Cu grijă! Mult text.
Proof of Stake este o alternativă populară la algoritmul de consens Proof of Work. Acest mecanism nu folosește puterea de calcul pentru a confirma tranzacțiile, ci monede mizate furnizate de validatori. Proof of Stake poate reduce semnificativ consumul de energie, precum și poate crește descentralizarea, securitatea și scalabilitatea.
Cu toate acestea, Proof of Stake poate să nu fie la fel de convenabil pentru utilizatorii care nu au acces la criptomonedă și poate, de asemenea, să implice riscul unui atac de 51% pe blockchain-urile cu o capitalizare de piață scăzută. Deoarece Proof of Stake este extrem de versatil, acesta are o gamă largă de variații pentru diferite blockchain-uri și sarcini.
Introducere
Până în prezent, Proof of Stake este cel mai popular algoritm de consens pentru multe rețele blockchain, dar din cauza numeroaselor variații ale sale, poate fi dificil de înțeles. Mai mult, întâlnirea acestui mecanism în forma sa originală este aproape imposibilă. Cu toate acestea, toate tipurile de Proof of Stake funcționează pe baza acelorași concepte, înțelegerea cărora va ajuta la luarea celei mai bune decizii în alegerea unui blockchain.
Ce înseamnă Proof of Stake
Algoritmul de consens Proof of Stake a fost prezentat în 2011 pe forumul Bitcointalk cu scopul de a rezolva problemele Proof of Work. Deși ambele mecanisme urmăresc atingerea consensului în blockchain, o fac în moduri diferite. Dacă utilizatorii Proof of Work efectuează muncă computațională, participanții Proof of Stake trebuie doar să depună monede în staking.
Cum funcționează Proof of Stake
La baza mecanismului Proof of Stake se află un proces de selecție aleatoare, care determină validatorul dintr-un grup de noduri. Pentru aceasta, sistemul folosește o combinație de factori, inclusiv durata staking-ului monedelor, randomizarea și asigurarea financiară a nodului.
În sistemele Proof of Stake, în contextul creării de blocuri se folosește termenul forjare, nu minerit, deși se pot întâlni ambele variante. Majoritatea criptomonedelor Proof of Stake sunt lansate cu un rezervor de monede pre-create, astfel încât nodurile să poată începe imediat activitatea.
Pentru a participa la procesul de creare a blocurilor, utilizatorii blochează o anumită cantitate de monede în rețea, adăugându-le în staking. Cantitatea de monede în staking crește șansele fiecărei noduri de a fi aleasă ca următor validator: cu cât suma în staking este mai mare, cu atât șansele sunt mai mari. Pentru a asigura o selecție echitabilă a nodurilor fără a prefera cele mai bogate, în procesul de selecție se folosesc metode unice, cum ar fi selecția aleatoare a blocurilor și selecția pe baza duratei staking-ului.
Selecția aleatoare a blocului
În selecția aleatoare a blocurilor, validatorii sunt determinați prin căutarea nodurilor cu cea mai mică valoare hash și cea mai mare sumă în staking. De obicei, este posibil să se prezică dinainte cine va deveni următorul validator, deoarece volumul monedelor în staking al fiecărui participant este disponibil public.
Selecția pe baza duratei staking-ului
În selecția pe baza duratei staking-ului, validatorii sunt determinați în funcție de cât de mult timp au fost token-urile lor în staking. Durata este calculată prin înmulțirea numărului de zile în care moneda a fost în staking cu numărul de monede plasate.
După crearea blocului, durata se resetează, așa că va fi nevoie de ceva timp înainte ca aceeași nodă să fie aleasă pentru a crea următorul bloc, ceea ce ajută la prevenirea dominării nodurilor „bogate” în blockchain.
Verificarea tranzacțiilor
Fiecare criptomonedă cu algoritm de consens Proof of Stake are propriul set de reguli și metode care asigură eficiența rețelei.
Nodul ales pentru crearea unui nou bloc verifică validitatea tranzacțiilor, semnează blocul și îl adaugă în blockchain. Ca recompensă, validatorul primește o parte din comisioanele pentru tranzacțiile din blocul adăugat și, în unele blockchain-uri, o recompensă sub formă de monede.
Dacă un participant nu mai dorește să fie inițiator, recompensele și monedele câștigate în staking sunt blocate pentru o anumită perioadă. Aceasta oferă sistemului ocazia de a verifica dacă inițiatorul nu a adăugat blocuri frauduloase în blockchain.
Ce blockchain-uri folosesc Proof of Stake
Majoritatea blockchain-urilor apărute după Ethereum folosesc mecanisme de consens Proof of Stake. De obicei, fiecare mecanism este modificat în funcție de nevoile rețelei. În continuare, le vom examina mai în detaliu. Ethereum în sine se află în prezent în proces de tranziție către Proof of Stake prin actualizarea Ethereum 2.0.
Rețelele blockchain care folosesc Proof of Stake sau variațiile acestuia includ:
1. BNB Chain
2. BNB Smart Chain
3. Solana
4. Avalanche
5. Polkadot
Avantajele Proof of Stake
Având în vedere că Proof of Stake depășește Proof of Work în multe aspecte, este utilizat aproape în toate noile blockchain-uri. Printre avantajele sale se numără:
Adaptabilitate
Proof of Stake tinde să se alinieze nevoilor în schimbare ale utilizatorilor și blockchain-ului în dezvoltare, ceea ce se reflectă în apariția unor variații diverse ale algoritmului. Acest mecanism este multifuncțional și se potrivește majorității sarcinilor blockchain.
Decentralizare
Lansarea nodurilor a devenit mai accesibilă, iar rețeaua tinde să încurajeze lansarea acestora de către utilizatori. Sistemul de stimulente și procesul de randomizare fac, de asemenea, rețeaua mai descentralizată. În ciuda existenței pool-urilor de staking, probabilitatea ca o persoană individuală să creeze cu succes un bloc în cadrul Proof of Stake este mult mai mare. Acest lucru reduce necesitatea de a crea pool-uri de staking.
Eficiență energetică
Comparativ cu Proof of Work, algoritmul Proof of Stake este incredibil de economicos din punct de vedere energetic. În acest mecanism, costul de participare depinde de cheltuielile economice pentru staking, nu de cheltuielile computaționale pentru rezolvarea puzzle-urilor. Astfel, funcționarea acestui mecanism de consens necesită mult mai puține cheltuieli cu energia electrică.
Scalabilitate
Deoarece Proof of Stake nu se bazează pe mașini fizice pentru a atinge consensul, acest mecanism este mai scalabil. Nu este necesar să cumpărați ferme de minerit enorme și să cheltuiți o cantitate mare de energie. Utilizarea unui număr mare de validatori în rețea este mult mai ieftină, mai simplă și mai accesibilă.
Securitate
Mecanismul de staking stimulează inițiatorul să creeze doar blocuri verificate. Dacă rețeaua descoperă o tranzacție frauduloasă, validatorul își va pierde o parte din cota sa în staking și dreptul de a crea blocuri în viitor. Astfel, dacă cota în staking este mai mare decât recompensa, un validator neserios va pierde mai multe monede decât va câștiga.
Pentru a prelua controlul asupra rețelei și a efectua tranzacții frauduloase, nodul trebuie să dețină o cotă mai mare în rețea - aceasta se numește atac 51%. Cu toate acestea, acest lucru poate fi realizat doar în cazul achiziționării a 51% din monedele în circulație, ceea ce este practic imposibil.
Și totuși, în unele cazuri, acest lucru poate fi un dezavantaj - vom analiza acest lucru mai departe.
Dezavantajele Proof of Stake
În ciuda faptului că Proof of Stake are multe avantaje în comparație cu Proof of Work, acesta are încă unele dezavantaje:
Fork-uri
În cadrul mecanismului standard de Proof of Stake nu există obstacole pentru mineritul de ambele părți ale fork-ului. Cu toate acestea, în cazul Proof of Work, mineritul de ambele părți va duce la costuri energetice mari. Utilizarea Proof of Stake permite reducerea semnificativă a cheltuielilor, astfel încât utilizatorii pot „paria” de ambele părți ale fork-ului.
Accesibilitate
Pentru staking, utilizatorii vor avea nevoie de token-uri native ale blockchain-ului - acestea pot fi achiziționate printr-o bursă sau în orice alt mod. Uneori, pentru un staking eficient pot fi necesare investiții semnificative.
Mecanismul Proof of Work permite însă operarea pe echipamente de minerit ieftine sau chiar închirierea acestora. Datorită acestui lucru, utilizatorii pot adera la un pool și pot începe rapid să verifice tranzacțiile și să câștige.
Atac 51%
Deși Proof of Work este, de asemenea, vulnerabil la atacuri 51%, blockchain-urile cu mecanismul Proof of Stake sunt mai expuse acestora. Dacă prețul token-ului scade sau blockchain-ul are o capitalizare de piață scăzută, teoretic, atacatorii pot achiziționa mai mult de 50% din token-uri la un preț scăzut și pot prelua controlul asupra rețelei.
Proof of Work și Proof of Stake
Dacă compari aceste două mecanisme de consens, se pot evidenția câteva diferențe fundamentale.
Cu toate acestea, în blockchain-uri există o mare diversitate de versiuni ale Proof of Stake. Multe diferențe vor depinde de sarcinile specifice ale mecanismului.
Variații ale mecanismului Proof of Stake
Proof of Stake are o adaptabilitate ridicată. Dezvoltatorii pot modifica mecanismul în funcție de specificul funcționării blockchain-ului. Iată câteva dintre cele mai frecvente variații.
Delegated Proof of Stake (DPoS)
Delegated Proof of Stake permite utilizatorilor să depună monede în staking fără a deveni validator. În acest caz, ei acționează ca delegați: depun fonduri în staking prin intermediul unui validator și primesc o parte din recompensele pentru bloc. Cu cât mai mulți delegați susțin un validator potențial, cu atât șansele de alegere sunt mai mari. De obicei, delegații se orientează după dimensiunea sumei de stimulent oferite de validatori, precum și după reputația acestora.
Nominated Proof of Stake (NPoS)
Nominated Proof of Stake este un model de consens dezvoltat de Polkadot. Acesta este foarte asemănător cu Delegated Proof of Stake, dar cu o diferență cheie: dacă un nominal (delegați) adaugă fonduri în staking prin intermediul unui validator rău intenționat, el riscă, de asemenea, să își piardă fondurile.
Nominalii pot alege până la 16 validatori prin intermediul cărora vor adăuga fonduri în staking. Apoi, rețeaua va distribui monedele între validatori aleși în mod egal. Polkadot folosește, de asemenea, mai multe abordări în teoria jocurilor și teoria alegerilor pentru a determina cine va forja un nou bloc.
Proof of Staked Authority (PoSA)
BNB Smart Chain folosește Proof of Staked Authority pentru a atinge consensul rețelei. Acest mecanism de consens combină Proof of Authority și Proof of Stake, permițând validatoarelor să forgeze blocuri pe rând. La participare este admisă un grup de 21 de validatori activi, aleși în funcție de numărul de BNB pe care l-au adăugat în staking sau delegat în numele lor. Acest grup este selectat zilnic, iar BNB Chain păstrează informații despre această selecție.
Concluzie
Metodele de adăugare a blocurilor în rețea s-au schimbat semnificativ de la începuturile Bitcoin-ului. Acum, utilizatorii nu mai trebuie să se bazeze pe puterea de calcul pentru a crea un consens criptografic. În schimb, ei pot folosi algoritmul Proof of Stake, care are multe avantaje și și-a dovedit eficiența. Poate că în timp, alternativa sa, mecanismul Proof of Work, va fi utilizată doar de Bitcoin și un mic număr de alte rețele. Oricum, Proof of Stake va rămâne cu noi pentru mult timp.
