作者：Sergio Demian Lerner， 2021.5.13 英文版 在這篇文章中，我分析了Stacks區塊鏈，並將其與RSK進行了比較，特別是關於它們的起源和共識協議。爲了使本文儘可能簡短，其他平臺的特點，如其生態系統，將在後續文章中進行分析。雖然這篇文章打算做一個純粹的技術評估，但我對Stacks的研究使我對PoS系統中公平的硬幣分配有了更多的哲學討論。我盡了最大的努力去了解Stacks的共識，由於缺乏文檔，我曾多次把頭撞向牆壁。然而，Muneeb和Stacks論壇的人們都很友好地回答了我的技術問題¹。如果你發現對Stacks協議的描述不正確，請與我聯繫，我將修改這篇文章。

起源 #

RSK和Stacks都有一些共同點：它們是唯一被其社區宣傳爲在比特幣之上提供智能合約的項目。但它們非常不同，對建立在比特幣上的意義和什麼是加密貨幣觀點是相反的。

RSK是一個在2016年設計的比特幣側鏈（我參與了它的設計）。它在2018年由一個拉丁美洲草根比特幣玩家團體開發並最終推出，他們成立了RSK實驗室。它很快就發展了自己的社區，並有擁有共同的比特幣價值觀。RSK在將近一年的時間裏沒有受到新聞的關注，因爲比特幣者都在關注閃電網絡的發展，因爲它是比特幣唯一的支付擴展性解決方案。在第一年，RSK的有機增長與比特幣閃電網絡相當，慢慢地征服了拉美地區的無銀行賬戶的人，並且與投機性的使用情況相當遙遠。RSK社區的核心是一個開放的新金融系統對金融包容性的好處，並相信有狀態的智能合約和以比特幣爲抵押的穩定幣是有利的關鍵。在最初的幾年裏，RSK社區不斷建設基礎設施，如易於使用的錢包、on-ramps和off-ramps，以準備好迎接黃金時期。2019年，‘DeFi’熱潮開始，從以太坊開始，但隨着以太坊的gas價飆升，又轉移到RSK和其他兼容EVM的區塊鏈上。DeFi開發者意識到，DeFi應用不需要被束縛在單一鏈上，而是可以在EVM兼容的平臺上輕鬆成爲多鏈。RSK由於其高安全性和廉價的交易而被選中。在2020年和2021年，RSK社區在RSK上創建了許多新的DeFi dapps。更多用戶的存在加速了一個良性循環，錢包原生地整合了DeFi應用程序，在2021年，數以萬計的新用戶成爲DeFi的活躍用戶。

Stacks的創建和開發更加中心化。Stacks是由Muneeb Ali2017年創建的，之前的名字是Blockstack。他寫了所有的白皮書，併成立了Hiro Systems PBC公司來開發這個項目。他從已知的風險投資公司籌集了幾輪投資。許多應用程序是爲Blockstack開發的。截至2021年5月，Stacks平臺似乎有幾百個日活躍用戶，如果你看一下區塊資源管理器中的交易量。然而，似乎活躍用戶不等於Stacks上的活躍地址。用戶可以註冊一個用戶名（域名），而沒有任何區塊鏈交易。我被告知，explorer只反映了智能合約的活躍用戶，而不是需要用戶名的應用程序的活躍用戶（這很難衡量）。

關於早期VC和預挖參與Stacks的問題，人們意見不一。在以太坊進行預售之前，預挖是一個壞詞。現在對於資助新項目來說是很常見的。當然，對於一個爲權益證明支付利息的加密貨幣來說，硬幣應該在成千上萬的用戶中公平分配，以增加共識的安全性，避免出現財閥。

最後，鑑於Muneeb學術界資歷，我對不存在描述Stacks PoX共識協議的科學論文感到失望。沒有健全性或有效性證明。白皮書只是膚淺地解釋了PoX共識。

激勵機制一致性 #

RSK 是一個比特幣側鏈。這意義重大。它意味着不需要其他代幣來使RSK工作。它意味着比特幣是RSK的原生幣，它意味着只要比特幣仍然是價值儲存，RSK就不怕內在的貨幣風險。比特幣礦工在合併開採RSK時賺取交易費。這種流動激勵了提高比特幣和RSK的安全性。大多數比特幣礦工參與了RSK的合併開採。

Stacks在營銷材料中宣佈自己是比特幣的夥伴，但在內部它與比特幣社區（礦工、持有人或基礎設施供應商）沒有共同的激勵。Stacks和比特幣之間的唯一聯繫是，Stacks使用比特幣區塊鏈作爲技術來確保共識，作爲副產品，Stacks有一個比特幣區塊鏈預言機。Stacks 2.0的原生貨幣是STX，而不是比特幣（而且Stacks上沒有包裹好的BTC代幣！）。由於Stacks開發者的意圖是人們堆積（長期鎖定）STX代幣，看起來STX的激勵用例是作爲一種價值存儲，直接與比特幣競爭。在比特幣社區和Stacks社區之間發生對抗的情況下，比特幣礦工可以審查Stacks PoX交易（他們可以很容易地被區分），導致問題或Stacks共識的停止。由於Stacks和比特幣之間缺乏跨鏈激勵，Stacks是一個Remorachain。

綜上所述，Stacks與Ethereum、Avalanche、Cosmos、Arbitrum以及所有其他智能合約區塊鏈競爭，這是對Stacks的褒獎。我只是不相信 “建立在比特幣上 “的口號。

區塊鏈共識 #

RSK使用merge-mining來保證其鏈的安全，其安全性是由在RSK上交易的價值，以及比特幣礦工不攻擊比特幣側鏈的動機所賦予的。加密經濟的安全性隨着費用的增加而上升，但在第一年，RSK主要是由51%的誠實挖礦的多數來保障。由於超過68.5%（月平均）的比特幣礦工也在挖RSK，而且這個比例在逐日上升，RSK的安全門檻正在迅速接近比特幣的。在起步期，合併挖礦的安全性一直被批評認爲不安全，但RSK已經成功地超越了 “不安全區”。

在合併採礦的基礎上，RSK有一個去中心化的保護系統，稱爲Armadillo。Armadillo節點可以在潛在的惡意分叉造成破壞之前檢測到它們，並提醒網絡注意它們。任何用戶都可以運行這樣一個節點。

至於未來，RSK社區也在評估實施一種標準合併採礦的創新改進，稱爲Inclusive Fork-aware 合併開採。

Stacks的共識協議被稱爲Proof-of-Transfer (或稱PoX)。礦工們爲創建區塊的權利進行投標。選擇區塊提議者（稱爲領導者）的過程類似於全付費拍賣。在全付費拍賣中，所有競標者必須支付他們的出價，即使是那些沒有贏得拍賣的人。競價是使用比特幣進行的。競價將被髮送到一些 “堆積者 “地址，這些地址是通過多方隨機數生成過程確定的。隨着時間的推移，PoX機制顯然會經歷一些轉變（sunsetting過程），越來越多的比特幣被燒掉而不是被轉移。誰是Stacker？Stacker的集合是如何演變的，他們與礦工的聯繫是什麼？這個機制對比特幣社區有什麼貢獻嗎？

Stacks共識協議是沒有正式化，也沒有安全證明的。PoX白皮書中的描述是模糊的。之前有一個Stacks 1.0共識協議，模仿中本聰的共識，通過匿名的虛擬礦工燃燒比特幣來實現其安全性。最佳鏈獲得的安全性是由燃燒的價值給出的。最佳鏈是擁有最多燃燒值的鏈。Stacks 1.0共識是很容易分析的。但是在Stacks 2.0中，假名的*區塊生產者*通過將比特幣轉移到另一個被稱爲*stakers*的假名團體，在一個名爲STX的新代幣中進行定期存款，來競標創建區塊的權利。作爲回報，堆積者對Stacks鏈的版本/分叉發出信號（投票），作爲當前的版本。堆積者對STX的鎖定被稱爲堆積（不要與釘子混淆）。

論文後來提醒說，隨着時間的推移，Stacker可能與區塊生產者重疊或串通，然後區塊生產者將只是給自己付錢，使共識協議不安全。社區很有可能永遠不會發現這一點，直到它太晚了。該文件提出，如果社區檢測到重疊（很難，因爲所有參與者都是假名），社區將把網絡硬塞給以前的共識協議（Proof-of-Burn），或者以某種方式由中央機構決定將比特幣支付給誰。對於更多的信息，白皮書將讀者重定向到改進建議，其中包含廢棄的信息（Stacks 1.0）或白皮書內容的完全複製。

Stacks共識類似於兩院政府，這種想法在區塊鏈生態系統中並不新鮮²。在這種情況下，每個議院的多數成員決定議院的投票，兩個議院的投票必須匹配，以達成共識。這種想法本身並沒有缺陷，但要求至少其中一個議院的參與者可以事先被識別，或者在發生欺詐時可以承擔法律責任。如果沒有，那麼它代表了對所有假名演員一起的honest majority assumption。這與權益證明（沒有slashing）沒有區別，這些參與者不作弊的唯一動機是未實現的未來收入。

最後，根據Stacks 白皮書，Stacks區塊生產者也可以生產Bitcoin-NG風格的微區塊，頻率高達每秒一個，但我找不到任何方法看到它們。我被告知，微型區塊可以每30秒產生一次，而且這個功能已經實現，並且可以使用，但沒有反映在區塊探索器中。

共識安全 #

RSK的共識是基於合併挖礦，衆所周知，當參與區塊鏈的激勵機制一致時，當大多數礦工參與時，當合並挖礦鏈支付的費用對合並礦工意義重大時，合併挖礦就能實現高安全性。RSK在這三個條件上得分很高。RSK是一個比特幣側鏈，平均68%的比特幣礦工會對RSK進行合併挖礦，支付給礦工的RSK費用一直在穩步增長。

對我來說，不能說Stacks PoX在確保共識安全。PoX文件中關於安全的說法似乎是循環的：只要Stacker爲他們所擴展的鏈投票，區塊生產者就會得到STX的獎勵，只要區塊生產者遵循他們投票的鏈，Stacker就會得到獎勵。然而，我後來被告知，Stacker對最佳鏈的投票只是對礦工的一種提示，並沒有真正通過共識來強制執行³。我仍然認爲，如果這兩組人同時勾結並偏離，他們可以重組鏈，並強加任何他們想要的分叉而不受懲罰。

另外，一旦攻擊者勾結起來接管區塊生產（政變），他們就可以超越任何誠實的區塊礦工，因爲他們從支付自己的費用中獲益，而誠實的入侵者必須支付惡意集團的開採費用，否則就燒燬硬幣。幸運的是，誠實的大多數Stacker可以通過使用協議中的一個防止stacking審查的功能來恢復。這是通過使用特殊的比特幣交易（稱爲Stack-STX，Transfer-STX，PreSTX）來實現的，但要重新獲得治理的控制權，他們需要超過攻擊者的股份，攻擊者也可以堆積更多，只需保持投票時佔多數即可。最後，控制大多數堆積了的STX的集團有可能保留權力，就像PoS一樣。爲什麼stacker會提供一個最佳鏈的提示？我不知道。似乎如果礦工遵循這個提示，這就削弱了協議的安全性。如果他們這樣做，沒有slashing的事實意味着，阻止政變重組區塊鏈的唯一因素是他們持有的STX的潛在價值損失。在任何情況下，就像在任何區塊鏈中一樣，大多數礦工可以通過忽略它來審查礦工的礦區，並挖掘一個兄弟區塊。

PoX比PoS有一個好處：雖然區塊生產者可以被審查（礦工可以跳過區塊），但他們不能被沉默，因爲比特幣區塊鏈被用作安全廣播媒介。Stacker可以被競爭，但不能被審查。最後，最後的手段是UAHF，沒收惡意Stacker的STX。

正如PoX白皮書所述，PoX保持安全的唯一方法是防止區塊生產者也進行stack，這隻能通過一個依賴於信任的團體來stack流通中的大部分STX來實現。換句話說，就是一個財閥。爲了避免成爲一個財閥，PoX需要在許多人之間進行初始幣的分配，這與PoS完全一樣。因此，我決定找出4個月前Stacks 2.0推出時的硬幣分佈情況。

預挖(Premine) #

Stacks 2.0對之前的區塊鏈賬本進行了快照，稱爲Blockstack，這是一個比特幣區塊鏈覆蓋協議。你可以在這裏查看傳統的Blockstack賬本。你可以用一個驗證腳本來驗證餘額遷移的正確性，這裏。看來Stacks背後的團隊對衆多投資者和創始人之間的硬幣分配一直非常透明（你可以找到它，這裏）。這是2018年至2021年創建和銷售的13億個代幣的總體分配情況（1B STX）。更多的硬幣在2021年通過vesting分配，（346M STX）。

非常凸出大部分幣集中很少幾方手中。爲避免在如此集中的分佈，以太坊是從先PoW開始，再進入PoS時代。代幣的集中是危險的，因爲如果少數參與者被黑客攻擊，攻擊者可能會得到區塊鏈共識的控制。另外，代幣集中度隨着時間的推移而增加，導致富者越富。

除了這個圖表，屬於投資者的具體地址沒有被披露。這對於個人隱私來說是可以理解的，但公司、風險投資公司和基金會應該披露。我決定回顧一下代碼，尋找這些信息。從1.0轉移到2.0的餘額被存儲在一個名爲chainstate.txt的文件中。我解析了這個文件，發現了幾個有趣的事情。

首先，我瞭解到有33萬個賬戶的餘額不爲零，但有322萬個賬戶正好持有100個STX。這是按金額劃分的硬幣分佈。

通過谷歌搜索，我發現這100個STX錢包對應的是空投在2020年與一些多幣種網絡錢包合作進行的。然而，由於這些網絡錢包還沒有實現對Stacks 2.0的支持，用戶餘額是鎖定。這些賬戶中似乎只有2.4%（8K）是活躍的，所以直到1月份，非託管錢包的活躍用戶數量一定是8K左右（我沒有計算鏈外用戶，這是很難衡量的）。

第二，我瞭解到，16個餘額最高的賬戶持有5.03億STX代幣，超過了Stacks 2.0推出時存在的50%的代幣。這似乎與公佈的圖表一致，儘管其中一些地址可能是交易所的錢包，或其他非託管用戶錢包的聚合者。下面是Stacks 2.0推出時的前5個地址，以Stacks 1.0地址格式列出。

1. 138 M STX: 1AtPvrrMiuBdoA6R6atZpgfLsRM7V9ep1W

2. 45 M STX: 3PJ31s6hBNqWZxomHE1JZPUq78tNyQmepA

3. 43 M STX: 1NDhoMmGDiwqcFTohUMXkidymcxG12Q82x

4. 36 M STX: 17UxtH36S3AFM3odE8MQepqMFhNR1sKUWb

5. 30M STX: 31tXY8LMEcc3YzWwpFQj7ZGYE2U2BM1kk4

第一個持有1.38億STX。下面是前5個對應的Stacks 2.0地址（你可以用這個庫將Stacks 1.0地址轉換成2.0）。

1. SP1P72Z3704VMT3DMHPP2CB8TGQWGDBHD3RPR9GZS
2. SM3PFM748JYCK9H823C8BGRGFRHFPXHPP8F2FFRV8
3. SP3MC3C65ZCS9X9W27EFWQW5ME3W7N7632VWE89G3
4. SP13HN8N68CFASWYBX6C78XP5HF50EHJENRYQHJ7S
5. sm12tjxjeqqer0ewx6783rwh1r8yzg3m9sbqvdfh

其中一些人仍然收到代幣，作爲從Stacks 1.0開始的歸屬時間表的一部分，並在Stacks 2.0繼續。這些地址現在似乎都沒有參與堆積(stack)，但是大量的STX已經從這些賬戶中轉移出來（1AtPvrrMiu現在只有46M STX），所以需要更多的研究來追蹤他們的所有者是否還在使用其他地址進行堆積(stack)。

更有趣的是，Stacks 2.0推出時的基尼係數是0.96，這在我看來是相當高的。在現實中，該係數可能會更高，因爲幾個地址可能屬於同一個人或組織。大型交易所的持有量也會增加該指數。有幾個嘗試測量了比特幣和以太坊在不同時期的基尼係數，Stacks在創世時的係數似乎比任何一個都要高得多，表明中心化程度較高，這對引導權益證明系統並不有利。然而，由於每個測量方法的不同（窗口法與靜態餘額，截止金額等），我無法公平地比較他們的基尼係數。

總而言之，Stacks有一個用於達成共識的權益證明 系統，與其他許多PoS系統一樣，如果初始代幣集中度高的話，往往會使富裕的一方變得更富有。網站stacking.club在一個漂亮的用戶界面⁴中顯示了所有關於堆積者（Stacker)和押金週期的信息。

同樣有趣的是，這種創世時STX的高集中度一直持續到今天，在每兩週的獎勵週期中重複出現。例如，在堆積週期#6（最後一個），只有12個堆積者(stacker)集中了超過51%的總堆積幣（385M STX）。其中一些堆積者可能是堆積池，包括數百名參與者，如比特幣礦池。

RSK沒有預挖，因爲側鏈不可能有預挖，因爲沒有coin minting。RSK生態系統發展基金，會收到RSK交易費的一部分，爲RSK的發展和研究貢獻了數倍於收到的金額，首先由RSK實驗室支付，後來是IOV實驗室。

比特幣橋 #

Stacks的文檔指出，“Clarity合約內置了比特幣的SPV證明，可以使開發者與比特幣狀態的互動更加容易’’。但仍然沒有與比特幣的實時橋樑。我被告知，有一個包裝好的BTC服務（由TokenSoft提供）正在進行中，並計劃進行雙向掛鉤的工作，但沒有公開的路線圖。

RSK是一個比特幣側鏈，因此只能存在於與比特幣的雙向掛鉤中。因爲RSK包含了只有header的比特幣區塊鏈視圖，這個視圖需要由用戶通過調用Bridge合約來更新。一個有趣的事實是，在RSK推出後的第一週，調用橋接通知掛入是免費的（由共識強制的零交易費用），因爲RSK中沒有比特幣來支付費用

該橋從聯盟掛鉤開始，然後增加了標準的HSM安全，最後遷移到Powpeg：它是這樣的系統，其中硬件安全模塊（HSM）與定製的固件和固件證明保護多簽名的私鑰，並只根據RSK區塊鏈收到的命令進行操作。這些命令在HSM中使用RSK區塊鏈中由合併挖礦提供的累積工作證明進行驗證。關於RSK Powpeg的概述可以找到here。

智能合約語言 #

RSK VM與EVM（以太坊虛擬機）高度兼容，它與Ethereum web3標準兼容。大多數以太坊應用程序可以移植到RSK，只需做一些配置上的改變。RSK虛擬機與EVM並不完全相同，其中的差異有記錄，這裏。Solidity是用來爲EVM編程的主要語言。它並不完美，幾年來我一直批評使用不成熟的語言所帶來的安全問題。然而，它成了一個事實上的標準。現在，每個新版本都修復了較少的錯誤，語言的變化也很小，實現了穩定性和向後兼容性。

如果你需要合同提供更高的安全保證，你可以使用你自己的DSL來編譯成EVM字節碼。儘管有幾個工具可以對Solidity合約進行形式化分析，但Vyper語言也可以編譯爲EVM，它更適合用於形式化驗證。

Stacks使用Clarity編程語言的一個解釋器。當Solidity推出時，我對它的批評也會給Clarity，或Simplicity或Vyper。爲什麼還要發明一種新的智能合約語言，有這麼多的智能合約？然而，讓我們集中討論Clarity的優點和缺點。Clarity是一種新的類似LISP的語言。作爲一種新的語言，缺乏教程和社區庫是其主要缺點之一。我發現的這一設計決定是有趣和獨特的，它在節點中編譯Clarity而不是通過bytecode或運行JIT編譯代碼，這需要從頭開始編寫一個Clarity編譯器。編譯Clarity帶走了普遍存在的編譯器錯誤和供應鏈攻擊的巨大問題。然而，LISP是一種特別容易編譯的語言，所以我不太確定這個好處。

節點編譯文本文件的事實意味着合同代碼會更大，執行速度會更慢。試圖通過即時編譯源代碼來提高執行性能，將把編譯器的所有複雜性帶入完整的節點中，並帶來編譯器炸彈的額外風險。編譯Clarity的CPU和存儲資源的額外成本現在可能並不重要，但在未來可能會阻礙Stacks的可擴展性。所有已知的在不改變安全模型的情況下擴展區塊鏈鏈上層的技術都是基於更有效的資源利用帶來的不斷加速。

Clarity使用LISP符號，如果你以前沒有使用過，你可以輕鬆地學習。該編程語言名副其實。它有有用的本地類型，如結構體、列表和字節緩衝器，但沒有浮點。LISP符號也很容易解析代碼並對其進行語義分析。

事實上，第一個編譯到EVM的語言，叫做LLL，就是受LISP啓發的。由於我在Java中實現了一個LLL編譯器，我可以證明創建一個從Clarity到EVM字節碼的編譯器是一件容易的事情，而且RSK有一天可以從Clarity工具鏈中受益。你可以將Clarity編譯成EVM，但你不能做相反的事情，因爲Clarity語言不是圖靈完全。

非圖靈完全語言的主要好處是可以提前計算出最大的gas成本，而且用自動化工具對程序進行形式化分析也比較容易。缺點是許多複雜的DeFi應用可能更難編碼，而且大多數程序員對限制性語言不太適應。

雖然我更喜歡Solidity，但在這個帖子中，一位Stacks的開發者將Clarity與Solidity作了很好的比較。

屬性總結 #

在這裏，我概括我在這篇文章中評估的所有特徵和屬性的總結。

(*1) 由於Clarity與Algorand是一個團隊合作，兩個區塊鏈之間可能會出現一個標準。

(*2) Stacks平均區塊間隔是由Stacks區塊瀏覽器中顯示的區塊近似得出的。

最後的話 #

由於我每天都爲RSK做貢獻，而且我是一個比特幣玩家，所以我對Stacks和RSK永遠不會100%客觀。

這些是我對Stacks的個人批評。

• Stacks在營銷中把自己和比特幣聯繫在一起，這是一種誤導。
• Stacks的共識協議是複雜的，未經證實的，沒有很好的記錄。
• Stacks的共識可能會導致堆積者(Stacker)與區塊生產者勾結，併成爲一個事實上的PoS系統，而不需要Slashing。
• Stacks宣傳自己是比特幣的智能合約，但Stacks區塊鏈還沒有任何代表比特幣的代幣。
• 清晰的語言可能會阻礙擴展，導致交易成本增加，因爲高級語言的解釋執行可能比bytecode執行慢一個數量級。
• 缺少編程教程、課程、文件、樣本和庫。
• 平均區塊間隔是10分鐘（協議允許每30秒有一個微區塊，但沒有關於這個功能的文檔，沒有區塊瀏覽器顯示它們）。

這些是Stacks的優點。

• Clarity語言編譯消除compiler supply attacks, bombs and bugs。
• 共識系統激勵了鎖定STX，降低了市場上提供的代幣數量。

關於RSK，這些是已知的好處。

• 與比特幣生態系統保持一致的激勵機制
• 與以太坊應用兼容
• 由著名的合併挖礦技術保障
• 大於60%的平均比特幣算力保障了RSK。
• 共識的安全性是由RSK上的交易價值，以及比特幣和RSK之間的共享激勵機制賦予的。
• 比特幣礦工獲得了RSK的大部分交易費用。
• 支持EVM的好處，EVM是一個標準化的編譯器工具鏈，不斷改進。
• 大量的在線編程教程、文檔、示例應用程序和經過審計的庫
• 在加密幣生態系統中幾個支持EVM的區塊鏈之間共享研究和開發工作。
• 平均區塊間隔時間爲30秒。

而這些都是已知的RSK的缺點。

• RSK雙向掛賬（Powpeg）要求至少51%的掛賬實驗室在線，以允許掛賬退出。
• 如果由沒有經驗的開發者編程，Solidity合約可能容易出錯 。
• Solidity編譯器可能包含錯誤 。
• RSK（RBTC）中的比特幣與比特幣網絡（BTC）中的比特幣沒有相同的安全模式。