Kluczowe dania na wynos
Proof of Stake to popularny alternatywny mechanizm konsensusu w stosunku do Proof of Work. Zamiast potrzebować mocy obliczeniowej do sprawdzania transakcji, walidatorzy muszą stawiać monety. Fakt ten drastycznie zmniejsza zużycie energii. Proof of Stake może również poprawić decentralizację, bezpieczeństwo i skalowalność.
Jednak atak 51% może być stosunkowo łatwy do osiągnięcia w przypadku łańcuchów bloków o niskiej kapitalizacji rynkowej. Ponieważ Proof of Stake jest bardzo wszechstronny, ma szeroką gamę odmian dla różnych łańcuchów bloków i przypadków użycia.
Wstęp
Proof of Stake jest obecnie zdecydowanie najpopularniejszym wyborem dla sieci blockchain. Jednak przy tak wielu odmianach zrozumienie jego podstawowych koncepcji może być trudne. Obecnie raczej nie zobaczysz go w oryginalnej formie. Niemniej jednak wszystkie rodzaje dowodu stawki mają te same kluczowe koncepcje. Zrozumienie tych podobieństw pomoże Ci dokonać lepszych wyborów dotyczących używanych łańcuchów bloków i sposobu ich działania.
Co oznacza Dowód stawki?
Algorytm konsensusu Proof of Stake został wprowadzony w 2011 roku na forum Bitcointalk. Zaproponowano go jako rozwiązanie problemów związanych z Proof of Work. Chociaż oba mają ten sam cel, jakim jest osiągnięcie konsensusu w zakresie blockchain, proces, który podejmują, jest zupełnie inny. Zamiast przedstawiać dowód intensywny obliczeniowo, uczestnicy jedynie udowadniają, że postawili monety.
Jak działa dowód stawki?
Algorytm Proof Of Stake wykorzystuje proces wyboru pseudolosowego w celu wybrania walidatorów z grupy węzłów. System wykorzystuje kombinację czynników, w tym wiek obstawiania, element randomizacji i zamożność węzła.
W systemach Proof of Stake bloki są „kute”, a nie wydobywane. Jednak nadal czasami można usłyszeć termin „wydobywany”. Większość kryptowalut Proof of Stake jest uruchamiana z dostawą „wstępnie sfałszowanych” monet, aby umożliwić natychmiastowe uruchomienie węzłów.
Użytkownicy biorący udział w procesie kucia muszą zablokować w sieci określoną liczbę monet jako swoją stawkę. Wielkość stawki określa szanse na wybranie węzła na kolejnego walidatora – im większa stawka, tym większe szanse. Do procesu selekcji dodawane są unikalne metody, które faworyzują nie tylko najbogatsze węzły w sieci. Dwie najczęściej stosowane metody to losowy wybór bloku i wybór wieku monety.
Losowy wybór bloku
W metodzie Randomized Block Selection walidatory są wybierane poprzez wyszukiwanie węzłów z kombinacją najniższej wartości skrótu i najwyższej stawki. Ponieważ rozmiary stawek są publiczne, następny fałszerz może zwykle przewidzieć inne węzły.
Wybór wieku monety
Metoda wyboru wieku monety wybiera węzły na podstawie tego, jak długo ich żetony były stawiane. Wiek monety oblicza się, mnożąc liczbę dni, przez które monety były postawione, przez liczbę postawionych monet.
Gdy węzeł wykuje blok, jego wiek monety jest resetowany do zera i musi poczekać pewien czas, aby móc wykuć kolejny blok – zapobiega to dominacji węzłów dużych stawek w łańcuchu bloków.
Walidacja transakcji
Każda kryptowaluta korzystająca z algorytmu Proof of Stake ma swój własny zestaw reguł i metod, które według niej są najlepszą możliwą kombinacją dla sieci i jej użytkowników.
Kiedy węzeł zostanie wybrany do sfałszowania następnego bloku, sprawdzi, czy transakcje w bloku są ważne. Następnie podpisuje blok i dodaje go do łańcucha bloków. W nagrodę węzeł otrzymuje opłaty transakcyjne z bloku oraz, w przypadku niektórych łańcuchów bloków, nagrodę w postaci monety.
Jeśli węzeł chce przestać być fałszerzem, jego stawka i zdobyte nagrody zostaną zwolnione po pewnym czasie, dając sieci czas na sprawdzenie, czy węzeł nie dodał do łańcucha bloków fałszywych bloków.
Które łańcuchy bloków korzystają z Proof of Stake?
Większość blockchainów post-Ethereum wykorzystuje mechanizmy konsensusu Proof of Stake. Zazwyczaj każdy z nich jest modyfikowany w celu dostosowania do potrzeb sieci. Omówimy te różnice w dalszej części artykułu. Samo Ethereum jest obecnie w trakcie przechodzenia na Proof of Stake z Ethereum 2.0.
Sieci Blockchain korzystające z Proof of Stake lub jego formy obejmują:
1. Łańcuch BNB
2. Inteligentny łańcuch BNB
3. Solana
4. Lawina
5. Kropki
Zalety dowodu stawki
Proof of Stake ma wiele wyraźnych zalet w porównaniu z Proof of Work. Z tego powodu nowe łańcuchy bloków prawie zawsze korzystają z Proof of Stake. Jego zalety obejmują:
Zdolność adaptacji
W miarę jak zmieniają się potrzeby użytkowników i łańcuchy bloków, zmienia się także Proof of Stake. Łatwo to zauważyć, biorąc pod uwagę ogromną liczbę dostępnych adaptacji. Mechanizm jest wszechstronny i z łatwością pasuje do większości przypadków użycia blockchain.
Decentralizacja
Zachęca się większą liczbę użytkowników do uruchamiania węzłów, ponieważ jest to tańsze. Ta zachęta i proces randomizacji sprawiają również, że sieć jest bardziej zdecentralizowana. Chociaż istnieją pule stawek, istnieje znacznie większa szansa na pomyślne utworzenie bloku w ramach Proof of Stake. Ogólnie rzecz biorąc, zmniejsza to potrzebę stosowania pul stawek.
Efektywności energetycznej
Proof of Stake jest niezwykle energooszczędny w porównaniu do Proof of Work. Koszt uczestnictwa opiera się na kosztach ekonomicznych stawiania monet, a nie na kosztach obliczeniowych rozwiązywania zagadek. Mechanizm ten prowadzi do znacznego zmniejszenia energii potrzebnej do uruchomienia mechanizmu konsensusu.
Skalowalność
Ponieważ Proof of Stake nie opiera się na fizycznych maszynach w celu wygenerowania konsensusu, jest bardziej skalowalny. Nie ma potrzeby tworzenia ogromnych farm wydobywczych ani pozyskiwania dużych dostaw energii. Dodanie większej liczby walidatorów do sieci jest tańsze, prostsze i bardziej dostępne.
Bezpieczeństwo
Staking działa jako finansowy motywator dla walidatora, aby nie przetwarzał nieuczciwych transakcji. Jeśli sieć wykryje oszukańczą transakcję, walidator straci część swoich udziałów i prawo do udziału w przyszłości. Tak długo, jak stawka jest wyższa niż nagroda, weryfikator straci więcej monet, niż zyskałby w wyniku oszukańczej działalności.
Aby skutecznie kontrolować sieć i zatwierdzać oszukańcze transakcje, węzeł musiałby posiadać większościowy pakiet udziałów w sieci, co jest również znane jako atak 51%. W zależności od wartości kryptowaluty przejęcie kontroli nad siecią może być prawie niemożliwe, ponieważ konieczne byłoby zdobycie 51% krążącej podaży.
Wady dowodu stawki
Chociaż Proof of Stake ma wiele zalet w porównaniu do Proof of Work, nadal ma pewne słabości:
Rozwidlanie
Dzięki standardowemu mechanizmowi Proof of Stake nic nie zniechęca do wydobywania obu stron widelca. W ramach Proof of Work wydobycie po obu stronach doprowadzi do marnowania energii. Dzięki Proof of Stake koszt jest znacznie niższy, co oznacza, że ludzie mogą „stawiać” po obu stronach widelca.
Dostępność
Aby rozpocząć obstawianie, będziesz potrzebować natywnego źródła tokenów blockchain. Wymaga to zakupu tokena za pośrednictwem giełdy lub w inny sposób. W zależności od wymaganej kwoty, aby rozpocząć skuteczne obstawianie, możesz potrzebować znacznych inwestycji.
Dzięki Proof of Work możesz kupić tani sprzęt górniczy, a nawet go wypożyczyć. Dzięki temu możesz dołączyć do puli i szybko zacząć weryfikować i zarabiać.
51% ataku
Chociaż Proof of Work jest również podatny na ataki 51%, dzięki Proof of Stake mogą one być znacznie łatwiejsze. Jeśli cena tokena spadnie lub blockchain będzie miał niską kapitalizację rynkową, teoretycznie zakup ponad 50% tokenów i kontrolowanie sieci może być tani.
Dowód pracy a dowód stawki
Kiedy porównujemy dwa mechanizmy konsensusu, istnieje kilka podstawowych różnic.
Jednakże istnieje wiele różnych mechanizmów Proof of Stake w łańcuchach bloków. Wiele różnic będzie zależeć od dokładnego zastosowanego mechanizmu.
Inne mechanizmy konsensusu oparte na Proof of Stake
Proof of Stake jest wysoce elastyczny. Programiści mogą zmienić dokładny mechanizm, aby dopasować go do konkretnych przypadków użycia łańcucha bloków. Poniżej znajdują się niektóre z najczęściej spotykanych
Delegowany dowód stawki (DPoS)
Delegowany dowód stawki umożliwia użytkownikom obstawianie monet bez konieczności zostania weryfikatorem. W takim przypadku stawiają je za walidatorem, aby podzielić się nagrodami za blok. Im więcej delegatów opowiada się za możliwym walidatorem, tym większa jest jego szansa na wybór. Walidatorzy mogą zazwyczaj zmienić kwotę udostępnianą osobom delegującym w ramach zachęty. Reputacja walidatora jest również ważnym czynnikiem dla delegatorów.
Nominowany dowód stawki (NPoS)
Nominate Proof of Stake to model konsensusu opracowany przez Polkadot. Ma wiele podobieństw do delegowanego dowodu stawki, ale ma jedną kluczową różnicę. Jeśli nominator (delegujący) postawi za złośliwym walidatorem, on również może stracić swoją stawkę.
Nominatorzy mogą wybrać maksymalnie 16 walidatorów, za którymi będą stawiać. Sieć następnie równomiernie rozdzieli swoją stawkę pomiędzy wybranymi walidatorami. Polkadot wykorzystuje również kilka podejść z teorii gier i teorii wyborów, aby określić, kto stworzy nowy blok.
Dowód posiadania uprawnień (PoSA)
BNB Smart Chain korzysta z protokołu Proof of Staked Authority w celu wygenerowania konsensusu sieciowego. Ten mechanizm konsensusu łączy w sobie Proof of Authority i Proof of Stake, umożliwiając walidatorom na zmianę tworzenie bloków. Do udziału kwalifikuje się grupa 21 aktywnych walidatorów, wybranych na podstawie kwoty BNB, którą postawili lub którą oddelegowali. Zestaw ten jest ustalany codziennie, a Sieć BNB przechowuje wybór.
Wniosek
Sposób, w jaki dodajemy bloki transakcji do sieci, znacznie się zmienił od czasu Bitcoina. Nie musimy już polegać na mocy obliczeniowej, aby wygenerować konsensus kryptograficzny. System Proof of Stake ma wiele zalet, a historia pokazała, że Proof of Stake działa. Z biegiem czasu wygląda na to, że Bitcoin będzie tylko jedną z niewielu pozostałych sieci Proof of Work. Na razie wydaje się, że Proof of Stake pozostanie.
