《读懂区块链PoS共识》第十章 PoS项目例子--TEZOS.md

Tezos

1. 1.1.项目介绍

Tezos项目起源于2014年，出发点为了解决频繁的BTC分叉问题，提出了一套可从程序最底层自行升级的系统，希望用链上治理来整顿BTC分叉闹剧。外加上智能合约，Tezos变成了一个可自治理的智能合约平台，从此，Tezos也被贴上了以太坊竞争对手的标签。但不得不说的是，Tezos启用了新的智能合约语言，支持形式化验证，是新一代智能合约平台有力的竞争者。

Tezos有多个特点，在位置白皮书（Position Paper）中也有比较清楚的描述，后多个特点升华出来，其中最为用户感知的就是以下3个：

自治理

自治理指的是Tezos可以通过提议，对基础的协议进行升级。该升级的可以修改到Tezos的最底层协议，满足时代变化所需。Tezos不会像BTC一样无休止的分叉，所有大部分人同意的修改，都会得到执行，而少数人分叉注定是失败的。

为此Tezos提议设计了一套底层协议，来支持底层协议的升级，并配套了一套链上治理机制，用以为协议升级达成一致。两者配合，是目前我们能看到的，在区块链世界开始运用起来的一套链上治理方案了。

形式化验证

形式化验证的概念看起来不太好明白，维基百科给出的定义是：

在计算机硬件（特别是集成电路）和软件系统的设计过程中，形式验证的含义是根据某个或某些形式规范或属性，使用数学的方法证明其正确性或非正确性。

软件测试中，你很难测试出什么是对的，或者什么是错的，唯一能确定的是，你规定了某种情况/方式/方法是错的，然后以这种标准去做软件测试，形式化验证就是这样一种标准。这样的标准能有效帮助系统测试做出有效的判断。

这种标准对智能合约平台是极其有帮助的，因为涉及到Token的价值传播，代码编写就需要极其谨慎，形式化验证对常见的错误进行了规范并纠正，能有效减少代码的bug比率。

当然，不是所有的公有链或者智能合约平台都达到了这个要求，所以形式化验证是Tezos主推的一个特点。

LPoS（Liquid Proof of Stake 流动性的权益证明机制）

2012年PoS共识被提出，后经历了两年左右的发展，Tezos提出了自己的PoS共识，采用了单块抵押金，配合Slash的方式，解决Nothing at stake等重要的PoS问题。创新性的引入委托权益的证明，使得Tezos整个项目的去中心化程度变得较为突出。历经4年，2018年上线主网，目前这套PoS系统成功代替了BTC的PoW共识，无消耗，无竞争，运行良好，也算是开启了PoS第二阶段的第一个项目里程碑（第一阶段是PoS在2012~2014年发展阶段）。

这3个特点的提出吸引了众多的投资人，2017年进行ICO的Tezos获得了2.3亿美金的投资，成功成为2017年ICO募资之最，其中不乏大名鼎鼎的硅谷投资教父Tim Draper。

Tezos的发起人是Authur B，最早是高盛的员工。和其他项目的创始人一样，都从迷恋比特币的白皮书开始进入区块链世界。面对BTC的分叉，ETH的性能，PoW的消耗性能，AB提出了解决办法都应用到了Tezos上。

但是一直以来，Tezos项目都相当低调，据AB说，低调的性格是秉承了法国人独有的调性。所以项目很早之前，开发团队基本不露脸，也不公开发展路线图，社区能得到的消息极少极少，也因此，曾经一度有投资者组成了维权群。

ICO结束后，Tezos经历了项目史上最严重的两次磨难，一个是基金会主席的中饱私囊，ICO募资资金光发自己，不发开发者；另外一个是美国SEC法案将Tezos ICO列入调查的情况。两者相冲突，项目进展信息得不到，社区里一度认为这个项目已经黄掉了，但没想到后面Tezos奇迹的站了起来，由社区请愿罢免了基金会主席，也通过法律手段解决了SEC的问题。

经历了这两次磨难，Tezos的社区变得更加健全，开发者，验证人都在稳步增加，新的基金会大方拨款成立开发者资助计划，目前来看，整个社区发展较为稳健，白皮书中列举的一些方案，都在有序进行当中，包括投票治理，扩容和隐私等，新的一年，还是值得期待的。

目前，Tezos请了四大的会计事务所对Tezos的所有开销进行审计，并公开。从中可以了解到的是Tezos基金会目前还有约5亿美元的资金，可以支持项目的长期发展。长期发展是Tezos提出的一个重要理念，所以我们可以看到Tezos的开发周期基本是按月以上来排的，很多调整都较为仔细，并且和众多高校，科研机构达成了合作，资助了很多开发工具的团队，着重培养学生，准备好了来打区块链5年以上的"战争"。

这种步调，像极了法国人处事的节奏。

1. 1.2.代币情况

Tezos的代币称号为XTZ，符号为ꜩ，总量约7.6亿。其中20%留给基金会和团队，其余80%用于ICO。Tezos ICO采取不设硬顶的方式，XTZ的总量和投资总额有一定的关系，最终投资额锁定在2.3亿美元，由此得出的XTZ总量。

XTZ年增发约5.5%，增发的奖励全部分发给Tezos的验证人。目前，超过70%的XTZ用于Stake，Stake可以抵消增发造成的稀释，在目前并没有太多应用的场景下，非稀释性通胀给系统带来的安全程度是很高的。

XTZ的年增发不会长期停留在5.5%，白皮书中有提到过增发率会无限趋近于1%，减少增发率是一个线性过程，这有助于合理平衡系统。Tezos认为，过于大的通货膨胀不利于系统发展。

1. 1.3.代币作用

XTZ的作用有两个，一个用于Stake（Tezos中把Stake叫做为烘焙），一个用户投票，链上治理。目前第一个功能已经实现，目前有超过70%总量的XTZ用于Stake，第二个功能目前正在开发当中，预计于2019年Q1会有第一个提案出来。

Stake的量如此高有两方面的原因，一方面是熊市，XTZ的价格并没有达到预期，持有人Stake可以获得奖励，比单放着好很多；另外一方面是XTZ并没有太多使用场景，除了交易和Stake外，其他并无选择，所以Stake的量会比较高。

1. 1.4.发展路线

Tezos并没有很清晰的发展路线，Authur B也在直播中表示过，Tezos并不会有Roadmap，因为他觉得Tezos是一个社区，社区的发展应该有所有开发者来决定，不应该有一个中心来决定Tezos的发展规划。

但从目前所得到的信息中看，Tezos正在一步步执行白皮书中写到的一些规划，如链上治理的Furtarchy，扩容的zk-SNARKs，还有参考Tendermint要实现的BFT容错规划等。

之前AB在2019年临近的直播中，展望了一下Tezos的发展，其中包括zk-SNARKs，内存优化等技术优化，更多开发工具，开发语言等。

1. 1.5.设计哲学

Tezos的设计哲学比较特别，不像Cardano的学术派，不像Bitcoin的放任派，Tezos综合了比较多项目的优点，倾向于较重的去中心化，倾向于低调（Low Key）的行事，Tezos从2014年开始，2018年上线主网，前后经历4年，尽显法国人酿红酒的本性，主网上线后运行稳定，鲜有波动。

在去中心化上，Tezos应该是非常开放的。在Tezos的设计中，成为验证人的门槛是持有10000个XTZ，如果没有持有那么多，那么可以将权利委托给别人，间接获得验证的权利。这样委托权益的方案，对去中心化的程度有一定帮助。

另外，Tezos没有像EOS或者Cosmos一样设置验证人上限，因为Tezos有zk-SNARKs的方案来做扩容，AB在早期的Medium博客网站上，就曾撰写长文讲zk-SNARKs的扩容方案。目前Tezos的验证人数保持在100+，全节点数量在450+，对于一个PoS共识公有链来说，可以说是非常出色了。

最关键的是，后来者可以轻松的进入到验证环节，不需要花费巨大的精力和成本，就可以成为验证人。同样，已经参与验证的持币人也可以轻松退出验证环节。这种去中心化模式，让我更明白了去中心化的定义：

任何共识当中，验证人可以轻松进入，也可以轻易离开，即是非常好的去中心化。

除了去中心化，Tezos创新性的将PoS共识进行了优化，制定出了非常清晰的，以区块为单位的抵押金和奖励机制，并结合了Vitalik的Slash规则来规范分叉和不诚实节点问题，这套逻辑到目前仍然是一种比较前沿的设计方案。

但是Tezos并非所有都是完美的，不知道是开发时间限制还是思想差异，Tezos系统中很多模块都是需要在线下协调来完成了，比如委托Stake的奖励分发，比如委托抵押金的交付人是谁等，Tezos充分发挥了市场的作用，让其得到解决。

这点和Cosmos是完全不一样的，同样的问题，Cosmos将解决方法设计到了原型（Protocol）中，方便了和解决了众多去中心化的协调问题。

不过，这就是Tezos的设计哲学，遵循慢即是快，遵循区块链精神，虽然有表象上发展比较慢的诟病，但是这种差异化哲学让Tezos在西方世界收获了非常多的认同。ICO地址有3万+个，在一开始，Tezos就获得了比其他项目还要大的认同。

1. 1.6.LPoS

Tezos的共识是基于PoS的优化，社区人为了区别和其他PoS共识，命名为LPoS（Liquid Proof of Stake）。按照以往对于PoS共识的命名来说，Tezos的PoS也可以命名为DPoS（Delegate Proof of Stake），因为在Tezos里面，持币人是可以将XTZ委托（Delegate）给验证人的，这和BM创建的DPoS的投票选举不同，XTZ的委托是Tezos里面去中心化的一大特色。

既然是基于PoS，LPoS同样是建立在持币人权利上的机制，持币人通过Stake可以参与到Tezos的验证人系统当中，运行节点程序，验证人在被选中的高度进行出块（Bake）和验证（Endorsement），合理的行为会被奖励，作恶的行为会被扣除大部分抵押金。

Tezos为了提高性能，采用了以10000个XTZ为一个卷（Roll）的出块人选举方案，同时，和Cardano，以太坊一样，设置了选举周期（Cycle），一个周期大概是4096个块，2.8个自然日，周期开始前，下个周期的验证人，出块人都会按照Roll的比例被选举出来。抵押金缴纳则是发生在出块前或者验证前，出一个块交一次抵押金，验证一个块交一次抵押金，完成指定操作后，奖励会发送到你的验证人账户，但是是被锁定的状态。

单块抵押金的多少和单块奖励的多少是Tezos根据一个安全系数算出来的，目前出块奖励为16XTZ，验证奖励为2XTZ，出块抵押金为512XTZ，验证抵押金为64XTZ。总体算下来，抵押金的安全比例为8.25%。

所以LPoS是以 小单位：区块，大单位：周期 形成的一种选举人共识。

另外，没有能力，时间，或者是技术的持币人，可以将XTZ委托给验证人，委托过程不存在转币，委托只是一层系统认定的权利转移关系。同时，系统锁定了抵押金，但并没有锁定委托的XTZ数量，委托人在委托期间可以任意转移自己委托的XTZ。

这也是LPoS中，L（Liquid流动）的由来了。

锁定的抵押金，目前Tezos市场上出现了验证人帮助委托人交抵押金的情况，委托人委托并不会担任自己本金丢失的风险，但有不诚实验证人不给于奖励的风险，这相对于丢失本金的风险要小的多。市场上超过50%以上的XTZ是通过委托来参与验证的，这个数量足以看出委托体系建立，对于Tezos的帮助了。

整体来说，LPoS解决了PoS中，参与Stake动力不足的问题，满足了PoS系统中需要越多币参与Stake越安全的要求，通过非稀释性通胀吸引用户参与Stake，是一种创新。另外，LPoS的选举效率和选举安全都是可以得到保证的，目前，Tezos使用的Follow the Satoshi选举算法和Cardano选举算法大致是一样的，后者有数学严谨的证明其是安全的，可靠的，无偏差的。

1. 1.7.性能

Tezos的性能并不算出众，目前大概只有40TPS左右。但目前尴尬的是，几乎每个块都还填不满数据，所以对于Tezos来说，提高性能并不是当前的要务。

去中心化和性能这两个不可兼得，Tezos的设计哲学是先冲着去中心化去的，因为觉得去中心化是不可逆的，而性能是可以不断提高的。所以我们可以看到前期Tezos花了很多时间在设计整套去中心化架构，从参与验证，到委托权益，这些功能在一定程度上降低了系统的处理能力。

我很期待zk-SNARKs给Tezos带来的性能提升，因为从ZCash的sapling2.0来看，优化后的zk-SNARKs给ZCash带来了指数级别的提升。

1. 1.8.运行

运行Tezos的节点程序比较简单，需要搭建所需环境，并按照官方指导步骤搭建即可。搭建节点的 教程比较多，这里贴一个比较完整的节点搭建方案：https://github.com/tezoscommunity/FAQ/blob/master/Compile_Mainnet.md。

另外，节点搭建完成后，还需要注册才能成为验证人。记得，成为验证人需要1万个XTZ，只有注册成功的验证人才能获得被选举的权利。

目前Tezos的节点程序更新并不算频繁，但是只要是更新一般都需要节点一起来更新，来保证整个网络运行稳定。节点验证人会有一个地方进行交流：https://tezos-baking.slack.com/messages/CC4FD2HUY/。

Tezos并不会要求节点24小时在线，被选举的验证在指定时间没有在线，则会有次优先级的人来替代出块，所以不在线不会成为Slash的条件，不在线只会让验证人丢失本就属于自己的奖励。但是，节点升级尽可能的还是选择没有出块或者验证的时间段来停机升级，避免不必要的损失。

1. 1.9.出块人

Tezos上的出块人，也称作为验证人，验证人有四个职责：

• 出块：指生成新区块链，打包交易到区块并广播

• 验证：验证新的区块和交易，并签名

• 披露：将当前周期的随机种子在下一个周期开始前广播

• 谴责：如果发现不诚实行为，可以发表谴责声明到区块链中（可选）

其中，4个行为中，除了披露外，都可以得到系统的奖励，其中，以验证的奖励最多。持币人通过运行节点程序，并注册，即可成为验证人。

1. 1.10.持币人

持币人在Tezos系统中，有三个权利：

• 投票

• 注册成为验证人

• 委托权利：可以将XTZ的Stake权益委托给其他验证人

目前投票的进程才开始初步试水，已有在社交媒体上发起讨论了。但是真正的投票还在调试当中，预计第一次投票会在2019年Q1开展。

1. 1.11.激励

Tezos年增发5.5%，按照7.6亿的总量来算，每年有4千万XTZ会被增发出来，按照3人民币一个XTZ的价格来算，每年增发的XTZ价值1.2亿。

Tezos上的激励行为有以下3种

• 出块：一个区块奖励16个XTZ

• 验证：一个区块奖励2个XTZ

• 谴责：被证实后，没收的抵押金少部分奖励给发表谴责的人

举个例子，按500万个XTZ计算，一个周期大概能获得40个出块机会，1400个验证机会。有足够多的抵押金情况下，可以获得奖励=40x16+1400x2=3440个XTZ。

如果500万个XTZ中有80%是用户委托了，验证人设置的委托手续费为10%，那么验证人可以获得的总奖励=3440x（1-80%）+3440x80%x10%=688+275=964个XTZ

一个周期大概2.8天，那么一个月下来，接受委托的验证人大概可以获得9640个左右的XTZ。

1. 1.12.惩罚

Tezos的惩罚Slash和其他的PoS公有链差不多，基本是针对分叉和不诚实节点做出的限定，主要有以下几个惩罚行为：

• 双块：在同一区块高度生成两个新的区块

• 双签：在同一区块高度在两个不同链上上的区块签名

• 披露：在周期结束时，不披露随机Nonce

Tezos对不诚实行为的惩罚是非常严厉的。按照周期为范围，如果周期内发生一次，那么周期内的抵押金会被全部扣除。就按照500万个XTZ来计算，40个出块机会，1400个验证机会，总共要交的抵押金=40x512+1400x64=130560，这个抵押金要是被扣除了，那可得不偿失了。

所以验证人作恶的成本是很高的，一般情况下，不会去作恶。但是由于系统初期，并不是所有验证人都能清楚的知道什么行为会被Slash，或者是知道了Slash的行为但不知道怎么去规避，亦或者是误操作，导致的Slash情况也很多。

1. 1.13.治理

Tezos是非常强调链上治理的，最开始讲Tezos的一个重要特点就是自治理，自治理需要配套一套链上提议-投票的系统来一起维护。

目前，开发团队的投票系统针对的是Tezos底层的协议升级，也就是自治理部分，分为4个阶段，每个阶段都是以周期计算（Tezos中的周期为Cycle，一个Cycle4096个块）

• 提议周期 ：第一阶段持续1~8个周期。这个可以理解为广泛收集议题的周期。有验证人提交提案，所有验证人给提议投票，每个验证人只能投20个提案，取票数最高的那个提案进入下一个周期

• 探索投票周期 ：第二阶段持续9~16周期。此周期内，所有验证人对第一阶段投票最高的提案进行二次投票，确定是否同意执行。如果此周期的投票人数超过绝多数（80%），并且投票人数中投通过的大于投否定的票数，那么该提案进入下一个周期

• 测试周期 ：第三阶段持续17~24周期，该周期会从主链分叉出一条测试链，用于测试该提案，持续48小时。另外，一个链下的测试网可以用于评估提案。

• 推进周期 ：第四阶段持续25~32周期，测试周期结束后，验证需要再次对提案进行投票，以决定是否要将提案应用到主网。同样，如果此周期的投票人数超过绝多数（80%），并且投票人数中投通过的大于投否定的票数，那么该提案所在的测试网将被认成为主网。

一个底层协议的升级一共经历32个周期（90天），3次投票，其中还要经过足够长时间测试才能确定是否上主网，看上去升级元协议并非易事。

另外，验证人并挑选出来作为权力代表，代表委托权益人进行投票，这点很EOS有点像，只是委托人可选择的范围不受21个的数量限制。有一些权力代表初期会收集委托用户的投票意向，但是这种意向收集往往费时费力，并不能确定在没有激励的情况下，投票的参与率和收集率的情况。而且一次投票的时间间隔比较长，很像是大国治理，达成共识的难度较高，这有点偏离了以往我们对于互联网产品更新迭代速度快的印象。

第一次的链上提案已经发出，在社交平台上已经有了讨论，主要议题有两个

• 减少Roll的数量

• 提高Gas Limit

这次提案还没有提交到链上走投票流程，预计2019年Q1会正在上链进行投票。Tezos的链上治理还是比较复杂的，不像其他公链，仅仅是一个提案上链投票，然后选择团队执行的的过程，而是将上链投票和执行都自动化到流程中了，所有过程和利弊都可以在链上看到，避免了提案本身描述的天花乱坠，但线上崩溃的一塌糊涂的境地。

这也就是Tezos被称之为一个可自治理的区块链的由来了。

1. 1.14.问题

Tezos项目自2014年~2017年发展的都还挺顺利，ICO后到时出现了一大堆问题，特别是法律法规问题，Tezos更是聘请了财务，法律团队来避免一些不必要的踩坑，目前来看，Tezos的审计开放程度是比较公开的。尽管做到如此的小心谨慎，项目还是不可避免的存在这样那样的问题：

• SEC问题

美国证券交易所的决定，会影响XTZ的价格走向，如果SEC把XTZ列为证券，那么它极有可能会被合规交易所下架交易对，这对Tezos来说是比较严重的打击。目前，将XTZ列为证券的讨论还存在。

• 基金会法律问题

基金会的法律问题一直以来都没有停止过，大到基金会主席的不作为，小到投资人的维权诉讼，这些干扰因素一直在困扰着基金会。虽然2018年，基金会重组，甚至出现了一个由草根组织形成的基金会，整体向好，但是仍然有很多法律问题时不时会出现。

• 开发慢问题

Tezos的开发团队主要是在法国，法国的生活节奏，工作节奏都比较慢，所以Tezos的项目开发也是比较慢，这会被众多投资者诟病，特别是来自中国的投资者。

1. 1.15.未来

Tezos的未来是想成为一个能自治理的智能合约平台，因为其新的智能合约语言OCAML的关系，它极有可能在金融领域突出重围。也因为这个原因，Tezos准备好了区块链发展5~10年的准备，重金投资了很多科研机构，教育机构，培养新的开发者在Tezos上写智能合约，做应用。

但是，Tezos想大成可不简单，Tezos面临的竞争也很多，这本书中讲到的一些例子（Cardano，Dfinity，Ethereum等）都是它的竞争对手，而且对手的团队，融资额，市场操作并不会比Tezos差，所以，都想成为新一代智能合约开发平台的心，会引起非常惨烈的竞争，而最终胜出的极有可能是小部分，亦或是在各自在各自的领域存活，并获得生机。

Tezos有自己的优点，也在打自己的差异化，很多项目并没有5~10年的发展计划，所以在长远（Long Run）来看，Tezos应该会有属于自己的一席之地，尽管现在的生态发展很糟糕。