Що таке Proof-of-Stake (PoS)? Чим він відрізняється від Proof-of-Work (PoW)?
Proof-of-Stake (PoS) — це протокол консенсусу, який блокує криптовалюти для захисту мережі. Він менш енергоємний, ніж механізм Proof-of-Work, створений для Bitcoin. У цій статті ви більше дізнаєтеся, як працює Proof-of-Stake.
Про Proof-of-Stake (PoS)
Proof-of-Stake — це механізм консенсусу. який захищає блокчейн-мережу. Він гарантує, що в блокчейн додаються тільки законні транзакції. Цей протокол працює через валідаторів, які блокують криптовалюти для захисту мережі. Майнінг криптовалют — це діяльність, яка потребує великих затрат електроенергії, але вже зʼявляються більш сприятливі для планети рішення. Спільнота Ethereum хоче змінити спосіб створення криптовалюти, щоб значно зменшити вуглецевий слід свого блокчейну. Метод, над яким вони працювали, називається «Proof-of-Stake» (скорочено «PoS»).
Прикладами механізмів консенсусу Proof-of-Stake (PoS) і Proof-of-Work (PoW). Proof-of-Stake — це альтернатива Proof-of-Work, яку зараз використовують і Bitcoin, і Ethereum.
Механізми консенсусу
Публічні блокчейни, на найпростішому рівні, є просто базами даних. У більшості баз даних знати, хто може отримати доступ і хто може їх змінювати, мають право адміністратори. Таке централізоване управління дуже зручне, але робить їх вразливими, зокрема, до хакерських атак. А в ситуації з блокчейном блокчейн відповідальність за оновлення даних несе кожен користувач. Ось чому у блокчейні використовуються механізми консенсусу, які також називають алгоритмами консенсусу. Механізми консенсусу забезпечують належне функціонування мережі. Вони гарантують, що до блоків додаються тільки законні транзакції. Цю перевірку виконують ноди. Нода — це компʼютер, на якому запущено програмне забезпечення для того чи іншого блокчейну. Таким чином, він захищає систему від атак і, зокрема, від відомої атаки 51%, тобто можливості отримати більше половини загальної обчислювальної потужності розподіленої мережі, щоб контролювати її.
Proof-of-Work
Щоб запобігти атакам і проблемі подвійних витрат, Bitcoin використовує алгоритм консенсусу «Proof-of-Work».
Докладніше про те, як працює «Proof-of-Work», можна прочитати в цій статті.
Для обробки транзакцій необхідні майнери, які повинні для цього використовувати спеціальне обладнання та електроенергію. У Proof-of-Work майнери, а точніше їхні компʼютери, намагаються розвʼязати надзвичайно складні задачі, щоб першими обробити блок транзакцій. Вони перевіряють законність транзакцій, а також зберігають достовірну історію в розподіленому реєстрі, який і є блокчейном. Як компенсацію вони отримують криптовалюту, а у випадку з мережею Bitcoin — BTC.
Proof-of-Work був інтегрований в концепцію Bitcoin і відтворений в інших криптовалютах, зокрема Ethereum. Але одним з обмежень цієї системи є те, що вона потребує великої кількості електроенергії та обладнання (особливо машин) для забезпечення безпеки транзакцій. Чи знаєте ви, що за даними деяких дослідників, одна лише мережа Bitcoin наразі споживає більше електроенергії на рік, ніж Аргентина чи Польща. Це дуже багато, і саме тому такі протоколи, як Ethereum, працюють над створенням більш енергоефективних консенсусів.
Proof-of-Stake Ethereum 2.0
Розробники Ethereum створили набір оновлень під назвою Ethereum 2.0. Вона працює на основі консенсусу Proof-of-Stake і з часом обʼєднається з основною мережею Ethereum.
Proof-of-Stake Ethereum 2.0 має на меті досягти того ж результату, що і Proof-of-Work. Proof-of-Stake перевіряє транзакції в блокчейні. Але у Proof-of-Work майнери виділяють шалені апаратні ресурси, такі як електроенергія та обчислювальна потужність, щоб захистити мережу, а у Proof-of-Stake «працюють» валідатори, які виділяють свої криптовалюти.
У Proof-of-Stake валідатори, щоб мати можливість перевіряти транзакції в блоці й таким чином отримувати винагороду у вигляді криптовалюти, повинні заблокувати або «внести у стейкінг» щонайменше 32 ETH, які вони не можуть витратити. Блокчейн використовує цю заблоковану криптовалюту для захисту мережі. За даними Ethereum Foundation, Proof-of-Stake має кілька переваг над Proof-of-Work.
Proof-of-Work порівняно з Proof-of-Stake
Оскільки заробіток криптовалюти у Proof-of-Stake не залежить від наявності найбільшої обчислювальної потужності, вам не потрібно надпотужне обладнання. Це дає можливість більшій кількості людей брати участь в управлінні нодами Ethereum, а це дозволяє забезпечити подальшу децентралізацію та підвищити стійкість до атак, особливо атаки 51%.
Завдяки меншим вимогам до апаратного забезпечення Proof-of-Stake використовує набагато менше енергії, ніж Proof-of-Work.
Недоліки Proof-of-Work (PoW):
- Потребує дуже потужного обладнання, яке є в меншості компаній, що віддають перевагу централізації (наприклад, Bitmain)
- Величезні витрати на електроенергію
- Високі витрати на транзакції, якщо мережа перевантажена
Недоліки Proof-of-Stake (PoS):
- Менш безпечний, ніж proof-of-work
- Велику перевагу мають інвестори, які були першими
- Незначне використання токенів
Як мережа обирає валідаторів блоків?
Для нових блоків мережа обирає валідаторів випадковим чином. Їх також випадковим чином групують в комітети по 128 нод, які змінюються щодня. Щоразу, коли новий блок транзакцій створюється та додається до бази даних блокчейну, механізм консенсусу Proof-of-Stake обирає кілька комітетів, які засвідчують, що запропонований блок є правильним. Валідатори отримують винагороду як за створення нових блоків, так і за підтвердження створення інших.
Якщо валідатори не в мережі або дають неправильний висновок, вони отримують штраф, який називається «слешинг». Якщо валідатор спробує атакувати мережу, він може втратити всю свою частку у стейкінгу. Алгоритм розроблений таким чином, що людина втратить більше грошей, атакуючи мережу, навіть якщо її атака буде успішною, ніж використовуючи свої ресурси для її захисту. За даними Consensys, ймовірність того, що зловмисник, який контролює третину валідаторів мережі, зможе контролювати дві третини валідаторів комітету, щоб здійснити атаку, становить менше одного до мільярда.
Найкращі проєкти з використанням Proof-of-Stake (PoS)
Cardano: Cardano — це децентралізований публічний блокчейн і криптовалютний проєкт з повністю відкритим вихідним кодом. Команда Cardano розробила платформу смартконтрактів, метою якої є забезпечення більш просунутих функцій, ніж будь-який протокол, розроблений раніше. Це перша блокчейн-платформа, яка виникла на основі наукової філософії та підходу, заснованого на дослідженнях. Команда розробників складається з великого міжнародного колективу експертів-інженерів і дослідників.
Купуйте Cardano (ADA) на Bitget!
Solana: Solana — це протокол delegated-Proof-of-Stake, що складається з однієї мережі та фокусується на забезпеченні масштабованості без шкоди для децентралізації та безпеки.
В основі рішення Solana для масштабування лежить децентралізований годинник під назвою Proof-of-History (PoH). Він створений для розвʼязання проблеми часу в розподілених мережах, де немає єдиного надійного джерела часу. Використовуючи функції затримки, що перевіряються, PoH дозволяє кожній ноді локально генерувати мітки часу за допомогою обчислень SHA256. Це усуває необхідність трансляції міток часу по всій мережі, що підвищує загальну ефективність мережі.
Купуйте Solana (SOL) на Bitget!
Polkadot: Polkadot створена як найнадійніша платформа для безпеки, масштабованості та інновацій. Polkadot уже запустила «Governance and Removing Sudo».
Купуйте Polkadot (DOT) на Bitget!
Висновок
Ethereum — не перша криптовалюта, яка почала використовувати Proof-of-Stake. Різні версії Proof-of-Stake використовуються в Algorand, Cardano, Cosmos, EOS, Polkadot Tezos. Мережа Ethereum вже оновилася до Ethereum 2.0. Користувачі вже здійснюють стейкінг і мережа готова до використання.