Uzmanīgi! Daudz teksta.
Proof of Stake ir populāra alternatīva Proof of Work konsensa algoritmam. Šis mehānisms neizmanto skaitļošanas jaudu, lai apstiprinātu darījumus, bet gan pārbaudītāju nodrošinātās monētas. Proof of Stake var ievērojami samazināt enerģijas patēriņu, kā arī palielināt decentralizāciju, drošību un mērogojamību.
Tomēr Proof of Stake var nebūt tik ērts lietotājiem, kuriem nav piekļuves kriptovalūtai, kā arī var radīt risku 51% uzbrukumam blokķēdēs ar zemu tirgus kapitalizāciju. Tā kā Proof of Stake ir ārkārtīgi universāls, tam ir plašs variāciju klāsts dažādām blokķēdēm un uzdevumiem.
Ievads
Pašlaik Proof of Stake ir vispopulārākais konsensusa algoritms daudziem blokķēdes tīkliem, bet dēļ lielā variāciju skaita to var būt grūti saprast. Turklāt sastapt šo mehānismu tā sākotnējā formā ir gandrīz neiespējami. Tomēr visi Proof of Stake veidi darbojas uz vienām un tām pašām koncepcijām, kuru izpratne palīdzēs pieņemt labāko lēmumu blokķēdes izvēlē.
Kas nozīmē Proof of Stake
Proof of Stake konsensusa algoritms tika ieviests 2011. gadā Bitcointalk forumā, lai atrisinātu Proof of Work problēmas. Lai gan abi šie mehānismi cenšas sasniegt konsensu blokķēdē, viņi to dara atšķirīgi. Ja Proof of Work lietotāji veic aprēķinu darbu, tad Proof of Stake dalībniekiem pietiek ar monētu ieguldīšanu stēkingā.
Kā darbojas Proof of Stake
Proof of Stake mehānisma pamatā ir nejaušā izvēle, kas nosaka validētāju no nodu grupas. Šim nolūkam sistēma izmanto faktoru kombināciju, tostarp monētu stēkinga ilgumu, randomizāciju un nodas finansiālo nodrošinājumu.
Proof of Stake sistēmās, runājot par bloku izveidi, tiek izmantots termins "foržings", nevis "iegūšana", tomēr var sastapt abus variantus. Lielākā daļa Proof of Stake kriptovalūtu tiek palaistas ar iepriekš radītu monētu krājumu, lai nodas varētu nekavējoties sākt darbu.
Lai piedalītos bloku izveides procesā, lietotāji bloķē noteiktu monētu daudzumu tīklā, pievienojot tās stēkingam. Monētu daudzums stēkingā palielina katras nodas izredzes tikt izvēlētai kā nākamajam validētājam: jo lielāka summa stēkingā, jo augstākas izredzes. Lai nodrošinātu taisnīgu nodu izvēli bez visbagātāko priekšrocībām, izvēles procesā tiek izmantotas unikālas metodes, piemēram, nejaušā bloka izvēle un izvēle pēc stēkinga ilguma.
Nejauša bloka izvēle
Nejaušā bloka izvēlē validētāji tiek noteikti, meklējot nodus ar viszemāko haša vērtību un vislielāko summu stēkingā. Parasti to var iepriekš prognozēt, kurš kļūs par nākamo validētāju, jo katra dalībnieka stēkingā esošo monētu apjoms ir publiski pieejams.
Izvēle pēc stēkinga ilguma
Izvēloties pēc stēkinga ilguma, validētāji tiek noteikti atkarībā no tā, cik ilgi viņu tokeni ir bijuši stēkingā. Ilgums tiek aprēķināts, reizinot dienu skaitu, kad monēta ir bijusi stēkingā, ar izvietoto monētu skaitu.
Pēc bloka izveides ilgums tiek atjaunots uz nulli, tāpēc būs nepieciešams kāds laiks, pirms tā pati noda tiks izvēlēta nākamā bloka izveidei, kas palīdz novērst "bagāto" nodu dominēšanu blokķēdē.
Darījumu pārbaude
Katrai kriptovalūtai ar Proof of Stake konsensusa algoritmu ir savs noteikumu un metožu kopums, kas nodrošina tīkla efektivitāti.
Punkts, ko izvēlas jauna bloka izveidei, pārbauda darījumu derīgumu, paraksta bloku un pievieno to blokķēdei. Kā atlīdzību validētājs saņem daļu no darījumu komisijas, kas nāk no pievienotā bloka, un dažās blokķēdēs vēl arī atlīdzību monētu veidā.
Ja dalībnieks vairs nevēlas būt iniciators, viņa nopelnītās atlīdzības un monētas stēkingā tiek bloķētas uz noteiktu laiku. Tas dod sistēmai iespēju pārbaudīt, vai iniciators nav pievienojis krāpnieciskus blokus blokķēdei.
Kuras blokķēdes izmanto Proof of Stake
Lielākā daļa blokķēžu, kas parādījās pēc Ethereum, izmanto Proof of Stake konsensusa mehānismus. Parasti katrs mehānisms tiek modificēts atbilstoši tīkla vajadzībām. Tālāk mēs aplūkosim tos sīkāk. Pats Ethereum pašlaik ir pārejas procesā uz Proof of Stake, izmantojot Ethereum 2.0 atjauninājumu.
Blokķēžu tīkli, kas izmanto Proof of Stake vai tā variācijas, ietver:
1. BNB Chain
2. BNB Smart Chain
3. Solana
4. Avalanche
5. Polkadot
Proof of Stake priekšrocības
Tā kā Proof of Stake daudzos aspektos pārspēj Proof of Work, to izmanto gandrīz visās jaunajās blokķēdēs. Tās priekšrocības ietver:
Pielāgojamība
Proof of Stake cenšas atbilst mainīgajām lietotāju vajadzībām un attīstošajai blokķēdei, kas atspoguļojas jaunu dažādu algoritma variāciju parādīšanās. Šis mehānisms ir daudzfunkcionāls un piemērots lielākajai daļai blokķēdes uzdevumu.
Decentralizācija
Nodu palaide ir kļuvusi pieejamāka, un tīkls cenšas veicināt to palaišanu no lietotājiem. Stimulu sistēma un randomizācijas process arī padara tīklu decentralizētāku. Neskatoties uz stēkinga baseinu pastāvēšanu, iespēja, ka atsevišķs cilvēks veiksmīgi izveidos bloku Proof of Stake ietvaros, ir daudz augstāka. Tas samazina nepieciešamību veidot stēkinga baseinus.
Energoefektivitāte
Salīdzinājumā ar Proof of Work, Proof of Stake algoritms ir neticami ekonomisks enerģijas patēriņa ziņā. Šādā mehānismā dalības maksa ir atkarīga no ekonomiskajām izmaksām, kas saistītas ar stēkingu, nevis no aprēķinu izmaksām, kas saistītas ar mīklu risināšanu. Tādējādi šī konsensusa mehānisma darbība prasa daudz mazāk elektroenerģijas.
Mērogojamība
Tā kā Proof of Stake nepaļaujas uz fiziskām mašīnām, lai sasniegtu konsensu, šis mehānisms ir vairāk mērogojams. Tam nav nepieciešams iegādāties milzīgas ieguves saimniecības un tērēt lielu enerģijas daudzumu. Daudzu validētāju izmantošana tīklā ir daudz lētāka, vienkāršāka un pieejamāka.
Drošība
Stēkinga mehānisms stimulē iniciatoru veidot tikai pārbaudītus blokus. Ja tīkls atklāj krāpniecisku darījumu, validētājs zaudē daļu no savas daļas stēkingā un tiesības izveidot blokus nākotnē. Tādējādi, ja daļa stēkingā ir lielāka par atlīdzību, negodīgs validētājs zaudēs vairāk monētu, nekā iegūs.
Lai pārņemtu kontroli pār tīklu un veiktu krāpnieciskus darījumus, nodai jābūt lielākai daļai tīklā — to sauc par 51% uzbrukumu. Tomēr to var izdarīt tikai gadījumā, ja tiek iegūtas 51% monētu apgrozībā, kas praktiski ir neiespējami.
Tomēr dažos gadījumos tas var būt trūkums — mēs to apskatīsim tālāk.
Proof of Stake trūkumi
Neskatoties uz to, ka Proof of Stake ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar Proof of Work, tam joprojām ir daži trūkumi:
Forki
Standarta Proof of Stake mehānismā nav šķēršļu ieguvei no abām forka pusēm. Tomēr ar Proof of Work ieguve no abām pusēm radīs lielas enerģijas izmaksas. Proof of Stake izmantošana ļauj ievērojami samazināt izmaksas, tādējādi lietotāji var "likt likmes" uz abām forka pusēm.
Pieejamība
Lai veiktu stēkingu, lietotājiem būs nepieciešami blokķēdes nativie tokeni — tos var iegādāties caur biržu vai jebkādā citā veidā. Dažreiz efektīvai stēkingai var būt nepieciešami būtiski ieguldījumi.
Proof of Work mehānisms ļauj strādāt ar lētām ieguves iekārtām vai pat īrēt tās. Tas ļauj lietotājiem pievienoties baseinam un ātri sākt pārbaudīt darījumus un pelnīt.
51% uzbrukums
Lai gan Proof of Work arī ir pakļauts 51% uzbrukumiem, blokķēdes ar Proof of Stake mehānismu ir vairāk neaizsargātas pret tiem. Ja tokena cena strauji nokrītas vai blokķēdei ir zema tirgus kapitalizācija, teorētiski ļaundari var iegādāties vairāk nekā 50% tokenu par zemu cenu un pārņemt kontroli pār tīklu.
Proof of Work un Proof of Stake
Salīdzinot šos divus konsensusa mehānismus, var izcelt vairākas galvenās atšķirības.
Tomēr blokķēdēs pastāv liels dažādības klāsts Proof of Stake versijās. Daudzas atšķirības būs atkarīgas no konkrētajiem mehānisma uzdevumiem.
Proof of Stake mehānisma variācijas
Proof of Stake ir augsta pielāgojamība. Izstrādātāji var mainīt mehānismu atbilstoši blokķēdes darba specifikai. Tālāk ir sniegtas dažas no visbiežāk sastopamajām variācijām.
Delegētā Proof of Stake (DPoS)
Delegētā Proof of Stake ļauj lietotājiem ieguldīt monētas stēkingā, nekļūstot par validētāju. Šajā gadījumā viņi darbojas kā deleģāti: iegulda līdzekļus stēkingā caur validētāju un saņem daļu no atlīdzībām par bloku. Jo vairāk deleģātu atbalsta potenciālo validētāju, jo lielākas iespējas tikt izvēlētiem. Parasti deleģāti orientējas uz stimulu summu, ko piedāvā validētāji, kā arī uz viņu reputāciju.
Nominētā Proof of Stake (NPoS)
Nominētā Proof of Stake ir konsensusa modelis, ko izstrādājusi Polkadot. Tā lielā mērā ir līdzīga Delegētajai Proof of Stake, bet ar vienu galveno atšķirību: ja nominants (deleģāts) pievieno līdzekļus stēkingā caur ļaunprātīgu validētāju, viņš arī riskē zaudēt savus līdzekļus.
Nominanti var izvēlēties līdz 16 validētājiem, caur kuriem viņi pievienos līdzekļus stēkingā. Pēc tam tīkls sadalīs monētas starp izvēlētajiem validētājiem vienādi. Polkadot arī izmanto vairākus pieejas spēles teorijā un vēlēšanu teorijā, lai noteiktu, kurš izveidos jauno bloku.
Proof of Staked Authority (PoSA)
BNB Smart Chain izmanto Proof of Staked Authority, lai sasniegtu tīkla konsensu. Šis konsensusa mehānisms apvieno Proof of Authority un Proof of Stake, ļaujot validētājiem kārtot blokos. Piedalīties var grupa ar 21 aktīvu validētāju, kas izvēlēti pēc BNB daudzuma, ko viņi pievienojuši stēkingam vai deleģējuši savā vārdā. Šī grupa tiek izvēlēta katru dienu, un BNB Chain glabā informāciju par šo izvēli.
Secinājums
Metodes, kā pievienot blokos tīklos, ir ievērojami mainījušās kopš Bitcoin parādīšanās. Tagad lietotājiem vairs nav jāpaļaujas uz aprēķinu jaudu, lai izveidotu kriptokonsensu. Tā vietā viņi var izmantot Proof of Stake algoritmu, kuram ir daudz priekšrocību un kas ir pierādījis savu efektivitāti. Iespējams, ka laika gaitā tā alternatīva, Proof of Work mehānisms, tiks izmantota tikai Bitcoin un nelielā skaitā citu tīklu. Tomēr Proof of Stake noteikti paliks ar mums ilgi.
