摘要:Harmony即将开始公开抵押(staking),随着社区参与抵押、成为节点,意味着Harmony真正进入了无需准许的、去中心化公链的新阶段——由此开始,社区开始参与出块并且守护网络安全。

Harmony即将开始公开抵押(staking),随着社区参与抵押、成为节点,意味着Harmony真正进入了无需准许的、去中心化公链的新阶段——由此开始,社区开始参与出块并且守护网络安全。

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1,EPoS第一次落地

随着Harmony开始抵押,意味着EPoS从纸上的经济模型第一次真正落地。

共识机制往往意味着创始团队为一个网络未来数十年在发展方向上做出选择,在去中心化和安全等等维度上做出考虑,在POW和POS之间,Harmony选择了POS,而为了避免PoS出现去中心化的困境,Harmony首创了EPoS模型。

对于PoS和PoW的区别,我们可以借用正在从PoW转向PoS模型的以太坊创始人Vitalik Buterin的描述,他在《Casper the Friendly Finality Gadget》博客中写到:在一个PoS系统中,区块链的新区块生成是通过该系统中的持币人,或者是一个有影响力的持币机构参与达成的,这比PoW的挖矿具有更高的效率,不需要高性能的硬件,也不需要花费电力。

POS诞生于2011年7月11日,QuantumMechanic在当年在Bitcointalk论坛首次提出的Proof of Stake,文章预见性的提出了很多现在仍在使用的方案,比如由持币量代替PoW所倡导的算力权重、委托权益、奖励分配等等。到了2012年8月19日,首个基于PoS共识的区块链项目Peercoin才诞生。从提出到落地,PoS大概经历了1年左右的发展。从2011年到现在9年时间里,PoS在越来越大的人群中取得了共识,一些POW的网络也开始向转向POS,以太坊就是一个例子。

与此同时,PoS许多问题在实践中也暴露出来,比如因为增发不足以及币价下跌、对社区激励不足,以及在去中心化上远远不如PoW的共识完善。于是,许多项目试图优化POS,包括LPoS、BPoS、Ouroboros等,其中DPoS的出现却不得不提,让PoS进入一个新的发展阶段。

DPoS,即Delegate Proof of Stake,是Daniel Larimer于2013年12月8日首次提出一种用投票选择出块人的方式,代替PoS中可能出现的选举随机数被操纵的问题,描述是这样的:

“为何不让持币人选出签名区块的验证人?持币人用CDD(coin-day-destroyed)投票给签名人,当签名人签名的时候会消耗投票人的币龄。没有人会被允许在100个区块里面签超过1个的区块数。”

Staking服务商Wetze创始人卡咩在他的书中写到,DPoS是一种让专业人做专业事情的基本原则,可以理解为是国家治理里面的代议制,或者说是人大代表制度。他也指出,这种制度也有很明显的缺点,就是中心化诟病。这并不难理解,当众多委托者把币委托给单个节点时,容易造成中心化。

Harmony作为一个2018年建立起来的公链,有更大的空间吸取已经落地的POS项目的教训,在两年时间的研发时间中,Harmony一直希望在安全、性能以及去中心化这个三角之间达到最优解,提出了EPoS(Effective Proof-of-Stake):

选择验证者:目前大多数的PoS区块链都有所谓”委员会“的概念,委员会是一组拥有权利产生和验证区块的验证者。通常,委员会的席位数量是有限的,例如EOS为21,Cosmos为100。Harmony的委员会席位也是如此,作为一个分片网络的PoS区块链,在主网启动时的设计是一共4个分片,每个分片的包含250个席位,但是对外部开放80个席位,也就是说,外部一共能够获得的席位是320个。抵押Harmony代币数最多的头部320个节点,能够获得验证席位。Harmony认为,根据持币量来选择验证者,能够让验证者的利益和网络的利益最大程度地捆绑在一起。

最大程度参与:一方面我们希望做到最大程度去中心化,任何社区成员都有权力参与到网络中来、选择他们的节点、进行公开抵押。因此,我们允许委托,让那些持币量较少的用户能够通过委托的形式,来投票决定让哪些节点来出块。

经济惩罚避免集中:正如DPoS机制过去出现的权益集中问题,因此,我们设置了EPoS机制,简单来说就是抵押在单个节点上的币的数量达到一个峰值之后,收益增长放缓,收益率下降,从而鼓励委托用户以及持币大户分散委托自己的代币。

2,一个无需准许的区块链的开端

Libra在2019年向外界揭示其强大的节点委员会,作为一个需准许的网络,Libra委员名单都是著名公司。而Harmony不一样,作为一个从社区开始的网络,我们希望社区各个层级的成员都能够加入网络,做到最大程度去中心化。

我们的委托机制以及EPoS中所蕴含的经济惩罚和补偿机制,让普通散户、持币较多散户、机构、以及交易所和钱包、抵押服务商都参与到这个网络中来,即做到去中心化和公平,也能保证充分的激励。

而此次公开抵押,意味着这个无需准许的网络开始启动,Harmony网络的利益开始和社区各个层次成员利益紧密联系起来:

普通散户:Harmony在2019年6月1日在币安IEO,作为一个由交易所背书的项目,拥有大量真实持币用户。虽然在这八九个月中,币价有涨跌幅,而Harmony灵活多层次的抵押机制,能够为这些个人持币用户提供另一获利的渠道。

基础节点:我们希望从测试网开始,我们的节点就有社区参与。因此,在2019年6月IEO之前,Harmony发起了一个基础节点计划,基础节点运行者以两倍于IEO的价格获得Harmony的代币分发,同时他们需要承诺22个月的锁定期。此次计划获得Hashkey等机构参与。除此之外,也有70个个人投资者加入此次计划。由于目前许多基础节点代币还在锁定期之内,随着公开抵押开始,这些基础节点也会加入主网,成为验证者。Harmony作为一个主打高性能的公链,在去中心化上,希望这些节点多层次并且真正地理分散,同时,也要求节点能够保持高性能运行,而对于需要频繁更新和维护的初期网络来说,面临着极大技术和运维的挑战,这个从2019年6月开始的计划,让Harmony从运营和技术上都经历过了长达将近一年的磨合期,对于即将上线的主网,我们已经完全准备好。

交易所:交易所一直都是PoS共识中天然的节点,一方面我们的用户能够通过这个平台参与到Harmony的Staking中来,另一方面,如果交易所能控制好自己的存提款准备金,那么可以很好的将大部分代币加入到Staking当中,从而获得Staking奖励。Harmony代币2019年6月在币安开始交易之后,又陆续登陆火币、BitMax、KuCoin等等交易所,此次都会成为Harmony的PoS合作伙伴。

机构投资者:Harmony在早期募资的时候有许多数字货币投资机构参与其中,这类机构关注稳定、长期的收益,因此,当得知我们即将开始公开抵押时,许多机构表示他们愿意继续持有Harmony代币,并且参与Harmony的抵押。

钱包:持币用户如果平日习惯将币存放在钱包中而不是活跃地交易的话,我们希望钱包也能为我们用户提供便捷的抵押服务。因此,我们目前已经和Trust Wallet、Math Wallet达成服务,为用户提供Staking服务。当然,也期待更多的钱包加入我们Staking的生态系统中,一起为我们的用户提供Staking服务。

Staking服务商:对于一些不愿意处理技术细节的持币用户,也可以选择将币交给Staking服务商,由他们来代理节点的运维,那些持有少量代币的用户,同样也可以把币委托给他们,因此,Harmomy也和诸多服务商达成合作,比如Infpool、Stakefish、Wetze以及Everstake等全球多家服务商一起为我们广大用户提供服务。

在Harmony的路线图中,在Staking之后,Harmony即将开始进入落地,和生态系统中各个节点的连接,能够帮助我们更好地走向真实的应用。

3,兼顾公平和激励的模型开始运行

一条链上的代币经济模型,如同一个社会的福利和税收制度。福利和税收制度引导社会财富的创造和分配,而代币经济模式则是通过最基本的区块奖励和罚没制度,引导代币持有者如何参与节点运行和使用代币。作为一个启动初期的主网来说,做到兼顾公平避免权力过于集中的同时,也要充分激励参与者,保证网络能够顺利启动和运行。

而此次公开抵押的开始,也意味着我们的经济模型开始运行,来维持这个网络的顺利运行。

公平调节

由于PoS和委托机制的结合,无论是机构或者个人投资者,都有机会成为Harmony网络上的运行者。在准入制度上,我们保证了公平性。在这一点上,不同于以太坊2.0需要至少32个以太币,也区别于EOS和Tron的超级节点制度。

但是,机构或者个人之间持币水平不一样。尤其是我们选取验证者的机制是选取持币最多的前320个节点,以及我们的复利机制,即这一轮区块奖励能够在下一轮计入总抵押数和本金一起获得区块奖励,势必造成富人越富,以及单个节点上的投票权越来越集中。为了解决这一矛盾,Harmony首创了EPoS模型。

简单来说,EPoS模型通过没收高收入者顶端收入以及给低收入者补贴的制度,来避免代币过度集中在单个节点,让这类验证者不再能够轻易攻击单个分片(即1%攻击),同时,也激励较少代币持有者也参与到网络的运行和治理中来。

在目前这个阶段,Harmony一共有4个分片,每个分片中有250个验证者位置,而每个分片外部能够获得是80个位置,每个分片总投票权是100%,每个节点的投票权按照有效抵押(Effective Stake)的比例分配。

有效抵押的计算方法如下:

按照320个外部节点来计算,我们使用median_stake来表示前320名抵押者的中位数抵押量,而actual_stake是每个验证者持有的实际抵押数量。

这里,c是协议参数(例如,c = 0.15)。验证者的有效抵押量本质上是它的实际抵押量被上限阈值(1 + c)* median_stake和下限阈值(1-c)* median_stake限制之后的数量。

除了区块奖励之外,每个验证者在共识中的投票权也由验证者的有效抵押按比例确定:

随着有效抵押的引入,排名较高的验证者实际上会因为抵押了太多代币而受到一定的经济惩罚,而排名较低的验证者则可以享受额外的奖励。有效抵押充当均衡器,推动验证者之间更均匀地分配抵押代币,避免集中。

为了实现复利,蓝色和绿色区域中的验证者可以通过在同一验证者节点中反复抵押区块奖励来直接获得复利,而黄色区域中的验证者只能通过启动新验证者节点的方式来获得更多区块奖励。对于持有大量代币的矿池而言,这种设计迫使其自身去中心化,从而避免单点故障。

充分激励

在网络启动阶段的经济激励尤其重要。以PoW为模型的比特币在初期出块难度低,其所勾勒的去中心化世界让大批拥趸相信比特币将会带来的变革以及财富,因此,比特币初期仍然有大批矿工愿意为其付出。

相比PoW以算力挖矿的方式,以剩余总量作为激励,PoS以权重挖矿,通过增发通胀作为激励了。一方面,为了可持续发展需要维持合理的增发率,另一方面,也要保证启动初期对于矿工有足够的激励。所以,大多数项目的增发率都会保持线性改变,让初始值设置的足够大,以此来吸引更多的验证人,而后逐渐降低,将通胀缩减到1%。

以太坊ETH把通胀率定在了年3%,Tezos和EOS把通胀率都定在了5%左右,Rchain把通胀率定在了7%,Cosmos把通胀率定在了7%~20%,一般而言,许多项目将通胀率初始值都定在了5%~10%。

Harmony关注可持续发展,在2019年提出的经济模型中,我们设置了一个较低的动态通胀:

我们选择了35%作为最佳抵押目标,收益率会围绕这个动态变化——基于每一个分片区块的 18 个 ONE 代币激励,每增1%的抵押量,区块奖励减少0.4个代币,如果每减少1%的抵押量,区块奖励增加0.4个代币。尽管增发率呈线性变化,但增发率与抵押率成反比的事实将使收益率呈指数方式变化。抵押率在较低水平的情况下,收益率变得非常有吸引力,这反过来将使得抵押率不太可能处于太低的水平,在这个情况下,我们将增发率保持在3%到1%的水平。

在这个模型中,收益率= (block reward * multiplier *blocks per year * 4/320) / (new circulating*%supply staked/320)

在模型提出后,在我们向合作伙伴做的调查中,我们认为,35%的抵押率是一个较容易达到的目标。假设抵押率升高,当达到70%的抵押率时,验证者难以再获得收益。奖励期过早结束,对于更大参与度有负面影响。

同时,从上述公式不难看出,收益率受到两个因素的影响:一个是区块奖励随着抵押率的变化而变化,二是由于我们代币还在解锁释放过程中,区块奖励随着代币供应量变化而变化,在代币释放逐渐增多的情况下,收益率被稀释。

因此,在2020年3月,我们修改了模型:

收益率= annual ONE issuance/percentage of supply staked*circulating supply

在新模型下,不论抵押率多少,一个稳定的出块时间下,区块奖励不再动态变化。同时,增发率仍然保持在3.5%,但是我们调高了区块奖励,从每个区块18个ONE的奖励变成现在每个区块28个,这样能够保证初始阶段有足够的奖励。

对于收益率来说,因为区块奖励固定,增发量也不再变化,当然随着我们出块时间缩短,增发量只会进一步提高,变化的只有分母,也就是抵押率和流通量。但是根据模型测算,即便所有12.6B的代币的70%都被抵押情况下,仍然能够保持5%的收益率,保持社区参与度。

我们相信这个兼顾了去中心化和充分激励的模型,能够在初始阶段让社区积极参与到节点运行中来,启动这个无需准许的网络,同时,这个模型也利于可持续发展。

参考文献:

《读懂区块链PoS共识》 卡咩

《Harmony的EPoS有效抵押证明设计》 兰荣坚

作者:Helen Li

来源:Harmony和梦链

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