爲什麼公開抵押對 Harmony 很重要？

由 熱鏈中的人 於 3 月 30, 2020

加入 Harmony，共創信任、公平新經濟體！

Harmony 即將開始公開抵押（staking），隨着社區參與抵押、成爲節點，意味着 Harmony 真正進入了無需准許的、去中心化公鏈的新階段——由此開始，社區開始參與出塊並且守護網絡安全。__

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1，EPoS 第一次落地

隨着 Harmony 開始抵押，意味着 EPoS 從紙上的經濟模型第一次真正落地。

共識機制往往意味着創始團隊爲一個網絡未來數十年在發展方向上做出選擇，在去中心化和安全等等維度上做出考慮，在 POW 和 POS 之間，Harmony 選擇了 POS，而爲了避免 PoS 出現去中心化的困境，Harmony 首創了 EPoS 模型。

對於 PoS 和 PoW 的區別，我們可以借用正在從 PoW 轉向 PoS 模型的以太坊創始人 Vitalik Buterin 的描述，他在《Casper the Friendly Finality Gadget》博客中寫到：在一個 PoS 系統中，區塊鏈的新區塊生成是通過該系統中的持幣人，或者是一個有影響力的持幣機構參與達成的，這比 PoW 的挖礦具有更高的效率，不需要高性能的硬件，也不需要花費電力。

POS 誕生於 2011 年 7 月 11 日，QuantumMechanic 在當年在 Bitcointalk 論壇首次提出的 Proof of Stake，文章預見性的提出了很多現在仍在使用的方案，比如由持幣量代替 PoW 所倡導的算力權重、委託權益、獎勵分配等等。到了 2012 年 8 月 19 日，首個基於 PoS 共識的區塊鏈項目 Peercoin 才誕生。從提出到落地，PoS 大概經歷了 1 年左右的發展。從 2011 年到現在 9 年時間裏，PoS 在越來越大的人羣中取得了共識，一些 POW 的網絡也開始向轉向 POS，以太坊就是一個例子。

與此同時，PoS 許多問題在實踐中也暴露出來，比如因爲增發不足以及幣價下跌、對社區激勵不足，以及在去中心化上遠遠不如 PoW 的共識完善。於是，許多項目試圖優化 POS，包括 LPoS、BPoS、Ouroboros 等，其中 DPoS 的出現卻不得不提，讓 PoS 進入一個新的發展階段。

DPoS，即 Delegate Proof of Stake，是 Daniel Larimer 於 2013 年 12 月 8 日首次提出一種用投票選擇出塊人的方式，代替 PoS 中可能出現的選舉隨機數被操縱的問題，描述是這樣的：

“爲何不讓持幣人選出簽名區塊的驗證人？持幣人用 CDD （coin-day-destroyed）投票給簽名人，當簽名人簽名的時候會消耗投票人的幣齡。沒有人會被允許在 100 個區塊裏面籤超過 1 個的區塊數。”

Staking 服務商 Wetze 創始人卡咩在他的書中寫到，DPoS 是一種讓專業人做專業事情的基本原則，可以理解爲是國家治理裏面的代議制，或者說是人大代表制度。他也指出，這種制度也有很明顯的缺點，就是中心化詬病。這並不難理解，當衆多委託者把幣委託給單個節點時，容易造成中心化。

Harmony 作爲一個 2018 年建立起來的公鏈，有更大的空間吸取已經落地的 POS 項目的教訓，在兩年時間的研發時間中，Harmony 一直希望在安全、性能以及去中心化這個三角之間達到最優解，提出了 EPoS（Effective Proof-of-Stake）：

選擇驗證者：目前大多數的 PoS 區塊鏈都有所謂”委員會“的概念，委員會是一組擁有權利產生和驗證區塊的驗證者。通常，委員會的席位數量是有限的，例如 EOS 爲 21，Cosmos 爲 100。Harmony 的委員會席位也是如此，作爲一個分片網絡的 PoS 區塊鏈，在主網啓動時的設計是一共 4 個分片，每個分片的包含 250 個席位，但是對外部開放 80 個席位，也就是說，外部一共能夠獲得的席位是 320 個。抵押 Harmony 代幣數最多的頭部 320 個節點，能夠獲得驗證席位。Harmony 認爲，根據持幣量來選擇驗證者，能夠讓驗證者的利益和網絡的利益最大程度地捆綁在一起。
最大程度參與：一方面我們希望做到最大程度去中心化，任何社區成員都有權力參與到網絡中來、選擇他們的節點、進行公開抵押。因此，我們允許委託，讓那些持幣量較少的用戶能夠通過委託的形式，來投票決定讓哪些節點來出塊。
經濟懲罰避免集中：正如 DPoS 機制過去出現的權益集中問題，因此，我們設置了 EPoS 機制，簡單來說就是抵押在單個節點上的幣的數量達到一個峯值之後，收益增長放緩，收益率下降，從而鼓勵委託用戶以及持幣大戶分散委託自己的代幣。

2，一個無需准許的區塊鏈的開端

Libra 在 2019 年向外界揭示其強大的節點委員會，作爲一個需准許的網絡，Libra 委員名單都是著名公司。而 Harmony 不一樣，作爲一個從社區開始的網絡，我們希望社區各個層級的成員都能夠加入網絡，做到最大程度去中心化。

我們的委託機制以及 EPoS 中所蘊含的經濟懲罰和補償機制，讓普通散戶、持幣較多散戶、機構、以及交易所和錢包、抵押服務商都參與到這個網絡中來，即做到去中心化和公平，也能保證充分的激勵。

而此次公開抵押，意味着這個無需准許的網絡開始啓動，Harmony 網絡的利益開始和社區各個層次成員利益緊密聯繫起來：

普通散戶：Harmony 在 2019 年 6 月 1 日在幣安 IEO，作爲一個由交易所背書的項目，擁有大量真實持幣用戶。雖然在這八九個月中，幣價有漲跌幅，而 Harmony 靈活多層次的抵押機制，能夠爲這些個人持幣用戶提供另一獲利的渠道。
基礎節點：我們希望從測試網開始，我們的節點就有社區參與。因此，在 2019 年 6 月 IEO 之前，Harmony 發起了一個基礎節點計劃，基礎節點運行者以兩倍於 IEO 的價格獲得 Harmony 的代幣分發，同時他們需要承諾 22 個月的鎖定期。此次計劃獲得 Hashkey 等機構參與。除此之外，也有 70 個個人投資者加入此次計劃。由於目前許多基礎節點代幣還在鎖定期之內，隨着公開抵押開始，這些基礎節點也會加入主網，成爲驗證者。Harmony 作爲一個主打高性能的公鏈，在去中心化上，希望這些節點多層次並且真正地理分散，同時，也要求節點能夠保持高性能運行，而對於需要頻繁更新和維護的初期網絡來說，面臨着極大技術和運維的挑戰，這個從 2019 年 6 月開始的計劃，讓 Harmony 從運營和技術上都經歷過了長達將近一年的磨合期，對於即將上線的主網，我們已經完全準備好。
交易所：交易所一直都是 PoS 共識中天然的節點，一方面我們的用戶能夠通過這個平臺參與到 Harmony 的 Staking 中來，另一方面，如果交易所能控制好自己的存提款準備金，那麼可以很好的將大部分代幣加入到 Staking 當中，從而獲得 Staking 獎勵。Harmony 代幣 2019 年 6 月在幣安開始交易之後，又陸續登陸火幣、BitMax、KuCoin 等等交易所，此次都會成爲 Harmony 的 PoS 合作伙伴。
機構投資者：Harmony 在早期募資的時候有許多數字貨幣投資機構參與其中，這類機構關注穩定、長期的收益，因此，當得知我們即將開始公開抵押時，許多機構表示他們願意繼續持有 Harmony 代幣，並且參與 Harmony 的抵押。
錢包：持幣用戶如果平日習慣將幣存放在錢包中而不是活躍地交易的話，我們希望錢包也能爲我們用戶提供便捷的抵押服務。因此，我們目前已經和 Trust Wallet、Math Wallet 達成服務，爲用戶提供 Staking 服務。當然，也期待更多的錢包加入我們 Staking 的生態系統中，一起爲我們的用戶提供 Staking 服務。
Staking 服務商：對於一些不願意處理技術細節的持幣用戶，也可以選擇將幣交給 Staking 服務商，由他們來代理節點的運維，那些持有少量代幣的用戶，同樣也可以把幣委託給他們，因此，Harmomy 也和諸多服務商達成合作，比如 Infpool、Stakefish、Wetze 以及 Everstake 等全球多家服務商一起爲我們廣大用戶提供服務。

在 Harmony 的路線圖中，在 Staking 之後，Harmony 即將開始進入落地，和生態系統中各個節點的連接，能夠幫助我們更好地走向真實的應用。

3，兼顧公平和激勵的模型開始運行

一條鏈上的代幣經濟模型，如同一個社會的福利和稅收制度。福利和稅收制度引導社會財富的創造和分配，而代幣經濟模式則是通過最基本的區塊獎勵和罰沒制度，引導代幣持有者如何參與節點運行和使用代幣。作爲一個啓動初期的主網來說，做到兼顧公平避免權力過於集中的同時，也要充分激勵參與者，保證網絡能夠順利啓動和運行。

而此次公開抵押的開始，也意味着我們的經濟模型開始運行，來維持這個網絡的順利運行。

公平調節

由於 PoS 和委託機制的結合，無論是機構或者個人投資者，都有機會成爲 Harmony 網絡上的運行者。在准入制度上，我們保證了公平性。在這一點上，不同於以太坊 2.0 需要至少 32 個以太幣，也區別於 EOS 和 Tron 的超級節點制度。

但是，機構或者個人之間持幣水平不一樣。尤其是我們選取驗證者的機制是選取持幣最多的前 320 個節點，以及我們的複利機制，即這一輪區塊獎勵能夠在下一輪計入總抵押數和本金一起獲得區塊獎勵，勢必造成富人越富，以及單個節點上的投票權越來越集中。爲了解決這一矛盾，Harmony 首創了 EPoS 模型。

簡單來說，EPoS 模型通過沒收高收入者頂端收入以及給低收入者補貼的制度，來避免代幣過度集中在單個節點，讓這類驗證者不再能夠輕易攻擊單個分片（即 1％攻擊），同時，也激勵較少代幣持有者也參與到網絡的運行和治理中來。

在目前這個階段，Harmony 一共有 4 個分片，每個分片中有 250 個驗證者位置，而每個分片外部能夠獲得是 80 個位置，每個分片總投票權是 100%，每個節點的投票權按照有效抵押（Effective Stake）的比例分配。

有效抵押的計算方法如下：

按照 320 個外部節點來計算，我們使用 median_stake 來表示前 320 名抵押者的中位數抵押量，而 actual_stake 是每個驗證者持有的實際抵押數量。

這裏，c 是協議參數（例如，c = 0.15）。驗證者的有效抵押量本質上是它的實際抵押量被上限閾值（1 + c）* median_stake 和下限閾值（1-c）* median_stake 限制之後的數量。

除了區塊獎勵之外，每個驗證者在共識中的投票權也由驗證者的有效抵押按比例確定：

隨着有效抵押的引入，排名較高的驗證者實際上會因爲抵押了太多代幣而受到一定的經濟懲罰，而排名較低的驗證者則可以享受額外的獎勵。有效抵押充當均衡器，推動驗證者之間更均勻地分配抵押代幣，避免集中。

爲了實現複利，藍色和綠色區域中的驗證者可以通過在同一驗證者節點中反覆抵押區塊獎勵來直接獲得複利，而黃色區域中的驗證者只能通過啓動新驗證者節點的方式來獲得更多區塊獎勵。對於持有大量代幣的礦池而言，這種設計迫使其自身去中心化，從而避免單點故障。

充分激勵

在網絡啓動階段的經濟激勵尤其重要。以 PoW 爲模型的比特幣在初期出塊難度低，其所勾勒的去中心化世界讓大批擁躉相信比特幣將會帶來的變革以及財富，因此，比特幣初期仍然有大批礦工願意爲其付出。

相比 PoW 以算力挖礦的方式，以剩餘總量作爲激勵，PoS 以權重挖礦，通過增發通脹作爲激勵了。一方面，爲了可持續發展需要維持合理的增發率，另一方面，也要保證啓動初期對於礦工有足夠的激勵。所以，大多數項目的增發率都會保持線性改變，讓初始值設置的足夠大，以此來吸引更多的驗證人，而後逐漸降低，將通脹縮減到 1%。

以太坊 ETH 把通脹率定在了年 3%，Tezos 和 EOS 把通脹率都定在了 5% 左右，Rchain 把通脹率定在了 7%，Cosmos 把通脹率定在了 7%~20%，一般而言，許多項目將通脹率初始值都定在了 5%~10%。

Harmony 關注可持續發展，在 2019 年提出的經濟模型中，我們設置了一個較低的動態通脹：

我們選擇了 35% 作爲最佳抵押目標，收益率會圍繞這個動態變化——基於每一個分片區塊的 18 個 ONE 代幣激勵，每增 1% 的抵押量，區塊獎勵減少 0.4 個代幣，如果每減少 1% 的抵押量，區塊獎勵增加 0.4 個代幣。儘管增發率呈線性變化，但增發率與抵押率成反比的事實將使收益率呈指數方式變化。抵押率在較低水平的情況下，收益率變得非常有吸引力，這反過來將使得抵押率不太可能處於太低的水平，在這個情況下，我們將增發率保持在 3% 到 1% 的水平。
在這個模型中，收益率 = (block reward * multiplier blocks per year * 4/320) / (new circulating%supply staked/320)
在模型提出後，在我們向合作伙伴做的調查中，我們認爲，35% 的抵押率是一個較容易達到的目標。假設抵押率升高，當達到 70% 的抵押率時，驗證者難以再獲得收益。獎勵期過早結束，對於更大參與度有負面影響。
同時，從上述公式不難看出，收益率受到兩個因素的影響：一個是區塊獎勵隨着抵押率的變化而變化，二是由於我們代幣還在解鎖釋放過程中，區塊獎勵隨着代幣供應量變化而變化，在代幣釋放逐漸增多的情況下，收益率被稀釋。

因此，在 2020 年 3 月，我們修改了模型：

收益率 = annual ONE issuance/percentage of supply staked*circulating supply
在新模型下，不論抵押率多少，一個穩定的出塊時間下，區塊獎勵不再動態變化。同時，增發率仍然保持在 3.5%，但是我們調高了區塊獎勵，從每個區塊 18 個 ONE 的獎勵變成現在每個區塊 28 個，這樣能夠保證初始階段有足夠的獎勵。
對於收益率來說，因爲區塊獎勵固定，增髮量也不再變化，當然隨着我們出塊時間縮短，增髮量只會進一步提高，變化的只有分母，也就是抵押率和流通量。但是根據模型測算，即便所有 12.6B 的代幣的 70% 都被抵押情況下，仍然能夠保持 5% 的收益率，保持社區參與度。

我們相信這個兼顧了去中心化和充分激勵的模型，能夠在初始階段讓社區積極參與到節點運行中來，啓動這個無需准許的網絡，同時，這個模型也利於可持續發展。

參考文獻：

《讀懂區塊鏈 PoS 共識》卡咩

《Harmony 的 EPoS 有效抵押證明設計》蘭榮堅

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