Opatrně! Spousta textu.
Proof of Work (PoW) a Proof of Stake (PoS) jsou nejběžnější mechanismy konsenzu. Používají se k ochraně sítí hlavních kryptoměn.
Proof of Work používá Bitcoin k ověřování transakcí a zajištění bezpečnosti sítě. PoW mimo jiné zabraňuje dvojímu utrácení. Blockchain je chráněn účastníky nazývanými těžaři, kteří využívají výpočetní výkon k získání síly k ověřování nových bloků a aktualizaci blockchainu. Úspěšný těžař získává BTC jako odměnu ze sítě. Od prosince 2021 dostal těžař, který vyřešil blok bitcoinů, blokovou odměnu 6,25 BTC a transakční poplatek.
Hlavní rozdíl mezi PoW a PoS je v tom, jak definují validátory transakčních bloků. Proof of Stake je nejoblíbenější alternativou k Proof of Work. Tento mechanismus konsensu má za cíl překonat některá omezení PoS, jako jsou problémy se škálovatelností a spotřebou energie. V mechanismu PoS se účastníci nazývají validátoři. Nepotřebují výkonný hardware, aby měli šanci na ověření bloků. Místo toho musí vsadit (uzamknout) nativní kryptoměnu blockchainu. Na základě výše vsazené kryptoměny síť vybere vítěze, který obdrží podíl z transakčního poplatku z jím ověřeného bloku. Čím více mincí je vsazeno, tím vyšší je šance, že budete vybráni jako validátor.
Úvod
Sítě používají různé mechanismy konsenzu k potvrzení platnosti transakcí zaznamenaných na blockchainu. Proof of Work (PoW) je nejstarší z nich. Tento mechanismus konsensu, který vytvořil Satoshi Nakamoto, je považován za jednu z nejbezpečnějších možností. Proof of Stake (PoS) byl vytvořen později, ale nyní se používá ve většině altcoinových projektů.
Kromě bitcoinu se PoW používá v dalších hlavních kryptoměnách, jako je Ethereum (ETH) a Litecoin (LTC). Naproti tomu PoS využívají Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) a další altcoiny. Za zmínku stojí, že v roce 2022 plánuje Ethereum přejít z PoW na PoS.
Co je Proof of Work (PoW) a jak funguje?
Proof of Work (PoW) je konsensuální algoritmus používaný v bitcoinové síti a mnoha dalších kryptoměnách, aby se zabránilo dvojímu utrácení. Byl představen Satoshi Nakamotem v bitcoinové bílé knize zveřejněné v roce 2008.
PoW v podstatě definuje, jak bitcoinový blockchain dosahuje distribuovaného konsenzu. Používá se k potvrzování peer-to-peer transakcí bez důvěry, tedy bez potřeby zprostředkovatelů třetích stran.
V konsensuální síti PoW, jako je bitcoinová síť, transakce potvrzují těžaři. To jsou účastníci, kteří využívají obrovské množství zdrojů k zajištění bezpečného a správného provozu sítě. Těžaři mimo jiné vytvářejí a potvrzují bloky transakcí. Ale aby mohli soutěžit o právo validovat další bloky, potřebují použít specializované těžební zařízení, které řeší složité matematické problémy.
První těžař, kterému se podařilo najít řešení těchto matematických problémů, získává právo přidat svůj blok do blockchainu a získat tzv. bloková odměna. Blokové odměny se skládají z vytvořených jednotek kryptoměny a transakčních poplatků. Velikost blokové odměny v jednotkách kryptoměny se v různých sítích liší. Například v bitcoinovém blockchainu (od prosince 2021) těžař obdržel 6,25 BTC a provizi jako blokovou odměnu. Množství nových BTC generovaných s každým platným blokem se snižuje o 50 % každých 210 000 bloků (zhruba každé čtyři roky) podle mechanismu známého jako poloviční.
Pokud se chcete o modelu Proof of Work dozvědět více, přečtěte si náš článek „Co je Proof of Work (PoW)?“
Co je Proof of Stake (PoS) a jak funguje?
Proof of Stake (PoS) je konsensuální algoritmus představený v roce 2011 jako alternativa k algoritmu Proof of Work. Jeho cílem je překonat omezení škálovatelnosti sítí PoW. PoS je druhý nejoblíbenější algoritmus používaný kryptoměnami jako Binance Coin (BNB), Solana (SOL) a Cardano (ADA).
Zatímco PoW a PoS mají stejný cíl – dosažení konsenzu v blockchainu, PoS implementuje jiný způsob určování účastníků, kteří ověřují transakční bloky. V blockchainech PoS nejsou žádní těžaři. Priorita účastníka podle pravidel algoritmu PoS nezávisí na jeho výpočetním výkonu, ale na množství kryptoměny, kterou vlastní.
Aby měli účastníci nárok na validaci bloků, musí uzamknout určitý počet coinů v konkrétním blockchainovém smart kontraktu. Tento proces je známý jako staking. Protokol PoS pak může vybrat účastníka pro ověření dalšího bloku. V závislosti na síti může být výběr náhodný nebo založený na množství vsazené kryptoměny. Jako odměnu obdrží vybraný validátor transakční poplatek z ověřeného bloku. Obvykle platí, že čím více mincí uzamkne, tím vyšší je jeho šance, že bude vybrán.
Další podrobnosti naleznete v článku Proof of Stake.
Rozdíl mezi Proof of Work a Proof of Stake
I když jsou oba mechanismy konsensu, které zajišťují bezpečnost blockchainové sítě, existují mezi nimi rozdíly. Hlavním rozdílem je samozřejmě to, jak PoW a PoS definují účastníky, kteří budou ověřovat nové transakce. Pro lepší pochopení zvažte následující tabulku:
Je Proof of Stake lepší řešení než Proof of Work?
Zastánci Proof of Stake věří, že PoS má oproti PoW určité výhody, zejména pokud jde o škálovatelnost a rychlost transakcí. Navíc bylo řečeno, že PoS coiny jsou méně škodlivé pro životní prostředí ve srovnání s PoW. Naopak, mnoho zastánců PoW tvrdí, že PoS jako nová technologie zatím neprokázala svůj potenciál z hlediska zabezpečení sítě. Fakt, že PoW sítě vyžadují značné zdroje (těžební hardware, elektřina atd.), zdražuje jejich útok. To platí zejména pro Bitcoin, největší PoW blockchain.
Jak jsme již řekli, v rámci aktualizace Ethereum 2.0 se plánuje převedení Etherea (ETH) z PoW do PoS. ETH 2.0 je dlouho očekávaná aktualizace sítě Ethereum, která má zlepšit její výkon a vyřešit problémy se škálovatelností. Jakmile bude PoS implementován na Ethereum, každý účastník s alespoň 32 ETH se bude moci zúčastnit stakingu, aby se stal validátorem a získal odměny.
Je PoS lepší než PoW? Proč druhá největší kryptoměna podle tržní kapitalizace přechází na nový konsensuální mechanismus?
Riziko centralizace
V blockchainech Proof of Work těžba zahrnuje použití výpočetního výkonu k vyhledávání hashů dat v blocích, dokud není nalezeno správné řešení. Dnes je stále obtížnější najít řešení pro hlavní kryptoměny a proces výpočtu obrovského množství hashů může být drahý kvůli hardwaru a elektřině.
Aby se zvýšila pravděpodobnost získání blokové odměny, někteří těžaři sdružují své hardwarové zdroje v těžebních fondech. Aby se maximalizovala hashovací síla, některé velké těžební fondy investují miliony dolarů do zdrojů a ovládají tisíce čipů ASIC.
Od prosince 2021 kontrolují 4 nejlepší těžební fondy dohromady přibližně 50 % hashovací síly bitcoinu. Převaha těžebních poolů ztěžuje kryptonadšencům vlastní těžbu.
Jak decentralizovaná je pak těžba? Na jedné straně stále neexistuje jediný subjekt, který by mohl kontrolovat potvrzení sítě. Pokud by k tomu došlo, byl by možný 51% útok a síť by ztratila svou hodnotu. Někdo by mohl namítnout, že těžba je stále decentralizovaná, ale ne dostatečně silná. Některé strany, jako jsou výrobci těžebního hardwaru a výrobci energie, stále dominují v těžbě a omezují celkovou decentralizaci pro blockchainy založené na proof-of-work konsenzu.
Mechanismus konsenzu Proof of Stake zaujímá jiný přístup a nahrazuje těžební sílu stakingem. Tento mechanismus snižuje práh pro vstup jednotlivců za účelem potvrzení transakcí, čímž se snižuje význam místa, vybavení a dalších faktorů. Váš příspěvek je určen jednoduše počtem tokenů na vašem účtu.
Většina sítí PoS však vyžaduje spuštění validačního uzlu, aby bylo možné začít potvrzovat transakce. Může to být drahé, ale ne tak drahé jako několik těžebních zařízení. Uživatelé poté vsadí své tokeny na konkrétní validátory a vytvoří model podobný těžebním fondům. Takže zatímco blockchainy Proof of Stake jsou pro běžné uživatele jednodušší zapojit se do nich, stále podléhají stejnému centralizačnímu problému jako těžební pooly.
Bezpečnostní rizika
Kromě rizika centralizace vede k 51% riziku útoku skutečnost, že čtyři největší těžební fondy drží většinu hashovací síly v bitcoinové síti. 51% útok označuje útok útočníka nebo organizace, které se podaří ovládnout více než 50 % celkové hashovací síly sítě. Útočník může potlačit konsensuální algoritmus blockchainu a ve svůj vlastní prospěch provádět škodlivé akce, jako je dvojité utrácení, odmítání nebo pozměňování transakčních záznamů a brání ostatním účastníkům v těžbě. Vzhledem k velikosti bitcoinové sítě je však nepravděpodobné, že by utrpěla takový útok.
Naproti tomu, pokud by útočník chtěl zaútočit na PoS blockchain, musel by převzít více než 50 % coinů v síti. To zvýší poptávku na trhu a hodnotu mince, takže náklady na sběr mincí mohou být desítky miliard dolarů. I když útočník provede 51% útok, hodnota vsazených mincí prudce klesne kvůli kompromitaci sítě. Proto je nepravděpodobné, že by kryptoměna s konsensem PoS a velkou tržní kapitalizací mohla být vystavena 51% útoku.
Nevýhody Proof of Stake
Mnozí považují Proof of Stake za lepší alternativu k Proof of Work, ale stojí za zmínku, že PoS má nevýhody. Podle mechanismu rozdělování odměn mají validátoři s velkým počtem zamčených aktiv zvýšenou šanci na ověření dalšího bloku. Čím více mincí má validátor, tím více mincí může vsadit a tím více může vydělat, a proto někteří kritizují tento systém jako „obohacování bohatých“. Tito „bohatší“ validátoři mohou také ovlivnit hlasování v síti, protože blockchainy PoS často dávají validátorům kontrolní práva.
Dalším problémem je využívání PoS kryptoměnami s relativně malou tržní kapitalizací. Jak jsme již řekli, je nepravděpodobné, že dojde k 51% útoku na populární kryptoměny jako ETH nebo BNB. Menší digitální aktiva s nižší hodnotou jsou však vůči útoku zranitelnější. Útočníci mohou získat dostatek mincí, aby získali výhodu proti ostatním validátorům. Poté budou moci využívat systém PoS a budou často vybíráni jako validátoři. Odměny, které získají, lze také vsadit, čímž se zvýší jejich šance na výběr v příštím kole.
souhrn
Proof of Work a Proof of Stake mají své místo v ekosystému kryptoměn a je těžké s jistotou říci, který konsensus protokol funguje lépe. PoW může být kritizován za generování vysokých uhlíkových emisí během těžby, ale osvědčil se jako bezpečný algoritmus pro zabezpečení blockchainových sítí. Jak se však Ethereum přesouvá z PoW na PoS, může se Proof of Stake stát preferovaným systémem pro budoucí projekty.
