souhrn
Proof of Work (PoW) a Proof of Stake (PoS) jsou dva nejběžnější mechanismy konsenzu a mainstreamové kryptoměny je používají k zajištění vlastní bezpečnosti sítě.
Bitcoin používá důkaz o práci k ověření transakcí a zajištění bezpečnosti sítě. Doklad o práci navíc může předejít problémům s dvojím utrácením. Bezpečnost blockchainu hlídají účastníci zvaní „těžaři“, kteří mezi sebou soutěží pomocí výpočetního výkonu, aby získali právo potvrzovat nové bloky a aktualizovat blockchain. Úspěšní těžaři jsou odměněni bitcoiny sítí. Od prosince 2021 budou těžaři dostávat blokovou odměnu ve výši 6,25 bitcoinů za každý úspěšně vytěžený bitcoinový blok plus transakční poplatky.
Hlavním rozdílem mezi Proof of Work a Proof of Stake je způsob výběru validátorů blokových transakcí. Proof-of-stake je nejoblíbenější alternativou k proof-of-work a je konsensuálním mechanismem navrženým ke zlepšení omezení proof-of-work, jako jsou škálovatelnost a problémy se spotřebou energie. Účastníci proof-of-stake, nazývaní „validátoři“, nemusí používat výkonná hardwarová zařízení, aby soutěžili o možnost ověřovat bloky, ale pouze vsadit (zamknout) nativní kryptoměnu blockchainu. Síť poté vybere vítěze na základě množství přislíbené kryptoměny a odmění vítěze procentem transakčních poplatků z bloků, které ověří. Čím více žetonů vsazeno, tím větší je šance stát se validátorem.
Zavedení
Zajistit výměnu záznamů v blokovém řetězci. Mezi nimi se nejdříve objevil mechanismus Proof of Work (PoW). Tento mechanismus vytvořil Satoshi Nakamoto a je uznáván jako jedna z nejbezpečnějších alternativ. Následoval Proof of Stake (PoS) a je nyní obzvláště běžný mezi altcoinovými projekty.
Kromě bitcoinu se Proof of Work používá také v hlavních kryptoměnách, jako je Ethereum (ETH) a Litecoin (LTC). Naproti tomu proof-of-stake se používá pro Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) a další altcoiny. Stojí za zmínku, že Ethereum v roce 2022 přejde z proof of work na proof of stake.
Co je Proof of Work (PoW) a jak funguje?
Proof of Work (PoW) je konsensuální algoritmus, který používá bitcoinová síť a mnoho dalších kryptoměn, aby se předešlo problému dvojího utrácení. Satoshi Nakamoto navrhl tento koncept v bitcoinové bílé knize vydané v roce 2008.
Důkaz práce v podstatě určuje způsob, jakým bitcoinový blockchain dosahuje distribuovaného konsenzu. Ověřuje peer-to-peer transakce nedůvěryhodným způsobem bez účasti zprostředkovatelů třetích stran.
V síti proof-of-work, jako je bitcoin, transakce ověřují těžaři. Jsou účastníky sítě a využívají značné zdroje k zajištění trvalého bezpečného a normálního provozu sítě. Těžaři jsou také zodpovědní za úkoly, jako je vytváření a ověřování blokových transakcí. Aby těžaři získali právo ověřit další blok, používají vysoce specializovaný těžební hardware k řešení složitých matematických hádanek.
První těžař, který úspěšně vyřeší tyto matematické problémy, získá právo přidat blok do blockchainu a získá takzvanou odměnu za blok. Blokové odměny se skládají z nově vygenerovaných kryptoměn a transakčních poplatků. V závislosti na podmínkách sítě se bude lišit i výše kryptoměny v blokové odměně. Například těžař, který úspěšně vytěží blok z bitcoinového blockchainu, obdrží odměnu 6,25 bitcoinů a transakční poplatky za každý blok (od prosince 2021). Díky mechanismu halvingu se však každých 210 000 bloků (přibližně čtyři roky) počet nových bitcoinů generovaných na blok sníží o 50 %.
Chcete-li se dozvědět více o modelu Proof of Work, přečtěte si (Co je Proof of Work (PoW)?).
Co je Proof of Stake (PoS) a jak funguje?
Proof of Stake (PoS) je konsensuální algoritmus spuštěný v roce 2011. Je alternativou k Proof of Work a jeho cílem je vyřešit omezení škálovatelnosti Proof of Work. Proof-of-stake je druhý nejoblíbenější algoritmus, který používají kryptoměny jako Binance Coin (BNB), Solana (SOL) a Cardano (ADA).
Zatímco Proof-of-Work a Proof-of-Stake mají stejný cíl dosáhnout konsensu v blockchainu, Proof-of-Stake používá různé metody k určení validátorů blokových transakcí. V blockchainu proof-of-stake nejsou žádní těžaři. Ověřovatelé sázek soutěží o práva na ověřování bloků na základě jejich jednotlivých držených kryptoměn, spíše než aby se spoléhali na výkon počítače.
Účastníci mohou získat práva na ověření blokování uzamčením určitého počtu tokenů v konkrétní smart smlouvě blockchainu. Tento proces se nazývá „staking“. Protokol proof-of-stake pak přidělí validátory k ověření dalšího bloku. V závislosti na síti bude výběrový proces náhodný nebo bude určen podle podílů (výše vkladu). Vybraní validátoři jsou odměněni transakčními poplatky z bloků, které ověřují. Obecně řečeno, čím více žetonů vsazeno, tím větší je šance, že budete vybráni jako validátor.
Podrobnosti si prosím přečtěte (Podrobné vysvětlení Proof of Stake (PoS)).
Rozdíl mezi Proof of Work (PoW) a Proof of Stake (PoS)
Přestože oba patří do mechanismu konsenzu, který zajišťuje bezpečnost blockchainové sítě, existují mezi nimi určité rozdíly. Je zřejmé, že hlavním rozdílem mezi Proof-of-Work a Proof-of-Stake je způsob, kterým se ověřují nové účastníky transakce. Abychom vám lépe porozuměli, podívejme se na následující tabulku:
Je Proof of Stake lepší než Proof of Work?
Zastánci Proof-of-Stake věří, že Proof-of-Stake má výhody oproti Proof-of-Work, zejména pokud jde o škálovatelnost a rychlost transakcí. Někteří tvrdí, že tokeny proof-of-stake jsou pro životní prostředí méně škodlivé než proof-of-work. Naproti tomu mnoho zastánců proof-of-work věří, že proof-of-stake, jakožto novější technologie, ještě musí být stanoven o jejím potenciálu v zabezpečení sítě. Síť proof-of-work vyžaduje podporu velkého množství zdrojů, jako je těžební hardware a elektřina. V důsledku toho budou náklady na útok vyšší. To platí zejména pro bitcoiny, největší blockchain s důkazem o práci.
Jak již bylo zmíněno dříve, Ethereum (ETH) přejde z Proof-of-Work na Proof-of-Stake, když upgraduje na Ethereum 2.0. Ethereum 2.0 je dlouho očekávaný upgrade sítě Ethereum, který má zlepšit výkon sítě a vyřešit problémy se škálovatelností. Poté, co Ethereum implementuje Proof of Stake, všichni uživatelé, kteří drží 32 etherových coinů, se mohou zúčastnit sázky, aby se stali validátorem a získali odměny.
Je Proof of Stake lepší než Proof of Work? Jaký je důvod, proč druhá největší kryptoměna podle tržní kapitalizace přijala tento nový konsensuální mechanismus?
Riziko centralizace
Těžba v blockchainu proof-of-work vyžaduje použití výpočetního výkonu k opakovanému zkoumání blokových dat, dokud se nenajde efektivní řešení. Hledání řešení je pro současné mainstreamové kryptoměny stále náročnější. Proces vyčerpávajícího výpočtu hashů vyžaduje drahý hardware a elektřinu.
Někteří těžaři proto raději soustředí těžební zdroje do těžebních fondů, aby zvýšili své šance na získání blokových odměn. Některé velké těžební fondy investují miliony dolarů a řídí desítky tisíc těžebního hardwaru s integrovanými obvody (ASIC) pro generování co největšího hash výkonu.
Od prosince 2021 4 největší těžební fondy společně kontrolují téměř 50 % celkové hashovací síly bitcoinu. Když jsou těžební pooly monopolizovány, je pro nadšence do kryptoměn extrémně obtížné těžit bloky sami.
Do jaké míry je těžba decentralizovaná? Jednak žádná jednotlivá entita nemá úplnou kontrolu nad ověřováním sítě. Pokud k tomu dojde, může dojít k 51% útoku a síť ztratí hodnotu. Někdo by mohl namítnout, že i když je těžba stále decentralizovaná, již není ve stejné míře. V jistém smyslu těžařská zařízení a výrobci energie stále kontrolují životní mízu těžby, čímž snižují celkový stupeň decentralizace blockchainu odolného vůči pracovní zátěži.
Mechanismus proof-of-stake konsenzu využívá jiný přístup a nahrazuje těžební sílu sázením. Tento mechanismus snižuje překážky vstupu pro jednotlivce k potvrzování transakcí, snižuje závislost na místě, zařízení a dalších faktorech. Sázky jsou jednoduše určeny počtem držených žetonů.
Většina sítí typu proof-of-stake však vyžaduje, aby ověřovací uzly zahájily ověřování transakcí. To může být drahé na provoz, ale nestojí to za cenu několika těžebních strojů. Uživatelé svěřují tokeny konkrétním ověřovatelům, čímž tvoří model podobný těžebnímu fondu. Proto, i když je pro běžné uživatele snazší účastnit se důkazu o sázce, je stále náchylné k problémům s centralizací, jako jsou těžební fondy.
bezpečnostní riziko
Kromě rizika centralizace kontrolují čtyři nejlepší těžební pooly většinu hashovací síly bitcoinové sítě, což zvyšuje riziko 51% útoku. 51% útok znamená, že škodlivý jednotlivec nebo organizace může spustit bezpečnostní útok na blockchainový systém poté, co ovládne více než 50 % celkové hashovací síly celé sítě. Útočníci zcela ovládnou algoritmus konsensu blockchainu a budou provádět škodlivé akce pro osobní zisk, jako je způsobení problémů s dvojnásobnou útratou, odmítnutí nebo změna záznamů transakcí nebo zabránění ostatním v těžbě. Vzhledem k velikosti bitcoinové sítě je však šance, že k takovému útoku dojde, extrémně malá.
Pro srovnání, pokud někdo napadne blockchain proof-of-stake, bude muset vlastnit více než 50 % tokenů v síti. To by vyvolalo zvýšenou tržní poptávku a ceny tokenů a stálo by to desítky miliard dolarů. I když je 51% útok úspěšně proveden, hodnota tokenů vsazených útočníkem prudce klesne kvůli kompromitaci sítě. Proto jsou kryptoměny, které používají proof-of-stake konsensus, zvláště pokud mají velkou tržní kapitalizaci, téměř imunní vůči 51% útokům.
Nevýhody Proof of Stake
Mnoho lidí věří, že Proof of Stake je optimální alternativou k Proof of Work, ale stojí za zmínku, že algoritmus Proof of Stake má také nedostatky. Vlivem mechanismu rozdělování odměn platí, že čím více aktiv validátor vsadí, tím je pravděpodobnější, že dostanou příležitost ověřit další blok. Čím více žetonů validátor nashromáždí, tím více žetonů může vsadit a vydělat, takže to mnoho lidí obviňuje z toho, že „bohatí bohatnou“. Vzhledem k tomu, že blockchainy typu proof-of-stake obvykle přidělují práva na řízení validátorům, tito „bohatší“ validátoři také ovlivňují hlasovací sílu sítě.
Další obavou jsou bezpečnostní rizika, kterým čelí kryptoměny s menší tržní kapitalizací využívající důkaz o podílu. Jak již bylo zmíněno výše, populárnější kryptoměny jako Ethereum nebo Binance Coin jsou téměř imunní vůči 51% útokům. Menší digitální aktiva s nižšími hodnotami jsou však vůči útokům zranitelnější. Útočník, který získá dostatek tokenů, může získat převahu v konkurenci s ostatními validátory. Dokud jsou často vybíráni jako validátoři, mohou využívat výhod systému proof-of-stake. Poté znovu vsadí své získané odměny, aby zvýšili své šance na výběr v příštím kole.
Shrnout
Proof-of-work a proof-of-stake mají své místo v ekosystému kryptoměn a může být obtížné určit, který konsensus protokol je efektivnější. Kvůli vysokým emisím uhlíku během procesu těžby byl kritizován důkaz o pracovní zátěži, ale stále se jedná o uznávaný bezpečnostní algoritmus pro ochranu blockchainových sítí. Nicméně, jak se Ethereum posouvá z proof-of-work na proof-of-stake, systém proof-of-stake získá v budoucnu trakci s více novými projekty.