本文圍繞 PoC 共識的起源、技術原理、與其它共識的異同、代表項目以及未來發展等五個維度,對 PoC 共識的來龍去脈進行了詳盡的剖析,對 PoC 生態進行了全面地介紹。這篇文章的寫作目的主要有兩個:① 幫助對 PoC 共識一無所知的人快速瞭解 PoC 生態的關鍵內容。② 對 PoC 有一定了解得人也能通過閱讀本文,加深對 PoC 生態的認識的同時,觸發更多的思考。爲此,我們儘量在寫作時站在小白的角度,在篇幅適中的前提下,使用簡單的語言將所有相關概念闡述清楚,並對很多術語和關鍵詞,進行詳盡的解釋。讓讀者在短時間內,對 PoC 生態的全貌有豐富的瞭解,並且照顧到絕大多數人的需求,讓他們覺得,瞭解 PoC 生態,讀完本篇文章就夠了。

一、PoC 簡史

PoC (Proof Of Capacity)這個共識機制最早於 2014 年被提出,它最初是被應用於一個叫做 Burst 的項目上,PoC 共識機制的核心,是所有礦工通過尋找一個隨機的哈希數來打包區塊。簡單來說,就是這個共識機制首先會通過某種既定的算法產生數量衆多的僞隨機數,並把它們全部存入硬盤,在競爭打包區塊的時候,只需要通過讀盤找匹配的隨機哈希數就可以打包區塊。在最初的幾年裏,它並沒有引起區塊鏈行業的廣泛關注,PoW 依然是絕大多數區塊鏈項目所採納的共識機制,PoC 開始逐漸受到關注,還是因爲 2017 年 POW 全網算力的持續上升引發了對能源損耗的擔憂以及 IPFS 的激勵層——明星項目 Filecoin 點燃了硬盤挖礦的第一把火,從此硬盤挖礦被視爲解決該問題的有效方案,開始得到廣泛的關注。但由於 Filecoin 提出的複製證明和時空證明太難設計,Filecoin 的上線總是一再推遲,很多人因而失去耐心,開始把注意力集中到更簡單的硬盤挖礦——PoC 上面。

PoC 真正走向廣大區塊鏈行業從業者的視野,是在 2018 年下半年 BHD 項目的正式上線。BHD 採用 PoC 共識機制,隨着它價格的走高、BHD 算力的迅速增長以及很多幣圈大咖們的狂熱追捧,沉寂已久的 PoC 共識打着以“人人挖礦”“節能環保”的旗號重新被大衆所認識,而這次 PoC 引起的關注度卻遠遠超過了上次,它不甘再是默默無聞配角,而要挑戰 PoW 的霸主地位。

二、PoW vs PoC vs PoRep & PoST

PoW,又名“工作量證明”,是區塊鏈技術誕生以來第一個共識機制,最先由比特幣(BTC)的發明人中本聰提出,並在比特幣中應用。PoW 屬於按勞分配,獲得記賬權的成功率完全取決於算力的大小,該系統中所有的礦工被要求一起進行數學運算,最先算出的符合要求的數值的礦工才能獲得區塊獎勵,採用該機制的代表有:BTC、ETH 等。

PoC 的原理第一部分已經介紹過,與 PoW 通過計算的方式得到隨機哈希數不同,它是通過在硬盤中尋找隨機哈希數的方式進行挖礦,在目前,這種方式和 PoW 相比門檻更低,消耗能源更少。採用該機制的代表有 Burst、BHD 以及 VOL。

PoRep & PoST,即“複製證明”和“存儲證明”,其原理比 Pow 和 PoC 都要複雜,它最早因 Filecoin 的橫空出世而被大家知曉。在 Filecoin 網絡中,存儲礦工需要證明自己確實在給定時間內按要求存儲了用戶的數據,“複製證明”與“時空證明”被用來證明這個行爲的發生。其中“複製證明”就是要求存儲礦工向驗證人證明自己已經把相應的數據存到了特定的設備上。而“時空證明”,就是讓存儲礦工證明自己在相應的時間內存儲了用戶指定的數據。通過這兩個證明建立起來的共識機制,可以將原本共識過程中產生的無謂損失完全轉化爲生產力,但由於這兩個機制設計起來過於複雜,短時間來看難以落地。Filecoin 從 2017 年推出至今,主網上線時間也一直被迫延遲。PoRep & PoST 的代表項目爲 Filecoin。

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三、基於 PoC 的區塊鏈項目

1 Burst

Burst 又稱爆裂幣,是第一個使用 POC 共識機制的項目,主要賣點是節能和硬盤挖礦。該項目將自己定位爲高速金融支付平臺,成立時間爲 2014 年 8 月,屬於比較早期的區塊鏈項目,但由於團隊運營能力的缺乏,Burst 推出後知名度一直比較低,在 2017 年區塊鏈這個概念大火以前,項目一直進行緩慢。在 2017 年年底,Burst 項目方對該項目進行了一些改進,加入了有向無環圖(DAG)、零知識證明(Zero-knowledge Proofs)、閃電網絡(Lightning Network)等新技術,在低能耗的同時,實現高擴展性和匿名化。

Burst 最大供應量爲 21.6 億,出塊時間爲 4 分鐘。該項目主要還是由於它首次使用了 PoC 共識而被人瞭解,在投資領域,大家對它的關注度並不多。而就挖礦而言,Burst 如今已挖出 20.1 億,開採量超過 93%,獎勵的紅利期已經過去。總的來說,Burst 作爲第一個 POC 項目,對整個 POC 領域還是意義重大。

2 BHD

通過 BHD 的白皮書,我們可以瞭解到該項目的誕生也是爲了解決比特幣網絡算力集中化和電力能源被大量消耗的問題,BHD 的出現,既繼承了 BTC 的很多廣爲人知特點,比如供應總量,減半週期等,又吸收了前輩 Burst 提出的 PoC 容量證明機制,同時在此基礎上對 Burst 的經濟模型、發展戰略進行了充分的改進,最初 BHD 採用容量挖礦和動態合作挖礦的經濟模式,獲得了很多礦工的支持,全網算力良性增長,最終成爲了 2019 年度最引人注目的區塊鏈項目之一,帶火了對 PoC 共識機制,許多資本和項目方開始對 PoC 產生了濃厚的興趣。

BHD 是基於 Conditioned Proof Of Capacity 的新型加密貨幣,其主要創新點是採用新型的條件化容量證明共識機制,使用硬盤作爲共識的參與者,讓人人都能開採加密貨幣。硬盤挖礦使得 BHD 更趨向去中心化,通過以數學算法和分佈式開採由此產生信用和價值。

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BHD 主網目前經歷了兩次重大的共識升級,每一次的共識規則升級都是爲了促進生態的良性發展。

2019 年 5 月 13 日 , BHD 網絡進行第一次共識規則升級,在 168300 高度啓用動態條件容量證明和區塊簽名共識。

詳細規則如下:

  1. 在 168300 高度啓用動態條件容量證明共識,從 168300 高度到 172332 高度會平滑的將之前共識高度的算力降低到正常值,相當於條件容量證明係數從 3.75BHD/TB 降低到 3.00BHD/TB;

  2. 從 172333 高度開始按照前一週平均算力與 1250PB 倍數的對數平滑繼續降低條件容量證明係數。

2019 年 7 月 29 日,BHD 網絡進行第二共識規則升級,從區塊高度 197568 開始規則升級,實行巨塊獎勵挖礦

升級規則如下:
第一、從區塊高度 197568 開始,出塊時間由 5 分鐘降低至 3 分鐘,每個區塊產出由 25BHD 降低至 15BHD,單位時間的出塊獎勵不變,目的在於提高 TPS 及轉賬速度。減半時間大約爲 4 年,首次減半區塊高度爲 568288,之後每隔 700000 個區塊減半一次,供應總量仍爲 21,000,000 枚。

第二、不滿足條件容量挖礦收益爲全額的 30% 收益保持不變,剩餘的 70% 中,43% 直接累計到下一個滿足條件出塊地址,剩餘 27% 分配到 BHD 發展基金,此後每 33600 個區塊 (約 10 周),BHD 發展基金收益降低 2%,並將降低部分累積給到下一個滿足條件挖礦的區塊,直至首次減半時,BHD 基金會收益降低至 5% 且不再降低,不滿足條件容量挖礦出塊的 65% 收益累積給下一個滿足條件挖礦的區塊。

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BHD 採用的 CPOC 條件挖礦的發行方式會讓礦工、礦池和基金會等參與方產生正向商業博弈,使整個系統始終會有一個較爲主力的臨時商業既得利者(這個既得利益者會隨着時間和價格挖礦難度等變量條件而變化)去無形推動整個生態。

開發團隊希望通過設計這種合作挖礦經濟模型的方式,把礦工和持幣者變成生態利益共同體的一部分,實現去中心化和節約能源的目標!

3 VOL

VOL 的項目方主要由前波場、Lambda 的核心開發團隊組成,從白皮書中看,VOL 號稱是基於與 Filecoin 同名的時空證明(PoST)共識,實際上,從技術原理上看還是基於 PoC。總共發行 100 億,預挖 3% 進行 IEO,剩下的 97% 參與正常挖礦,每個區塊的區塊會產生 4000VOL 的挖礦獎勵,這些獎勵將被分爲兩個部分:① 247.5 VOL 被用於渦輪生態:用於激勵核心代碼升級貢獻者、礦池服務提供商、礦機廠商、推廣團隊。② 3752.5 VOL 被用於獎勵礦工。總的來說,一共 6 億 VOL 被用於生態建設,91 億 VOL 被用於激勵礦工。

VOL 將完全依靠社區來驅動項目,最大特點是節能環保、抵抗 ASIC 和更公平的分配模型。也採用了和 BHD 相似的抵押挖礦加成的模式,減少因礦工砸盤對價格的影響。由於目前 VOL 主網還沒有上線,目前還處於概念階段,屬於 ERC20 代幣,上線後可能會發生一些變化,抹茶研究院對之後可能發生的情況無法做出保證。

四、PoC 共識的未來展望

PoC 共識出現的初衷,是爲了對 PoW 共識機制進行改進,從而杜絕 PoW 挖礦造成的資源浪費以及污染環境等問題,通過減少挖礦消耗的無謂損失,也可以讓礦工從挖礦中賺取更多的利潤。然而在一開始的發展中,PoC 也並非完美無缺的共識機制,隨着大衆對 PoC 共識的熟悉,越來越多的人意識到僅僅靠簡單粗暴的 PoC 也不能從根本上解決 PoW 共識面臨的所有難題,並紛紛在此基礎上進行了花樣繁多的創新,PoC 共識機制也陸續經歷了各種各樣的改進,比如將 PoC 共識和 DPoS 共識相結合的 Galaxy Network,以及將 PoC 共識與抵押挖礦相結合的 BHD,這些後出現的項目都試圖通過對 PoC 的改進更好地實現去中心化和減少無謂損失,並且或多或少離目標更近了一步,然而仍然存在進步的空間,比如:

① 經濟模型和激勵機制尚有欠缺。
② 本質上並沒有比 PoW 更加去中心化,參與挖礦的主要成員仍然是機構或者礦場。
③ 在挖礦過程中,雖然大幅度節省了礦工的挖礦成本,可共識依然建立在無謂損失上。並沒有徹底將能源損失轉化爲生產力。

綜上所述,未來可能發生的變化仍然非常值得期待,相信只要給 PoC 一定的時間,PoC 生態將朝着更多樣化的方向發展。未來的 PoC 共識將主要在三大方面取得突破:

① 更加完善的激勵機制和經濟模型。
② 更加去中心化、更平等、人人都可參與的挖礦方式。
③ 徹底將無謂損失轉變成生產力。PoC 的生態也會更加豐富,並且在數字資產、數據確權、區塊鏈金融、社會治理、收付款等領域發揮重要價值。

五、總結

本文從 PoC 共識機制的歷史和原理談起,詳細介紹了 PoC 生態,還比較了 PoW、PoC 以及 PoRep & PoST 的異同,並且從幾個具有代表性的內容入手,幫助普通讀者更全面地瞭解 PoC 生態的全部內容。本文中涉及的各個項目,僅僅是爲了讓讀者更好地理解 PoC 而列舉的一些典型,並不構成任何投資建議。投資有風險,請廣大投資者在充分考量各種因素後,謹慎行事。

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