Proof of Stake vs Proof of Work

Конфиденциальность и безопасность всегда были предметом повышенного внимания в криптоиндустрии. Основа механизма консенсуса в блокчейне была всегда важна для поддержания работы сети. Говоря простыми словами, эти консенсусы используются для достижения соглашения об одном значении данных среди множества распределенных процессов и криптовалют. Таким образом, всякий раз, когда происходит системный сбой, корректирующий механизм тем самым исправляет ошибки. При параллельном сравнении Proof of Stake и Proof of Work разница довольно очевидна.

Доказательство доли

Proof of Stake — это обновленный алгоритм консенсуса, предназначенный в первую очередь для решения проблем, с которыми сталкивается текущий Proof-of-Work, включая высокие затраты на электроэнергию и проблемы безопасности. Хотя оба этих алгоритма направлены на решение одной и той же задачи, процесс достижения цели различен. 

Внедрение PoS должно устранить проблемы, с которыми сталкивается система PoW Биткойн . По сравнению с консенсусом PoW, PoS стремится уйти от зависимости от мощности компьютера, чтобы сформировать четко определенную последовательность блоков. Таким образом, вместо того, чтобы майнеры соревновались друг с другом за завершение транзакции в сети, не будет никакой конкуренции за выбор человека для добавления блоков.

PoS заменяет майнеров валидаторами, чтобы зафиксировать долю в криптоэкосистеме. Новые  блоки называются отчеканенными, а не добытыми.

DPoS

Делегированное доказательство доли (DPoS) — это современный консенсусный механизм для улучшения масштабируемости без ущерба для структуры стимулов, построенной на блокчейне. В отличие от обычного механизма PoS, DPoS позволяет пользователям получать вознаграждения и права за проверку транзакции, объединение блоков посредством размещения монет.

Таким образом, если пользователь не сможет подтвердить транзакцию, блок будет пропущен, а вознаграждение будет накоплено для следующего пользователя. В конце концов, DPoS стремится повысить общую эффективность механизма и создать более согласованную экосистему. 

Как работает PoS?

Алгоритм PoS концептуализирован на основе произвольных процессов выбора для выбора узла в качестве валидатора для следующего блока. В отличие от PoW, не нужно решать никаких сложных математических задач для проверки блока в обмен на вознаграждение. Следовательно, энергоемкость процесса майнинга значительно снижается.

Система PoS вознаграждает валидаторов комиссией за транзакцию. Таким образом, пользователь, который участвует в процессе добычи, размещая определенное количество монет в сети, может получить шанс быть выбранным для добычи следующего блока. Например, если один участник поставил пять монет, а кто-то другой поставил 50 монет; естественно, выбранный валидатор следующего блока всегда является тем, у кого более высокая общая сумма ставок. В конце концов, чем больше вы ставите, тем больше шансов, что вас выберут следующим валидатором. 

Именно за это консенсус PoS критикуют - за его предпочтение по отношению к богатым. Наиболее богатые, скорее всего, будут выбраны системой, тогда как бедные будут подвергаться дискриминации. Конечно, эта методология вызывает споры о пристрастности несправедливой системы.

Для того, чтобы обойти эти недостатки, были разработаны такие процессы как случайный выбор блока, выбор возраста монеты и система рыбаков 

Рассмотрим их подробнее:

Рандомизированный выбор блока

Эта методология предлагает сложную логику, сочетая наименьшее значение хеш-функции на узле с наибольшим размером доли. Рандомизация помогает регулировать здоровую экосистему в рамках консенсуса PoS и защищать ценный блок-фальсификатор, который добавляет блоки блокчейна.

Выбор возраста монет

Этот метод выбора зависит от периода, в течение которого была сделана ставка на криптовалюту. Эта методология направлена ​​на обеспечение беспристрастного консенсуса PoS и предотвращение доминирования более крупных узлов в блокчейне. Это означает, что всякий раз, когда узел обрабатывает блок, возраст монеты сбрасывается до нуля, и наступает период охлаждения, чтобы снова подделать блок. 

Как вы рассчитать время охлаждения возраста монеты:

Например, если вы поставили только одну монету в течение 20 дней, возраст монеты равен 20, и он будет сброшен до нуля, пока вы не сможете снова создать другой блок.

Регуляторы рыбака

Правила различаются в зависимости от каждой криптовалюты, использующей алгоритм Proof of Stake. Подход рыбака создан для смягчения злонамеренный действий против валидаторов. Когда валидатор представлял угрозу для сети, валидаторы могли рискнуть потерять свои средства. Кроме того, валидатор также может быть снова занесен в черный список.

Однако, если узлы решат перестать быть фальсификаторами, они могут отозвать все вознаграждения и ставки. Это означает, что все блоки должны быть проверены и подтверждать отсутствие мошеннических действий.

Что такое доказательство работы?

Этот механизм консенсуса был представлен Сатоши Накамото вместе с биткойнами в официальном документе еще в 2008 году. В качестве решения для обеспечения отказоустойчивости PoW используется в качестве протокола криптовалюты для создания новых блоков при сохранении сети в процессе майнинга. В обмен на вознаграждение майнеры должны поддерживать сеть, решая сложные криптографические проблемы. 

Внедрение PoW направлено на децентрализацию транзакций и устранение возможности двойной траты, известной как атака 51%. Однако событие остается неизбежным. На самом деле, атаки на Bitcoin Cash и Ethereum Classic происходили несколько раз. Кроме того, использование PoW довольно энергозатратно. Кроме того, оборудование для майнинга относительно дорого для обслуживания системы. Следовательно, масштабируемость сильно ограничена. 

Как работает PoW?

Майнеры используют протокол PoW в процессе майнинга. Таким образом, когда кто-то отправляет биткойн от одного другому, блок с отметкой времени в децентрализованной сети будет записывать транзакцию. Чтобы подтвердить транзакцию, майнерам необходимо задействовать вычислительную мощность (скорость хеширования) для решения сложных математических головоломок. Чтобы поддерживать консенсус, большинство узлов должны согласиться с тем, что проблемы решены.

Proof of Stake против Proof of Work: различия

Сегодня технология блокчейн считается безопасной. Но это не происходит автоматически, без участия важных функций механизма консенсуса. Хотя и PoS, и PoW разработаны для борьбы со взломом и мошенничеством в блокчейне, они отличаются друг от друга. Рассмотрим эти отличия:

Механизм добычи

Система Proof of Stake более эффективна по сравнению с системой майнинга PoW. Это связано с тем, что PoS не требует майнинга, в то время как майнерам требуется колоссальная энергия для добычи криптовалюты на основе PoW, такой как биткойн.

С PoS мощность майнинга распределяется пропорционально монетам, которые держит майнер. Таким образом, он ограничивает процент майнинга транзакции за счет владения долей майнера. Итак, допустим, майнер поставил 10% биткойнов, максимальное количество блоков, которые можно добыть, ограничено 10%.

Энергопотребление

Пожалуй, нет человека, который бы не слышал о биткоине и огромном количестве электричества, необходимого для его добычи. Система PoW Биткойна использует почти 0,21% мирового энергоснабжения. Кроме того, конкурентный характер добычи биткойнов означает, что для поддержания экосистемы требуется больше вычислительной мощности.

С внедрением системы PoS майнинг можно заменить минимальным количеством энергии для поддержания системы. Каков будет результат? Среда восстанавливается, а масштабируемость поддерживается за счет участия сообщества. 

Децентрализация

Риск централизации является одной из самых больших проблем алгоритма консенсуса Proof of Work. Поскольку система майнинга PoW гораздо более зарезервирована для большинства, прозрачность этой системы скрыта для сообщества. Когда PoW опирается только на большинство, он движется к идее централизации, предоставляя возможность манипулирования сетью или транзакциями.

Доказательство доли, с другой стороны, обеспечивает более справедливое решение за счет распределения полномочий между держателями и участниками. Это означает, что контроль над сетью пропорционален тому, сколько инвестирует участник. Например, участник А в PoS инвестирует 20 монет, и он получит столько же мощности. Однако тот же участник инвестирует на 20 монет больше, чем участник Б; он получит больше вычислительной мощности. В результате PoS более прозрачен, поскольку сеть более жесткая по сравнению с PoW.

Безопасность

Доказательство работы с биткойнами может быть устойчивым к конкретной атаке. Но он уязвим для потенциальных угроз безопасности, включая атаку 51% и нестабильность системы из-за разветвления.

Когда в блокчейне происходит разветвление, экосистема разделяется . Допустим, блокчейн разветвлен; майнерам нужно будет направить свои мощности на старую и недавно разветвленную цепочку блоков. Конечно, хардфорки часто приносят больше пользы чем вреда. Тем не менее, разделение мощности майнинга снижает скорость майнинга криптовалюты.

Однако Proof of Stake более устойчив к атаке 51%. Всё потому, что выполнить эту злонамеренную атаку на PoS еще дороже. Хотя это не совсем невозможно, пока злоумышленники могут выдержать резко возросшую цену криптовалюты и собрать достаточно энергии за короткий промежуток времени.

Распределение вознаграждения

И PoW, и PoS вознаграждают криптовалютой участников, которые могут предложить действительный блок. Однако вознаграждение системы PoS пропорционально тому, какую сумму участник делает в качестве залога для проверки транзакции. Тем не менее, размер и продолжительность стейкинга криптовалюты играют роль в определении того, кто первым проверяет транзакцию.

Кадр из Мортал Комбат неплохо передает положение дел между алгоритмами заработка:

Proof of Stake против Proof of Work: преимущества

Оба эти механизма консенсуса необходимы для блокчейна. Тем не менее, преимущества разные, несмотря на то, что оба эти механизма служат одной цели. 

Механизм PoS выгоден для окружающей среды, поскольку он меньше зависит от электричества. Более высокие требования к залогу и более суровые наказания за ошибочный блок на PoS также приводят к более здоровой экосистеме и более устойчивой в долгосрочной перспективе. Он также предлагает более справедливую систему майнинга с масштабируемыми транзакциями по сравнению с PoW. Но лучше ли он всех? PoS отходит от идеи централизации, сосредотачиваясь на индивидуальном владении монетами для делегирования контроля.

Proof of Stake против Proof of Work: риски

Риски PoS:

• Сложность: Сложные системы с обеспечением и механизмом возмездия увеличивают количество ошибок. Неточный расчет залога может привести к тому, что валидаторы потеряют все доли. 
• Предвзятость: Среднему инвестору сложнее участвовать, поскольку для получения существенного вознаграждения требуется много ставок и времени.

Риски PoW:

• Двойная трата: это происходит, когда объект контролирует достаточную вычислительную мощность, чтобы вмешиваться в блокчейн. Организация может отменить транзакцию, чтобы создать отдельный блокчейн для незаконного двойного расходования криптовалюты.
• Высокое потребление электроэнергии: майнинг биткойнов использует больше энергии, чем вся Швейцария.

Какой механизм консенсуса безопаснее?

Многие криптовалюты все еще используют консенсус Proof of Work, в том числе Биткойн и Ethereum. Однако алгоритм Proof of Stake кажется более безопасным. Это связано с тем, что атака транзакции на PoS будет еще более затратной по сравнению с PoW.

Фактически, Ethereum 2.0 будет готов к запуску с моделью Proof of Stake, в которой майнеры называются валидаторами блоков. Следовательно, обеспечение безопасной экосистемы блокчейна для майнеров и инвесторов. 

Какие криптовалюты используют Proof of Stake?

Большинство криптовалют сегодня все еще используют алгоритм Proof of Work, включая Биткойн. Однако многие криптовалюты переходят на алгоритм Proof of Stake. Это дает держателям валют различные экономические выгоды от запуска мастер-узла или размещения монет в обмен на вознаграждение. Вот некоторые криптовалюты, использующие механизм PoS:

• NEO: первый китайский блокчейн-проект с открытым исходным кодом, позволяющий размещать более одного крипто-токена в кошельке NEO. Участники получают вознаграждение в виде NeoGAS с годовой доходностью примерно от 2% до 3%.
• Stratis (STRAT): размещение STRAT в кошельке Stratis может принести вам вознаграждение с годовой доходностью от 0,5% до 1%. 
• Nxt (NXT): это криптомонета, которая использует минимальное аппаратное оборудование для получения вознаграждения за ставку. Она не зависит от концепции возраста монеты, используемой другими криптографическими средствами PoS, и очень устойчиво к атакам со ставками. Годовая доходность составляет около 1,26%.
• Tezos (XTZ) : привлечение заинтересованных сторон к сетевым изменениям посредством системы голосования. Tezos стремится решить проблемы с управлением, а заинтересованные стороны получают вознаграждение за стейкинг, чтобы поддерживать работу системы. Вознаграждение составляет около 6% в год. 
• Tron (TRX) : Tron взлетел благодаря своим децентрализованным приложениям и покупке BitTorrent и Steemit. Получая пассивный доход от TRX посредством ставок, вы будете получать около 4% годовых. 
• Cosmos (ATOM) : Награды за стейкинг самые высокие, примерно 8% годовой доход с Cosmos. Cosmos экспоненциально вырос, и сейчас представляет более чем 100 проектов по всему миру, и даже Binance использует их технологию для создания Binance Chain.