁,用了什么电,用了显卡还是 ASIC,而是只要结果验证数据正确性就能获得奖励,唯一要设置的反而是宏观的参数边界。如果把国家体系用来对比的话,Arweave 类似宏观调控。对比之下,Filecoin 类似需要把国内产业的各行各业条条框框都给定得很细,但是又不能让程序很好的去 100% 执行这些复杂的规定。举一个最典型的例子,Arweave 要求全网一万个节点都要存储一样的数据(叫做永续存储)。但是它又不是强制要求一万个矿工存储同一个数据。它的奖励规则是全网存储数据,同样数据存储份数越少的那一份数据,它的奖励越高。意思就是是鼓励矿工去找到那种存储数量最少的数据。所以针对数据备份数量太少这一问题,Arweave 直接用激励的方式把问题解决了。

其次,Arweave 实现的功能偏向也和 Filecoin 不一样。Arweave 还解决了一个成本问题,就同样 1K 的数据,它比以太坊公链要便宜非常多。比如说在以太坊以及比特币的这些公链上,我们所支付的 gas 费用是网络通讯和存储的成本,Arweave 足够成熟之后,未来新的一些项目可能不再需要在公链上建帐本,而是把账本直接放在 Arweave 上,就可以直接降低数据存储的成本。

那么哪些数据适合存储在上面?人类公共信息数据很适合放在上面,比如图书、基础科学知识、维基百科信息、地图信息、生物基因库等等。但是对于私人信息,很难去判定信息的价值。比如说,我存了一份乱码,而它是我很重要的一个私钥的部分字段,这时候除了存储者以外,其他人是无法判断它的价值的。但是公共信息(人类的数学 / 历史 / 人文 / 地图信息) 是可以传上去的,因此 Arweave 也被大家称之为亚历山大图书馆。

比特币老矿工谈「容量证明」 PoC 挖矿发展历史与前景

Sue:如何看待 Filecoin?它成功的话,会对行业带来进步嘛?

Alex:我还记得很清楚,我们曾经经历过 BTS 这个历史记忆。当时我们很多老币圈的用户,因为 BTS 而错过了以太坊。因为当年 BTS 既有它的感性跟理想的地方,又有现实的工程可行性。而在当时来看以太坊太过于理想化,整个框架太大难以实现。

但是当时大家都惯性思维的忽略了一个事情,无论是 BTS 还是以太坊,它们都不一定会走创始人或者社区所构思的那条路,未来所成就它们的是因为提供了新的技术创新和现实的复杂性产生的随机化学反应的其他作用。

比如说以太坊真最初的设计是世界计算机,但是到目前为止都还未能达成世界计算机这个目标,但是并不影响以太坊因为实现了基于区块链的智能合约而先改变了区块链金融产品,的确是对行业产生了变革性的影响。

对于 Filecoin 也是一样。我们现在看到 Filecoin 有各种问题,几乎很难短期实现 web 3.0 这个愿景,但是这个项目的确会让区块链存储成为现实,即使初期性能可能很差、算法上问题很多。但是可以想象比如先改变智能合约里面的资产非账本资产,而是各种文件类型的 NFT 资产,光这一点例子都可以带来巨大的化学反应。

至于 Filecoin 对于 PoC 的影响,我们在一直把 Filecoin 看成存储算法范畴的项目。这个大框架分了两个类别,一种是 PoC 专门做公链的底层组件的;另一种是可存储的项目,像 Arweave 和 Filecoin 都是我们的支持对象,我们是一个泛存储算法的矿池,Filecoin 对于存储算法生态只会起到正面积极的影响作用,会大面积普及存储算法带来更多的需求和用户。

比特币老矿工谈「容量证明」 PoC 挖矿发展历史与前景

Sue:目前 PoC 挖矿处于什么时代?未来的前景如何?

Alex:我们觉得存储算法类的这种底层项目应该是一个井喷的状态。从 14 年开始,学术界就有几篇论文在讲这个如何从数学上证明存储的有效成立。PoC 类型和存储类型它们的基本逻辑都是来自于这几种基本设计。

在目前算法的改良以及功能性改良方面也是一个井喷的状态,甚至现在都不是最高峰。未来经过充足的商业筛选后会沉淀出来一些最好最安全的算法。现在越来越多的优秀的团队在不停去试错算法,不停去找到更好的应用场景,未来五到十年存储算法一定会越来越繁荣。

Sue:请问 Hpool 是在什么契机下成立的吗?能介绍一下背景吗?

Alex:Hpool 的诞生源于我们对技术创新所具有的一贯强烈兴趣。2015 年以前,我们就在思考为什么底层共识协议一直没能快速迭代进化得更好。随着 PoW 的问题越来越明显,就愈发的需要更好的技术解决方法。

就在这个时候发现了 PoC 算法,发现了第一个 PoC 币种叫做 BURST (爆裂币),于是就开始深入的去了解它,研究算法优势和劣势,找到缺陷和研究解决方法,同时也在关注有没有其他更好的共识算法。只是到目前为止,在计算机中可以用于算法证明的硬件里暂时没有找到比存储更合适的。

比特币老矿工谈「容量证明」 PoC 挖矿发展历史与前景

到 2017 年,我们就成立了 Hpool 矿池,获得了万向区块链和分布式资本的投资。由于初期的存储生态太小,小到根本不足以支撑公司的这种正向循环,矿池一直靠烧钱来坚持研发和运营。随着时间的推移,存储生态也初具生态,矿池基本上能够收支平衡。我们相信未来存储算法的市场会越来越大生态也会越来越完善,也会一直坚持在存储算法中越走越远。

Sue:能介绍一下公司的业务吗?可以为矿工解决哪些痛点?

Alex:第一,比如说 PoC 的写盘服务或是 Filecoin 的密封服务(两者统称为写盘服务),我们都有外包解决方案。

第二,合作挖矿。目前我们会针对 Filecoin/BHD/MASS 的抵押挖矿模式,提供相应的合作挖矿服务。

这里说一下 PoC 的抵押挖矿模式。PoC 就像可共享的区块链电信系统,矿工可以在不增加成本的情况下挖多种币,也就等于同一套电信设施为多种公链提供了记账和安全服务。但是问题也在这里,在不增加成本的情况下,增加多种币的收益,对币本身也是种抛压。因为矿工本身既是公链的服务者,也是套利者。那怎么来解决这个问题?PoC 抵押模型就可以完美地解决这个公链共生的问题。比如说你想获得某一条公链的挖矿收益,你就得首先持有这条链的币并将之进行抵押,否则挖矿的收益就只有不抵押的部分爆块奖励,这个模型实现了既共生又相互有一定的经济模型保护,另外,电力依赖除了会导致集中化的缺点外,其实也有个中性的特征就是基础的电力铸币成本会沉淀到币值中,PoC 电力依赖过低,这部分的成本沉淀在抵押模型中得到了很好的平衡。用资金的波动风险和质押成本来补充原先电力损耗的铸币成本抵押挖矿的两个核心作用就是解决 PoC 共识各种公链共生 时候的内部保护机制,同时解决相较于电力依赖 PoW 的铸币成本低的特征

Filecoin 的抵押机制则是为了防止矿工完全没有成本地丢失存储文件。目前,大部分存储项目里面都会有抵押模型。因为币价会浮动,有时候你抵押币的价值会远远超过买设备的钱。这时候,我们 Hpool 的服务会包括撮合市场上的持币者以及矿工来合作挖矿,并将新产出的收益按照符合当时市场的权重比例分配给持币者以及设备持有者。在这种合作模式下,矿池主要是赚取一些撮合服务费的利差。

最后是设备的托管服务,我们 Hpool 和多家 IDC 机构有部署设备,会平价提供给我们的矿工用户,存储挖矿的优点在家里可以挖矿,规模化之后也可以在正规 IDC 托管,比起 PoW 的廉价电力场地优势明显,产权明晰有保障,不会在偏远的人烟稀少地区,设备和维护人员安全都有保障,IDC 环境恒温、恒湿、无尘、大型 UPS 和骨干网络线路都能让设备安全无故运行,同时能够保障设备寿命长久。

Sue:矿池在未来会有何规划和布局?

Alex:说到未来的布局的话,我们会继续去研究更多的跟存储相关的这种算法,以及探索更多的模式。就比如说我们为 Arweave 制定这种模式是以前不曾有过的,原先矿工还需要自己做存储,现在 Arweave 这种混合模式可以让矿池跟矿工进行合作形式的挖矿。其次,我们目前也在拓展的一些 IDC 机房,平价让矿工驻扎。

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