是否存在超越比特币的去中心化区块链？

原标题：超越比特币的去中心化区块链是否存在？

比特币和以太坊最初都使用 PoW 作为共识算法，以太坊在 Merge 之后将转为 PoS 共识。 但是，无论 PoW 和 PoS 共识，都存在中心化问题。 经济工作量证明 EcoPoW 可以解决区块链的去中心化问题。

区块链共识算法比较

在区块链的不可能三角中，安全性、去中心化和高性能是无法平衡的。 近年来，很多区块链为了解决高性能问题，故意牺牲了去中心化。 显然，安全是区块链的基石，没有安全的银行会瞬间倒闭。 但一个不可否认的事实是，去中心化是区块链最重要的特征：没有去中心化的web3和web2有什么区别？

比特币被誉为最去中心化的区块链项目，但长期以来一直受到中心化的威胁。 中本聪可能没有想到，矿池的出现打破了独立挖矿的生态，对比特币的去中心化造成了不可逆转的损害。

超越比特币的去中心化区块链理论是否存在？ PoS 显然不是答案。 事实上，在 2020 年，新的希望已经出现，那就是经济工作量证明 EcoPoW [2]。 当时由于研究还在进行中，自然对抗矿池的算法特性还没有被揭示出来。 随后的研究表明，超越比特币的去中心化，这听起来像是不可能完成的任务，在理论上确实是可能的。

这里有一个问题供读者思考：

假设你是一名矿工，在什么情况下你更愿意独立挖矿而不是加入矿池？

答案其实很简单。 当我们单独挖矿赚的钱比进入矿池的钱多时，一切就都成立了。 当矿工接入矿池后，矿池将挖到的币按照算力分配给每个人。 但是，矿工的计算资源必须按照矿池的规则进行计算。 如果矿工在本地有真实的算力需求，能够提供比挖矿收益更高的矿池，那么这些算力资源就不需要接入矿池。 事实上，自从比特币诞生以来，科学家们就一直在寻找这样的算法，比如利用算力进行人工智能训练。

但是，比起找到有用的算法，利用算力做有价值的计算，同时还要输出共识来保护区块链的安全，难度更大。 已经努力寻找其他算法来替代工作量证明，但新算法很难输出确定性共识。 比如我们用人脸识别来判断一只猫，得到的结果可能在概率上肯定是一只猫。 但是共识算法要求的结果是YES或者NO，比如计算出的hash是否以10个0开头。

早在 2014 年，Permacoin [4] 就试图寻找一种共识算法来替代 PoW。 Vitalik 在他 2019 年的文章中指出，可能找不到有用的工作量证明 [1]。

当我们朝一个方向看，久久没有找到结果，快要迷路时，最好的办法就是回到原点。 我们惊奇地发现，在不修改中本聪工作量证明本身的情况下，只要重新解释哈希算法的含义，就能找到 PoW 算力的新用途。 PoW 算法从来都不是“无用”的算法。

让我们回顾一下PoW算法的发展史：

1992 年，Dwork 提出使用 PoW 来实现反垃圾邮件 [5]。 2008年，中本聪提出采用PoW作为共识算法，结合最长链规则，保护区块链的安全。 2020年，我们提出使用PoW作为共识算法+编码/复制算法来抵御外包攻击。

学习经济工作量证明需要了解一些基础知识，比如PoW算法，包括哈希单向函数，另外两个重要的知识点是外包攻击和复制证明。 要了解外包攻击，我们需要了解区块链应用的一个子方向，区块链存储[6]。

在开放的无权限区块链存储中，A可以将文件交给B、C、D进行存储。 然而，很快，矿工们就会找到一个作弊方案：B和C发现他们可以删除本地文件以节省存储成本。 当A需要取回文件时，B和C会从D处下载文件并保存部分传输给A。

问题来了：

A支付了三个存储空间，但实际上只有D老老实实帮A存储了文件。 如果D也学会了这个省钱的把戏，删除了最后一个文件，那么A的三份文件就永远消失了。

因此，在开放的区块链存储中，要想自己的文件安全，除了多存储几份之外，还必须向用户证明自己诚实地使用了存储资源来保存用户的文件。 支付存储费用。 复制证明算法用于抵抗外包攻击。 这个绝妙的方案最先被 Filecoin 使用，但他们选择了其他算法来实现编码和证明。

EcoPoW 本身输出共识，但它的额外用途是作为复制证明的编码算法。 这种编码算法完美满足复制证明所需的所有属性，编码慢，解码快，编码昂贵比特币存储在哪里，解码便宜。 此处不深入讨论技术实现，文章[3]后面会给出其他链接供参考。 简单来说比特币存储在哪里，PoW使用hash输出左边的位（二进制，0越多越难），而EcoPoW使用右边hash输出作为编码，nonce是编码的输出值，解码只需要一个哈希，你就完成了。 它是一个简单的修改，为 PoW 算法增加了共识以外的新用途，但它可能会给区块链世界带来巨大的变化。

使用 EcoPoW 进行共识时，可以使用算力对用户存储文件进行编码，而矿工在编码时使用唯一的矿工 ID，因此生成的复制数据也是唯一的。 因为编码是昂贵的，矿工存储编码后的文件结果，丢弃编码后的结果需要重新计算，所以矿工倾向于保存编码后的结果。 当系统要验证矿工是否诚实地存储了用户的内容时，就是对编码数据的挑战。 只要矿工响应挑战，证明数据是诚实存储的，就可以收到用户的付款。 在我们的系统中，用户支付，矿工获得稳定币，避免币价波动造成的无常损失。 矿工可以获得无风险收入。

本质上，矿工通过出售自己的算力和存储资源来获利，这是一个周期性的交易，文件存储可以有持续的收益。 在做文件编码的同时，消耗的算力可以持续不断地为区块链提供安全保护。 更重要的是，矿工只有在真正的存储需求产生时才会被要求计算，避免了矿机在挖矿时的贪婪功耗。 因为电脑在没有计算任务的时候会尽可能的进入低功耗模式。

矿工最终不会将自己的算力卖给矿池，而是选择在本地消耗算力，直接获利。 就好像你在玩游戏，游戏用的是显卡的算力，你不能同时用显卡挖矿，因为游戏会卡顿。 如果算力用于文件编码等有用的计算，则无法再接入矿池。 就是这个简单的原理，从理论上绕过了矿池。 基于 EcoPoW 的区块链不再由二十或三十个大型矿池控制，而是成为一个更中心化的基础设施。 最终，我们将迎来一个去中心化的区块链，没有矿池，数以万计的矿工独立挖矿。 这种去中心化程度有机会超过目前去中心化项目——比特币网络的天花板。

为了使用 EcoPoW，我们需要使用这个理论来构建一个新的区块链存储系统。 区块链存储的落地，将为未来其他应用提供巨大的技术支持和想象空间。 此外，如果比特币在挖完2100万个币后只靠交易手续费，可能无法支付全球矿工的电费，从而导致保护区块链的算力迅速下降。 这时候，将 PoW 升级为 EcoPoW 或许也是一种解决方案。

最后，我们从能源的角度来分析，比特币安全保护所能使用的电量总量取决于比特币的总量和单价。 我们粗略计算：总电量=总币量*最高单价/最低电费。 假设币总量固定为2100万，只有币价持续上涨，才能源源不断地为区块链提供更多的能源购买力。 但我们都知道，没有什么东西会永远上升。 EcoPoW 为区块链安全带来了全新的思路，彻底打破了原有的安全天花板。 这很像《国富论》中提到的“通过追求个人利益，往往更有效地促进社会利益”。 矿工在追求存储资源的实际收益的同时保护区域。 区块链安全，存储交易越繁荣，区块链的安全防护就越高。 在这个信息爆炸的社会，我们永远不会缺少文件存储的需求。 基于 EcoPoW 的区块链将获得免费的高安全性保护，而无需依赖硬币进行激励。

[1] 加密货币的难题：五年后

加密货币中的难题：五年后vitalik.ca

[2] 工作的经济证明

工作经济证明 print.iacr.org

[3] EcoPoW howto视频

[4] Permacoin：将比特币工作重新用于数据保存

[5] 通过处理或打击垃圾邮件定价

[6] 协议实验室 - 复制证明