Streszczenie
Proof of Stake jest popularną alternatywą dla Proof of Work. Walidatory nie potrzebują mocy obliczeniowej do weryfikacji transakcji, ale muszą stawiać tokeny, co znacznie zmniejsza wymagane zużycie energii. Proof of Stake zwiększa także decentralizację, bezpieczeństwo i skalowalność.
Jednak bez dostępu do kryptowalut trudno jest uzyskać dostęp do dowodu stawki. Jeśli wybierzesz blockchain o niższej kapitalizacji rynkowej, narażony jest również na atak 51%. Ponieważ Proof of Stake jest bardzo wszechstronny, ma również wiele odmian, które są odpowiednie dla różnych łańcuchów bloków i przypadków użycia.
Wstęp
Proof of Stake jest obecnie najpopularniejszą opcją dla sieci blockchain. Ponieważ jednak istnieje tak wiele odmian, zrozumienie podstawowych koncepcji może być trudne. Jest mało prawdopodobne, że dzisiaj zobaczysz go w oryginalnej formie. Jednak wszystkie rodzaje dowodów udziałów mają tę samą podstawową koncepcję. Zrozumienie tych podobieństw pomoże Ci dokonać lepszego wyboru co do tego, którego łańcucha bloków użyć i sposobu jego działania.
Co to jest dowód stawki?
Algorytm konsensusu dowodu stawki został wprowadzony na forum Bitcointalk w 2011 roku w celu rozwiązania problemów związanych z dowodem pracy. Chociaż oba algorytmy mają ten sam cel, jakim jest osiągnięcie konsensusu w sprawie blockchain, procesy prowadzące do osiągnięcia tych celów są zupełnie inne. Uczestnicy nie muszą przedstawiać dowodów wymagających obliczeń, a jedynie udowodnić, że postawili swoje tokeny.
Jak działa dowód stawki?
Algorytm dowodu stawki wykorzystuje metodę wyboru pseudolosowego do wyboru walidatorów z grupy węzłów. System ten bierze pod uwagę wiele czynników, w tym wiek stakowania (element losowy) i bogactwo węzłów.
W systemie dowodu stawki bloki są „kute”, a nie wydobywane. Mimo to czasami możesz usłyszeć słowo „górnictwo”. Większość kryptowalut typu proof-of-stake oferuje przy uruchomieniu „wstępnie sfałszowane” tokeny, dzięki czemu węzły można natychmiast uruchomić.
Użytkownicy biorący udział w procesie kucia muszą zablokować określoną liczbę tokenów w sieci jako swój kapitał. Wielkość kapitału określa szansę wyboru węzła jako kolejnego walidatora. Im większy kapitał, tym większa szansa. Aby mieć pewność, że proces nie faworyzuje tylko najbogatszych węzłów w sieci, do procesu selekcji dodano szereg specjalnych elementów. Dwie najczęściej stosowane metody to „Losowy wybór bloku” i „Wybór wieku monety”.
Losowy wybór bloku
W metodzie losowego wyboru bloków walidatory są wybierane poprzez wyszukiwanie węzła o najniższej wartości skrótu i najwyższej kombinacji stawek. Ponieważ wielkość stawki jest publiczna, inne węzły często mogą przewidzieć, kto będzie kolejnym fałszerzem.
Wybór wieku monety
Metoda wyboru wieku waluty wybiera węzły na podstawie okresu stakowania tokena. Wiek monety oblicza się, mnożąc liczbę dni, przez które token był utrzymywany jako kapitał, przez liczbę postawionych tokenów.
Kiedy węzeł wykuwa blok, jego wiek monety jest resetowany do zera i musi odczekać pewien czas, zanim wykuje kolejny blok, co pomaga zapobiec dominacji węzłów o dużych stawkach w łańcuchu bloków.
Zweryfikuj transakcję
Każda kryptowaluta korzystająca z algorytmu dowodu stawki zapewnia sieci i użytkownikom najlepszą, jej zdaniem, kombinację reguł i metod.
Jeśli do sfałszowania kolejnego bloku zostanie wybrany węzeł, sprawdzi on, czy transakcje w tym bloku są ważne. Następnie podpisuje blok i dodaje go do łańcucha bloków. Węzeł ten jest nagradzany opłatami transakcyjnymi z bloku oraz, w niektórych blockchainach, tokenami.
Jeśli węzeł nie chce już być fałszerzem, sieć zweryfikuje, czy węzeł dodał fałszywe bloki do blockchainu. Jeśli weryfikacja przebiegnie pomyślnie, uprawnienia węzła i zdobyte nagrody zostaną po pewnym czasie odblokowane.
Które łańcuchy bloków korzystają z dowodu stawki?
Większość łańcuchów bloków po Ethereum wykorzystuje mechanizm konsensusu typu „proof-of-stake”. Zwykle mechanizmy te są modyfikowane w celu dostosowania do potrzeb sieci. Zmiany te omówimy w dalszej części tego artykułu. Samo Ethereum przechodzi obecnie na dowód stawki w wersji Ethereum 2.0.
Sieci Blockchain korzystające z dowodu stawki lub powiązanych formularzy obejmują:
1. Łańcuch Binance Coin (BNB).
2. Inteligentny łańcuch Binance Coin (BNB).
3. Solana
4. Lawina
6. Polkadot
Zalety dowodu stawki
W porównaniu z dowodem pracy dowód stawki ma oczywiste zalety. Z tego powodu nowe łańcuchy bloków prawie zawsze wykorzystują dowód stawki. Jego zalety to:
Zdolność adaptacji
W miarę potrzeb użytkowników i zmian w łańcuchu bloków zmienia się także dowód stawki. Możemy to wyraźnie zobaczyć na podstawie dużej liczby aplikacji debugujących. Mechanizm ten jest wszechstronny i można go łatwo dostosować do większości przypadków użycia blockchain.
Decentralizacja
Zachęca się dużą liczbę użytkowników do uruchamiania węzłów, ponieważ ta metoda jest bardziej opłacalna. Ten proces zachęt i randomizacji zwiększa poziom decentralizacji sieci. Chociaż istnieje pula stawek, szansa na pomyślne utworzenie bloku w oparciu o mechanizm dowodu stawki jest znacznie większa. Ogólnie rzecz biorąc, zmniejsza to potrzebę stosowania pul stawek.
efektywności energetycznej
Proof of Stake jest bardzo energooszczędny w porównaniu do Proof of Work. Koszt uczestnictwa ustalany jest na podstawie kosztu ekonomicznego stawiania tokenów, a nie kosztu obliczeniowego rozwiązania zagadki. Mechanizm ten powoduje znaczne zmniejszenie 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 wymaga wielkich kopalń ani dużych ilości zakupionej energii. Dodanie większej liczby walidatorów do sieci jest tańsze, prostsze i łatwiejsze do wdrożenia.
bezpieczeństwo
Stawka działa jako zachęta finansowa dla walidatorów, aby nie przetwarzali fałszywych transakcji. Jeśli sieć wykryje fałszywe transakcje, walidator utraci część swoich praw i interesów oraz prawo do udziału w przyszłych działaniach. Dlatego dopóki kapitał własny jest wyższy niż nagroda, jeśli weryfikator spróbuje oszukać, straci więcej tokenów niż otrzymana nagroda.
Aby skutecznie kontrolować sieć i zatwierdzać fałszywe transakcje, węzły muszą posiadać większościowy udział w sieci, co jest również znane jako atak 51%. Biorąc pod uwagę wartość kryptowaluty, przejęcie kontroli nad siecią wymagałoby nabycia 51% podaży będącej w obiegu, co jest prawie niemożliwe do osiągnięcia.
Może to jednak być również wadą, co wyjaśnimy poniżej.
Wady dowodu stawki
Chociaż Proof of Stake ma wiele zalet w porównaniu z Proof of Work, nadal ma pewne wady:
rozwidlenie
Korzystanie ze standardowych mechanizmów proof-of-stake nie ogranicza wydobycia po obu stronach widelca. W przypadku korzystania z dowodu pracy wydobycie obu stron powoduje stratę energii. Dzięki dowódowi stawki koszty są znacznie obniżone, co oznacza, że ludzie mogą „stawiać” po obu stronach widelca.
Dostępność
Aby rozpocząć obstawianie, potrzebujesz natywnego źródła tokenów blockchain. Wymaga to zakupu tokena za pośrednictwem giełdy lub w inny sposób. W zależności od wymaganej kwoty, aby skutecznie rozpocząć obstawianie, możesz potrzebować znacznych inwestycji.
Dzięki dowódowi pracy możesz kupić tani sprzęt górniczy, a nawet go wypożyczyć. W ten sposób możesz dołączyć do puli wydobywczej i szybko rozpocząć sprawdzanie poprawności i zarabianie pieniędzy.
51% ataku
Chociaż dowód pracy jest również podatny na ataki 51%, oczywiście łatwiej jest użyć dowodu stawki. Jeśli cena tokena spadnie lub kapitalizacja rynkowa blockchainu będzie niska, teoretycznie taniej może być zakup ponad 50% tokenów i kontrolowanie sieci.
Dowód pracy a dowód stawki
Jeśli porównamy te dwa mechanizmy konsensusu, znajdziemy kilka kluczowych różnic.
Jednak różne łańcuchy bloków mają różne mechanizmy dowodu stawki. Wiele różnic zależy od dokładnego zastosowanego mechanizmu.
Inne mechanizmy konsensusu oparte na dowodzie stawki
Proof of Stake jest wysoce elastyczny. Programiści mogą dostosować dokładne mechanizmy, aby pasowały do konkretnych przypadków użycia łańcucha bloków. Oto niektóre z najczęstszych mechanizmów
Delegowany dowód stawki (DPoS)
Delegowany dowód stawki umożliwia użytkownikom obstawianie tokenów bez konieczności zostania walidatorem. W takim przypadku mogą obstawić u walidatora, aby podzielić się nagrodą za blok. Im więcej delegatów stoi za możliwym walidatorem, tym większa szansa na wybór. Walidatorzy mogą zazwyczaj zmienić kwotę udostępnianą osobom delegującym w ramach nagrody. Reputacja walidatora jest również ważnym czynnikiem przy wyborze dokonywanym przez delegującego.
Nominowany dowód stawki (NPoS)
Nominate Proof of Stake to model konsensusu opracowany przez Polkadot. Ma wiele podobieństw do delegowanego dowodu stawki, ale jest jedna kluczowa różnica. Nominatorzy (delegujący) mogą również stracić swój udział, jeśli przy obstawianiu będą podążać za złośliwym weryfikatorem.
Nominatorzy mogą wybrać maksymalnie 16 walidatorów i śledzić ich, aby wyrazić swoje zainteresowania. Następnie sieć rozdzieli równo swoje udziały pomiędzy wybranymi walidatorami. Polkadot wykorzystuje także kilka metod z teorii gier i teorii wyborów, aby zdecydować, kto utworzy nowe bloki.
Autorytatywny dowód stawki (PoSA)
Binance Coin (BNB) Smart Chain wykorzystuje autorytatywny dowód stawki w celu wygenerowania konsensusu sieciowego. Ten mechanizm konsensusu łączy Proof of Authority i Proof of Stake w jedno, umożliwiając walidatorom na zmianę tworzenie bloków. Grupa 21 aktywnych walidatorów, którzy kwalifikują się do udziału, jest wybierana na podstawie kwoty Binance Coin (BNB) postawionej przez walidatorów lub delegowanej za nimi. Kolekcję tę można ustalać codziennie, a wybór będzie przechowywany w łańcuchu Binance Coin (BNB).
podsumowując
Sposób, w jaki dodajemy bloki transakcji do sieci, znacznie się zmienił od czasu Bitcoina. Nie musimy już polegać na mocy obliczeniowej, aby wygenerować konsensus w sprawie kryptowalut. System dowodu stawki ma wiele zalet, a historia udowodniła, że dowód stawki jest skuteczny. Z biegiem czasu Bitcoin wydaje się być jedną z niewielu pozostałych sieci typu proof-of-work. Na razie wygląda na to, że Proof of Stake pozostanie.
