摘要：在共識機(jī)制中，挖礦則是大眾的權(quán)利。抑制權(quán)益降低寡頭權(quán)為了防止大戶形成壟斷，用上凸函數(shù)轉(zhuǎn)換持幣數(shù)量和投票權(quán)，這就是上述的抑制權(quán)益系數(shù)。

前言：礦工對于區(qū)塊鏈來說意味著什么？為什么ETM的共識機(jī)制將對礦工規(guī)則重新洗牌？怎樣的機(jī)制讓礦工享受公平與效益？
本篇文章為星球日報對En-Tan-Mo項(xiàng)目黃皮書作出的第二篇解讀。En-Tan-Mo究竟憑借什么吸引大批礦工入駐，不妨一起從本篇文章找找答案。

原文轉(zhuǎn)載自|Odaily星球日報

礦工，是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)安全的守護(hù)者。

區(qū)塊鏈起源于比特幣，彼時只有 PoW （Proof of Work，工作量證明）機(jī)制，發(fā)行比特幣的過程被人形象地稱為“挖礦”。于是，網(wǎng)絡(luò)中貢獻(xiàn)算力、爭奪記賬權(quán)的節(jié)點(diǎn)就被稱為“礦工”。如果沒有足夠數(shù)量的礦工，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的安全就會岌岌可危。

后來，PoS（Proof of Stake，權(quán)益證明）機(jī)制被提出并逐漸獲得認(rèn)可，在 PoS 公鏈網(wǎng)絡(luò)中，持幣者擁有投票權(quán)。由于投票往往伴隨著鎖倉，因此投票者也被稱為“質(zhì)押人”（staker）。投票就像 PoW 網(wǎng)絡(luò)中的算力，投票率/質(zhì)押率的高低，影響著網(wǎng)絡(luò)的安全性。

此時，投票者/質(zhì)押者，就是 PoS 網(wǎng)絡(luò)中的礦工，也就是網(wǎng)絡(luò)安全的守護(hù)者。網(wǎng)絡(luò)給到守護(hù)者的回報，是每一個區(qū)塊的發(fā)行獎勵和記賬手續(xù)費(fèi)。

可惜，本來人人可以享受的這份殊榮，已經(jīng)變得高不可攀。

比特幣發(fā)行本質(zhì)上是在簡單粗暴碰撞（亂猜）隨機(jī)數(shù)，算力越大單位時間內(nèi)能猜的次數(shù)越多，因此被稱為 PoW （工作量證明，詳情可看這篇文章。）貢獻(xiàn)工作量維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全，網(wǎng)絡(luò)也屬于每一個人。為了贏取出塊獎勵，礦工們消耗了大量電力，同時損耗挖礦硬件。由于獲勝的概 率與算力成正比，礦工也因此陷入了一條唯算力至上的不歸路。

中心化：公平挖礦不復(fù)存在

中本聰原來設(shè)計讓算力作為工作量證明的單位，原因之一乃是以每一個參與者貢獻(xiàn)算力，來共同維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的安全。

這一設(shè)計巧妙地考慮到了人性：一旦有人掌握網(wǎng)絡(luò)中超過 51% 的算力，他就有能力攻擊網(wǎng)絡(luò)、實(shí)施雙花，然而此時他又獲得了更大的出塊概率，很有可能成為出塊人，從而將其利益與網(wǎng)絡(luò)自身的價值綁定在一起。他便沒有攻擊網(wǎng)絡(luò)的動機(jī)。

超出中本聰設(shè)想的是，比特幣價格的飆升，與算力行業(yè)迭代的快速。為了提高挖礦效率，廠商設(shè)計出了挖礦專用的 FPAG、ASIC 芯片，大大提高了挖礦效率。

挖礦也成了一條專門的產(chǎn)業(yè)鏈，礦商、礦場、礦工，挖礦成了一門重資產(chǎn)“投資”。

價錢是普通筆記本電腦幾倍的礦機(jī)，算力（影響收益）能增長 1000 倍。如今，用普通筆記挖出比特幣已不太可能。個人已經(jīng)難以成為節(jié)點(diǎn)或參與挖礦，比特幣開始背離中本聰設(shè)想的公平：每個人都有機(jī)會獲得比特幣的發(fā)行權(quán)。

用戶與礦工的分化

在中本聰原來的設(shè)計中，一個用戶通常擁有一臺計算機(jī)，接入網(wǎng)絡(luò)中使用比特幣，同時貢獻(xiàn)算力維護(hù)比特幣的安全。他既是用戶，也是礦工。

可如今，普通電腦沒法挖礦，買專業(yè)礦機(jī)變成了參與挖礦的前提，這使兩個角色徹底分離開，導(dǎo)致了比特幣開發(fā)者、礦工和用戶之間分化嚴(yán)重。原來人人可發(fā)行，變成了只有礦工群體才有的特權(quán)。

PoS 雖然逐漸獲得認(rèn)可，但每一條公鏈，無不想回到最初中本聰?shù)脑O(shè)計，讓挖礦變得人人可及、平等，卻又能給予礦工合理激勵。ETM 就是為這一理想不斷努力的公鏈之一。

在其最近公布的黃皮書中，我們能看到 ETM 激勵機(jī)制的一些特點(diǎn)：極致平等、保護(hù)中小用戶。在本文中，Odaily星球日報將解讀 ETM 的共識機(jī)制、投票和分紅等激勵機(jī)制。

En-Tan-Mo 的共識機(jī)制名為 UPoS，具體出塊過程如下：

1、 通過上凸函數(shù)映射將所有投票人的權(quán)益（stake）轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的票數(shù)：這里原則是抑制大戶權(quán)益，鼓勵散戶。

2、 結(jié)合時間、節(jié)點(diǎn)以往表現(xiàn)等影響因子，算出每個節(jié)點(diǎn)的當(dāng)選概率，在每個出塊周期抽出 101 個節(jié)點(diǎn)參與本輪競爭出塊。

時間即持幣時長，一個持幣 2 個月的散戶，可能給節(jié)點(diǎn)帶來的當(dāng)選概率比一個持幣 1 天的大戶要多。

3、 被選中的礦工一起參與隨機(jī)抽簽（結(jié)合混沌排序和改進(jìn)后的 PoW），中簽節(jié)點(diǎn)有3秒時間出塊，3秒內(nèi)出塊不成功則跳過。

4、 開始下一次抽簽，抽簽結(jié)果由上一區(qū)塊哈希值決定，難以預(yù)知。完成 101 個塊后進(jìn)入下一周期。

PoW 算力為上的“公平”最終走向了不公平結(jié)果：公鏈被寡頭統(tǒng)治。為了保證結(jié)果的公平，ETM 的 UPoS 共識機(jī)制有以下幾個設(shè)計：

人人都可以參與挖礦

公平的前提是大眾參與，否則只能是少數(shù)人的公平。

新型的 PoS 公鏈為了性能，有不少選擇小范圍共識。這犧牲了去中心化，讓挖礦變成少數(shù)人的游戲。在 UPoS 共識機(jī)制中，挖礦則是大眾的權(quán)利。

UPoS 對節(jié)點(diǎn)門檻非常低。任何賬戶都能夠成為礦工，但是只有入選的 101 個賬戶才能夠生成區(qū)塊。

入選概率由持幣量（stake）轉(zhuǎn)發(fā)而成的票數(shù)決定。

用戶需要鎖定一定額度的 ETM，換取一定額度的投票權(quán)益(票數(shù))，用以投票選舉出礦工。鎖倉是投票的前提，用戶通過鎖倉獲取投票資格，這部分金額仍存在于個人賬戶中，但無法用于任何交易。

跟某些直接按排名出塊的公鏈不同，ETM 將節(jié)點(diǎn)入選概率化。

其將 DPoS 中出塊節(jié)點(diǎn)由按排名選取固定的前幾名，變?yōu)榘吹闷闭伎偲睌?shù)的比例概率抽選，讓排名 101 名以 后的礦工也有機(jī)會入選。

無論票數(shù)多少都有當(dāng)選可能，這防止了大戶持續(xù)壟斷出塊權(quán)利。再者，入選的 101 個節(jié)點(diǎn)需要跑一輪 PoW，也就是說即便入選也不意味著一定能獲得驗(yàn)證交易機(jī)會。

每個周期出塊的數(shù)量是 101 個，每一輪中每名礦工根據(jù)快速混沌排序決定出塊順序，每人有 3s 的出塊時間。如果未按時出塊或者區(qū)塊未通過驗(yàn)證，則繼續(xù)快速混沌排序?qū)ふ蚁乱粋€出塊礦工。每個區(qū)塊的生產(chǎn)都需要至少其他 68 名礦工簽名確認(rèn)并廣播。

增加散戶機(jī)會、抑制大戶權(quán)益

這是最能體現(xiàn) ETM 重視公平挖礦的設(shè)計。

PoW 面臨著算力中心化的問題，PoS 也可能導(dǎo)致富者越富窮者越窮的馬太效應(yīng)。這讓散戶獲得記賬權(quán)的機(jī)會式微，參與系統(tǒng)的積極性也越來越低。

在 ETM 系統(tǒng)中，用戶鎖倉一定金額 ETM 后，即獲得投票資格， 但鎖倉金額并不等于最終投票權(quán)益(票數(shù))，它要經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)換 X = u t·T (其中 T 為鎖倉金額，t 為時間增益系數(shù)，u 為抑制權(quán)益系數(shù))，得到最終投票權(quán)益 x (票數(shù))。

為了讓整個系統(tǒng)不被寡頭壟斷，ETM 在這一轉(zhuǎn)換中做了以下幾件事:

（1）時間增益——增加散戶機(jī)會

此處指的就是所謂的時間增益 t。為ETM 為小額投票人設(shè)定了時間系數(shù) t 的概念，小額權(quán)益(票數(shù))在時間的幫助下，成倍增長，尾部用戶也能夠突出重圍，獲得成功。這個時間增益系數(shù)每 24 小時自增一次，成功的概率隨著時間而增加，而在被投票人成功出塊后折半，不影響大的生態(tài)平衡。

（2）抑制權(quán)益——降低寡頭權(quán)

為了防止大戶形成壟斷，ETM 用上凸函數(shù)轉(zhuǎn)換持幣數(shù)量和投票權(quán)，這就是上述的「抑制權(quán)益」系數(shù) u。通過上凸函數(shù)， 抑制了資本獲得超額收益的幾率，進(jìn)一步提高去中心化程度。

什么是上凸函數(shù)？該函數(shù)的曲線特征大致如下。

它帶來的效果是，大戶擁有票數(shù)越多，會讓他支持當(dāng)選概率增加，但增加的速率會比散戶小。比如，散戶A 有100 ETM，大戶B 有 1 萬 ETM，他們?nèi)纪督o了節(jié)點(diǎn)小花，最后上凸函數(shù)轉(zhuǎn)化后，B 的當(dāng)選概率不是A 的 100 倍，可能只有不到 20 倍。

獎勵分配：鼓勵投票、更鼓勵直接參與挖礦

無論是DPoS 還是 PoS ，用戶都能以投票參與出塊，但成為節(jié)點(diǎn)才是參與治理最直接的方式。這是 ETM 投票和分紅機(jī)制的理念——鼓勵直接參與，而非被代表，也是中本聰白皮書的初衷——每一臺電腦即一節(jié)點(diǎn)。

接下來，Odaily星球日報將具體解釋 ETM 代幣發(fā)行和分紅機(jī)制。

跟比特幣一樣，ETM 中的挖礦收益分為區(qū)塊獎勵和交易手續(xù)費(fèi)。

其中區(qū)塊獎勵占 Token 總量的 48%，共 2.4 億枚，在 6 年內(nèi)分配完畢，逐年遞減。 6 年內(nèi)的比例分別為 :12.13%、10.11%、8.09%、 8.09%、6.07%、3.51% 出塊獎勵的變更時間表如下表所示:

交易手續(xù)費(fèi)用則由當(dāng)前輪所有活躍參與者按比例均分。

具體而言，ETM 每產(chǎn)出一個區(qū)塊，投票人可以獲得一定的投票分紅。投票分紅獎勵占 Token 總量的 5%，共 2500 萬枚。在 6 年內(nèi)分配完畢，逐年遞減。6 年內(nèi)的比例分別為:2.0224%、1.0112%、 0.5056%、0.5056%、0.5056%、0.4496%。

這 5% 的獎勵中，有一半給投中入選礦工的投票人，依入選礦工數(shù)量分成 101 份后，每名礦工的投票人按票數(shù)比例分配；給另一半累積一輪后隨機(jī)選一名礦工，該礦工的投票人按票數(shù)比例分配。

每個區(qū)塊投票分紅獎勵總額的變更時間如下表：

總結(jié)下來，ETM 出塊獎勵6-2個ETM，逐年遞減。總量 48% 分給礦工；5% 分給投票人，其中 2.5% 以固收形式發(fā)放（所投節(jié)點(diǎn)進(jìn)了 101 即能獲得），剩下以抽大獎形式發(fā)放，每5分鐘開獎一次，全給到一個礦工的“粉絲”。這跟其他 PoS 公鏈不同，給到礦工節(jié)點(diǎn)的獎勵似乎比投票人多。

對此，ETM 首席科學(xué)家 Aaron Yuan 回應(yīng)是為了鼓勵每個用戶都能當(dāng)?shù)V工，直接參與出塊，而不需要中介。ETM 為此研發(fā)了一鍵挖礦的軟件，用戶只需要在電腦上安裝即可成為礦工。這款軟件還有一個雙挖設(shè)計：由于 UPoS 的 PoW 算法兼容 ETH，如果節(jié)點(diǎn)沒有入選 101，還可以利用空閑算力挖 ETH。

配備獨(dú)顯、i5雙核 CPU的普通筆記本電腦就能挖礦，將閑置計算機(jī)資源充分利用，既降低了挖礦門檻，真正實(shí)現(xiàn)回歸大眾，又優(yōu)化了資源配置。

根據(jù) ETM 的路線圖，其主網(wǎng)目前正在內(nèi)測，計劃于今秋上線。各位礦工如果正在尋找有潛力的幣種與公平挖礦的機(jī)會，不妨關(guān)注一下 ETM 的進(jìn)展。