PoW vs. PoS. Как достигается единогласие в криптовалютах?

PoW vs. PoS. Как достигается единогласие в криптовалютах?

Центральным аспектом технологии блокчейн, является распределенный реестр, который содержит в себе записи всех осуществленных транзакций. Он называется распределенным, поскольку находится не в каком-то определенном месте, а хранится в сети компьютеров по всему миру. Ключевым в работе распределенного реестра, является механизм достижения консенсуса, задача которого, помочь сети коллективно согласовывать содержимое регистра. Способ достижения этого консенсуса влияет на безопасность и экономические параметры протокола.

Цель механизма достижения консенсуса, заключается в проверке информации, включаемой в реестр. Эта проверка гарантирует, что следующий добавленный блок будет включать в себя самые последние транзакции в сети, предотвращая добавление в блокчейн записей о повторной продаже одних и тех же активов и других недействительных данных.

На данный момент, существует большое колличество механизмов достижения консенсуса, каждый со своими плюсами и минусами. Все они служат одной цели, о котрой мы уже говорили выше, но различаются по принципу своей работы.

Исследуя мир криптовалют, вы наверняка натыкались на такие понятия как Proof of Work (PoW) и Proof of Stake (PoS). В данной статье я попытаюсь максимально понятно объяснить вам различие этих механизмов, а также их плюсы и минусы. Стоит также упомянуть, что в крипто-мире существуют и другие механизмы валидации (проверки 2-ой стороной) транзакций, такие как например: Delegated Proof of Stake (DPoS) и Federated Byzantine Agreement (FBA). Но сегодня, мы сосредоточимся именно на PoW и PoS, как наиболее используемых и известных механизмах.

Что из себя представляет Proof-of-Work (PoW)?

PoW vs. PoS. Как достигается единогласие в криптовалютах?

Согласно, Сатоши Накамото, единственным способом, позволяющим обрушит всю сеть блокчейн биткоина является атака 51% .Таким образом White Paper Bitcoinа предлагает использование концепции Proof of Work как центрального механизма, не дающего сосредоточить весь контроль над сетью в одних руках.

В дальнейшем, я использую Bitcoin в качестве примера , хотя все написанное далее является актуальным для любой криптовалюты, работающей на алгоритме PoW.

Как работает майнинг:

1. Группа транзакций объединяется в mempool.

2. Майнеры проверяют подлинность каждой транзакции в mempool, путем решения математической задачи.

3. Первый майнер, решивший задачу, получает вознаграждение за недавно созданный биткойн (вознаграждение за блок) и комиссию за сетевые транзакции.

4. Недавно проверенный mempool, теперь называется блоком и становится частью блокчейна.

Математические задачи которые майнерам необходимо решить для проверки блока, обладают рядом особенностей, отлично характеризующих систему PoW:

● Все задачи асимметричны, благодаря чему майнерам трудно решить их, а правильный ответ легко проверяется сетью.

● Сложность задач периодически обновляются, чтобы сохранить время добычи блока постоянным. Например, время генерации новых блоков в системе Bitcoin 10 минут. Таким образом, если в течении двух недель среднее время добычи одного Биткоина станет меньше 10 минут, сеть автоматически увеличит сложность математической задачи. Это, в свою очередь, увеличивает количество вычислений и среднее время, необходимое для добычи блока.

● Задачи не требуют особых навыков или мастерства для их решения, все что нужно это вычислительная мощность. Это гарантирует, что некоторые майнеры не получат несправедливое преимущество над другими. Единственным способом, позволяющим майнеру улучшить свои шансы на решение задачи, является увеличение вычислительных мощностей, что является очень энергоемким и дорогим процессом.

Каждый ЧАС в мире тратят 3250 мВт электроэнергии на создание биткоинов. Это ~40 млн. руб в затрат в час. (из рассчета, что сейчас в мире около 2.5 млн antminer S9, каждый из которых потребляет 1300 Вт в час). Чтобы вы понимали Смоленская атомная электростанция производит 3000 мВт в час. В месяц на создание биткоинов уходит 26.5 трлн. руб или $415 млн.

Что такое Proof of Stake (PoS)?

PoW vs. PoS. Как достигается единогласие в криптовалютах?

Proof of Stake, дословно “доказательство доли” имеет своей целью, ту же проверку транзакций и достижения консенсуса, что и Proof of Work, однако совершенно отличается от него, по принципу своей работы. В Proof of Stake нет математических задач, вместо этого создатель нового блока выбирается на основании того, каким количеством монет или токенов он владеет. Например, если один человек владеет 10-ю токенами, а другой 50-ю, то человек с 50-ю токенами, будет иметь в 5 раз больше шансов быть выбранным для проверки нового блока.

Ключевым преимуществом системы Proof of Stake является ее высокая энергоэффективность. Исключая энергоемкий процесс добычи блоков путем работы вычислительных мощностей, PoS является намного более доступной и безопасной для окружающей среды альтернативой майнингу на алгоритме PoW. Кроме того, Proof of Stake, позволяет поддерживать работоспособность сети. В Proof of Work Майнер может и не вкладывать своих средств в монету которую он майнит, стремясь только к наращиванию вычислительных мощностей и увеличению своей прибыли. В то время как в системе PoS, поддержание работы сети, находится в интересах того, кто был выбран системой для проверки блока, так для того чтобы быть выбранным сетью, он должен был вложить немалые средства в эту криптовалюту.

Еще одно ключевое различие между концепциями Proof of Work и Proof of Stake заключается в том, что в PoS, не происходит создания новой монеты. Вместо этого, все монеты создаются еще в самом начале. Это означает что майнеры получают вознаграждение исключительно, в виде процента за проверку транзакций.

Сравнение Proof of Work и Proof of Stake.

PoW vs. PoS. Как достигается единогласие в криптовалютах?

1. Стоимость и Энергозатратность добычи.

Система Proof of Stake является намного экономичнее и экологичнее системы PoW. Вычислительные мощности необходимые для добычи блоков, потребляют большое количество энергии. Например годовое электропотребление сети биткоина, сравнимо с количеством электричества потребляемого Колумбией за тот-же период (57.6 TWh в год). И так как, сложность сети и мощности майнеров постоянно растут, со временем это число будет только увеличиваться.

Proof of Stake, в свою очередь не требует майнинга и не потребляет такого колличества энергии, что делает проверку транзакций более доступной для всего сообщества, в то время как майнинг, все больше закрепляется за определенными майнинговыми компаниями и пулами.

2. Безопасность.

Постоянное разветвление блокчейна, небезопасно для сети и ведет к ее неустойчивости. В концепции Proof of Work, в случае хардфорка майнеры должны будут принять решение о продолжении поддержки оригинального блокчейна или нового, созданного в результате хардфорка.

Биткоин — это программное обеспечение с открытым исходным кодом, соответственно любой желающий может дублировать, изменять и использовать его на свое усмотрение. Собственно модификация исходного кода и называется форком (буквально — «вилка»).

Существует, также, хардфорк жесткое разделение. При котором разделение цепи полностью исключает взаимосвязь между новыми и старыми узлами (участниками) сети.

Для того, чтобы поддержать обе стороны хардфорка, майнер будет вынужден разделить свои вычислительные ресурсы между ними, что экономически не выгодно. Таким образом, несанкционированные форки в системе PoW, могут быть не поддержаны майнерами, из-за их экономической нецелесообразности.

С другой стороны, система Proof of Stake, по своей сути не препятствует форкам. Когда блокчейн разветвляется, пользователь получит токены недавно разветвленного блокчейна, эквивалентные сумме его токенов в первоначальном блокчейне. И если узел проверяет транзакции с обеих сторон форка, он может претендовать на удвоение вознаграждения за проверку транзакций, тем самым получая свои монеты в двойном объеме, эта проблема известна как ‘nothing at stake problem’ (ничего не поставлено на карту). Участник сети не обязан увеличивать свою долю, чтобы подтвердить транзакций, одновременно на нескольких копиях блокчейна, таким образом у сообщества нет никакого экономического интереса в предотвращение форков.

3. Централизация.

Одной из главных проблем блокчейнов использующих Proof of Work является риск постепенной централизации. Растущая сложность майнинга смещает контроль над блокчейном в сторону все меньшего количества людей, что противоречит философии многих криптовалют.

Концепция Proof of Stake в свою очередь, предлагает более честное решение. Твой контроль над сетью, прямо пропорционален количеству твоих инвестиций. Таким образом, если кто-то инвестировал в блокчейн в 10 раз больше, другого участника, то он и получит соответственно в 10 раз больше контроля над сетью, чем тот кто инвесторовал меньшую сумму. В то время как в блокчейне работающем на системе PoW, майнер вложивший 10 раз в больше в майнинговое оборудование, получит в 10 раз больше вычислительных мощностей. И тут уже в игру вступают такие факторы как: оптовая закупка, и увеличенная эффективность специализированного оборудования, делая таким образом невозможным для отдельных майнеров соперничество с большими майнинговыми фермами.

Уменьшение централизации узлов (компьютеров, участников сети), обеспечивающих проверку транзакций, является одним из фундаментальных принципов для распределенной архитектуры сети блокчейна. Правильно функционирующий механизм достижения единогласия участников сети необходим для того, чтобы поддерживать доверительный, неизменный и распределенный характер любой сети Blockchain.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Новостной портал о предпринимательстве, бизнес идеи, инвестиции в криптовалюту
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

6 − 3 =