Opatrně! Spousta textu.
Proof of Stake je oblíbená alternativa ke konsensuálnímu algoritmu Proof of Work. Tento mechanismus nepoužívá k potvrzování transakcí výpočetní výkon, ale vsazené coiny poskytované validátory. Proof of Stake může výrazně snížit spotřebu energie a také zvýšit decentralizaci, bezpečnost a škálovatelnost.
Proof of Stake však nemusí být tak pohodlný pro uživatele, kteří nemají přístup ke kryptoměně, a také může nést riziko 51% útoku na blockchainy s nízkou tržní kapitalizací. Protože Proof of Stake je extrémně univerzální, má širokou škálu variací pro různé blockchainy a úkoly.
Úvod
Proof of Stake je dnes nejpopulárnějším konsensuálním algoritmem pro mnoho blockchainových sítí, ale kvůli velkému množství variant může být obtížné mu porozumět. Navíc je téměř nemožné najít tento mechanismus v původní podobě. Všechny typy Proof of Stake však fungují na základě stejných konceptů, jejichž pochopení vám pomůže učinit nejlepší rozhodnutí při výběru blockchainu.
Co znamená Proof of Stake?
Algoritmus konsenzu Proof of Stake byl představen v roce 2011 na fóru Bitcointalk s cílem vyřešit problémy Proof of Work. I když se oba tyto mechanismy snaží dosáhnout konsensu ohledně blockchainu, dělají to různými způsoby. Pokud uživatelé Proof of Work provádějí výpočetní práci, pak účastníci Proof of Stake potřebují vsadit pouze coiny.
Jak funguje Proof of Stake?
Mechanismus Proof of Stake je založen na procesu náhodného výběru, který určuje validátor ze skupiny uzlů. Systém k tomu využívá kombinaci faktorů, mezi které patří doba trvání sázky mincí, randomizace a finanční zabezpečení uzlu.
V systémech Proof of Stake se v souvislosti s vytvářením bloků používá spíše termín kování než těžba, ale lze najít obě možnosti. Většina kryptoměn Proof of Stake se spouští se zásobou předem vytvořených coinů, takže uzly mohou okamžitě začít pracovat.
Aby se uživatelé mohli podílet na procesu vytváření bloků, uzamknou v síti určitý počet mincí a přidají je do sázek. Počet vsazených mincí zvyšuje šance, že každý uzel bude vybrán jako další validátor: čím větší je vsazená částka, tím vyšší jsou šance. Aby byl zajištěn spravedlivý výběr uzlů bez upřednostňování těch nejbohatších, používá proces výběru jedinečné metody, jako je náhodný výběr bloků a výběr trvání stakingu.
Náhodný výběr bloku
Při náhodném výběru bloků jsou validátory určovány hledáním uzlů s nejmenší hash hodnotou a největším množstvím sázek. V tomto případě je obvykle možné předem odhadnout, kdo se stane dalším validátorem, protože objem mincí vsazených každým účastníkem je veřejně dostupný.
Výběr podle délky sázky
Při výběru podle délky sázky se validátoři určují na základě toho, jak dlouho byly jejich tokeny sázeny. Doba trvání se vypočítá vynásobením počtu dní, kdy byla mince vsazena, počtem vsazených mincí.
Jakmile je blok vytvořen, doba trvání je resetována na nulu, takže bude nějakou dobu trvat, než bude stejný uzel vybrán k vytvoření dalšího bloku, což zabrání bohatým uzlům ovládnout blockchain.
Ověření transakce
Každá kryptoměna s konsensuálním algoritmem Proof of Stake má svůj vlastní soubor pravidel a metod, které zajišťují efektivitu sítě.
Uzel vybraný k vytvoření nového bloku ověří platnost transakcí, podepíše blok a přidá jej do blockchainu. Za odměnu validátor dostává část transakčních poplatků z přidaného bloku a v některých blockchainech i odměnu v podobě coinů.
Pokud účastník již nechce být iniciátorem, jeho získané odměny a sázkové mince jsou na nějakou dobu zablokovány. To dává systému možnost zkontrolovat, zda iniciátor nepřidal do blockchainu podvodné bloky.
Které blockchainy používají Proof of Stake?
Většina blockchainů, které vznikly po Ethereu, využívá mechanismy konsenzu Proof of Stake. Typicky je každý mechanismus upraven tak, aby vyhovoval potřebám sítě. Dále se na ně podíváme podrobněji. Samotné Ethereum je v současné době v procesu přechodu na Proof of Stake prostřednictvím aktualizace Ethereum 2.0.
Blockchainové sítě využívající Proof of Stake nebo jeho varianty zahrnují:
1. Řetěz BNB
2. Inteligentní řetězec BNB
3. Solana
4. Lavina
5. polkadot
Výhody Proof of Stake
Protože Proof of Stake je v mnoha aspektech lepší než Proof of Work, používá se téměř ve všech nových blockchainech. Mezi jeho výhody patří:
Přizpůsobivost
Proof of Stake se snaží vyhovět měnícím se potřebám uživatelů a vyvíjejícímu se blockchainu, což se odráží ve vzniku nových a různorodých variací algoritmu. Tento mechanismus je multifunkční a vhodný pro většinu úloh blockchainu.
Decentralizace
Běžící uzly se staly dostupnějšími a cílem sítě je povzbudit uživatele, aby je spouštěli. Motivační systém a proces randomizace také činí síť decentralizovanější. Navzdory existenci sázkových fondů je pravděpodobnost, že jednotlivec úspěšně vytvoří blok v rámci Proof of Stake, mnohem vyšší. To snižuje potřebu vytvářet sázkové bazény.
Energetická účinnost
Ve srovnání s Proof of Work je Proof of Stake neuvěřitelně energeticky efektivní. V takovém mechanismu závisí náklady na účast spíše na ekonomických nákladech na sázky než na výpočetních nákladech na řešení hádanek. Provoz tohoto konsenzuálního mechanismu tedy vyžaduje mnohem nižší náklady na energii.
Škálovatelnost
Vzhledem k tomu, že Proof of Stake se při dosažení konsensu nespoléhá na fyzické stroje, jde o škálovatelnější mechanismus. Nevyžaduje nákup obrovských těžařských farem a vynaložení velkého množství energie. Použití více validátorů v síti je mnohem levnější, jednodušší a dostupnější.
Bezpečnost
Mechanismus vytyčování motivuje iniciátora k vytváření pouze ověřených bloků. Pokud síť odhalí podvodnou transakci, validátor ztratí část svého podílu a právo vytvářet v budoucnu bloky. Pokud je tedy sázkový podíl větší než odměna, nepoctivý validátor prohraje více coinů, než obdrží.
Aby mohl uzel převzít kontrolu nad sítí a provádět podvodné transakce, musí vlastnit větší podíl sítě – tomu se říká 51% útok. To však lze provést pouze v případě, že získáte 51 % mincí v oběhu, což je prakticky nemožné.
Přesto to může být v některých případech nevýhoda – na to se podíváme příště.
Nevýhody Proof of Stake
I když má Proof of Stake mnoho výhod oproti Proof of Work, stále má některé nevýhody:
Forky
Se standardním mechanismem Proof of Stake neexistují žádné překážky pro těžbu na obou stranách vidlice. S Proof of Work však těžba na obou stranách povede k vysokým nákladům na energii. Použití Proof of Stake může výrazně snížit náklady, což umožňuje uživatelům „sázet“ na obou stranách vidlice.
Dostupnost
Pro staking budou uživatelé potřebovat nativní blockchainové tokeny – ty lze zakoupit prostřednictvím burzy nebo jakoukoli jinou metodou. Někdy může efektivní sázka vyžadovat značné investice.
Mechanismus Proof of Work vám umožní pracovat na levném těžařském zařízení nebo si ho dokonce pronajmout. Díky tomu se mohou uživatelé připojit k poolu a začít rychle ověřovat transakce a vydělávat peníze.
Útok 51 %
Přestože Proof of Work je také náchylný k 51% útokům, blockchainy s mechanismem Proof of Stake jsou vůči nim zranitelnější. Pokud se cena tokenu zhroutí nebo má blockchain nízkou tržní kapitalizaci, útočníci by teoreticky mohli získat více než 50 % tokenů za nízkou cenu a zmocnit se kontroly nad sítí.
Proof of Work a Proof of Stake
Při porovnání těchto dvou konsenzuálních mechanismů se objeví několik klíčových rozdílů.
Na blockchainech však existuje široká škála verzí Proof of Stake. Mnoho rozdílů bude záviset na konkrétních cílech mechanismu.
Variace mechanismu Proof of Stake
Proof of Stake je vysoce přizpůsobivý. Vývojáři mohou změnit mechanismus v souladu se specifiky blockchainu. Následují některé z nejběžnějších variant.
Delegovaný důkaz o sázce (DPoS)
Delegovaný Proof of Stake umožňuje uživatelům vsadit coiny, aniž by se stali validátorem. V tomto případě vystupují jako delegáti: prostřednictvím validátoru přispívají prostředky na staking a dostávají část odměn za blok. Čím více delegátů podpoří možného validátora, tím vyšší je šance na jeho výběr. Delegáti se obvykle řídí množstvím pobídek, které validátoři nabízejí, a také svou pověstí.
Nominovaný Proof of Stake (NPoS)
Nominovaný Proof of Stake je model konsensu vyvinutý společností Polkadot. V mnoha ohledech se podobá delegovanému potvrzení o sázce, ale s jedním zásadním rozdílem: pokud nominovaný (delegát) vsadí prostředky prostřednictvím škodlivého validátoru, riskuje také ztrátu svých prostředků.
Nominovaní si mohou vybrat až 16 validátorů, jejichž prostřednictvím přispějí finančními prostředky na staking. Síť pak coiny rovnoměrně rozdělí mezi vybrané validátory. Polkadot také používá několik přístupů teorie her a teorie voleb k určení, kdo vytvoří nový blok.
Proof of Staked Authority (PoSA)
BNB Smart Chain používá Proof of Staked Authority k dosažení konsenzu sítě. Tento mechanismus konsenzu kombinuje Proof of Authority a Proof of Stake, což umožňuje validátorům střídat se při kování bloků. Zúčastnit se může skupina 21 aktivních validátorů vybraných podle množství BNB, které vsadili nebo delegovali jejich jménem. Tato skupina se vybírá denně a BNB Chain ukládá informace o tomto výběru.
Závěr
Metody přidávání bloků do sítě se od vzniku Bitcoinu výrazně změnily. Uživatelé nyní nemusí spoléhat na výpočetní výkon, aby vytvořili krypto-konsenzus. Místo toho mohou použít algoritmus Proof of Stake, který má mnoho výhod a ukázal se jako účinný. Možná časem jeho alternativu, mechanismus Proof of Work, využije jen Bitcoin a malé množství dalších sítí. Bez ohledu na to, Proof of Stake tu rozhodně zůstane.
