Краткое содержание
Proof of Stake — популярный механизм консенсуса, который постепенно заменяет Proof of Work. Вместо того, чтобы нуждаться в вычислительной мощности для проверки транзакций, валидаторы должны поставить криптовалюту на кон. Этот факт существенно снижает необходимое энергопотребление. Proof of Stake также улучшает децентрализацию, безопасность и масштабируемость.
Однако доступ к Proof of Stake может быть затруднен, если у пользователей нет криптовалюты. Атака 51% также может легко произойти с блокчейнами с низкой рыночной капитализацией. Поскольку Proof of Stake настолько гибок, у него есть множество вариаций для разных блокчейнов и вариантов использования.
Представлять
На сегодняшний день Proof of Stake стал самым популярным консенсусным механизмом для сетей блокчейнов. Но при таком большом количестве вариаций может быть немного сложно понять его основные концепции. Сегодня вряд ли можно увидеть этот механизм в первозданном виде. Однако все типы Proof of Stake имеют общие ключевые концепции. Понимание этих сходств поможет вам сделать лучший выбор в отношении того, какие блокчейны вы используете и как они работают.
Что такое доказательство доли?
В 2011 году алгоритм консенсуса Proof of Stake был представлен на форуме Bitcointalk. Первоначально он был предложен как решение проблем Proof of Work. Хотя оба имеют одну и ту же цель — достижение консенсуса в блокчейне, процесс реализации совершенно разный. Вместо того, чтобы предоставлять трудоемкие вычисления, участникам просто нужно доказать, что они сделали ставку на криптовалюту.
Как работает доказательство доли?
Алгоритм Proof Of Stake использует псевдослучайный процесс выборов для выбора валидаторов из пула узлов. Система использует комбинацию факторов, включая возраст ставки, фактор рандомизации и богатство узлов.
В системе Proof of Stake блоки «подделываются», а не «добываются». Тем не менее, вы все равно можете время от времени слышать слово «копать». Большинство криптовалют Proof of Stake запускаются с «предварительно созданным» запасом монет, что позволяет узлам немедленно начать работу.
Пользователи, желающие принять участие в процессе форжинга, должны заблокировать в сети определенную сумму денег в качестве своей ставки. Чем больше ставка определяет вероятность того, что узел будет выбран в качестве валидатора для создания следующего блока — чем больше ставка, тем больше шанс. В процесс выбора добавляются частные методы, чтобы платформа не отдавала предпочтение только самым богатым узлам сети. Двумя наиболее часто используемыми методами являются «Случайный выбор блока» и «Выбор возраста монеты».
Случайный выбор блока
В методе случайного выбора блоков валидаторы выбираются путем поиска узлов с комбинацией наименьшего значения хеш-функции и наибольшей ставки. Поскольку размер ставки является общедоступным, следующий фальсификатор часто может быть предсказан другими узлами.
Выберите возраст монеты
Метод выбора возраста монет выбирает узлы на основе того, как долго их токены были поставлены на карту. Возраст монеты рассчитывается путем умножения количества дней, в течение которых криптовалюта находилась в качестве ставки, на количество поставленных монет.
После того, как узел создал блок, возраст монеты сбрасывается до нуля, и им приходится ждать определенное время, прежде чем они смогут создать другой блок — это предотвращает доминирование узлов с большой долей в блокчейне.
Проверка транзакций
Каждая криптовалюта, использующая алгоритм Proof of Stake, использует свой собственный набор правил и методов, которые они считают лучшей комбинацией для себя и своих пользователей.
Когда узел выбирается для создания следующего блока, он проверяет, действительны ли транзакции в блоке или нет. Затем он подписывает и добавляет блок в блокчейн. В качестве вознаграждения узел получает комиссию за транзакцию с блока, а в некоторых блокчейнах вознаграждением является криптовалюта.
Если узел больше не хочет продолжать быть кузнецом, его ставка и полученные вознаграждения будут освобождены через определенный период времени, давая сети некоторое время, чтобы убедиться, что узел не добавил больше никаких поддельных блоков, поступающих в сеть. .
Какой блокчейн использует механизм консенсуса Proof of Stake?
Большинство блокчейнов, родившихся после Ethereum, используют механизм консенсуса Proof of Stake. Обычно каждый блокчейн модифицируется в соответствии с потребностями сети. Мы рассмотрим эти варианты позже в статье. Сам Ethereum также находится в процессе перехода на Proof of Stake с Ethereum 2.0.
Блокчейны, использующие Proof of Stake или его форму, включают:
1. Сеть BNB
2. Смартчейн BNB
3. Солана
4. Лавина
5. Горошек
Преимущества доказательства доли
Proof of Stake имеет множество очевидных преимуществ перед Proof of Work. По этой причине новые блокчейны почти всегда используют Proof of Stake. Его преимущества включают в себя:
Адаптивность
Потребности пользователей в блокчейнах меняются, как и Proof of Stake. Это хорошо видно по большому количеству доступных версий Proof of Stake. Этот механизм очень гибок и легко подходит для большинства случаев использования блокчейна.
Децентрализация
Большему количеству пользователей рекомендуется запускать узлы из-за их доступных цен. Этот стимул и рандомизация также делают сеть более децентрализованной. Хотя пулы ставок существуют, шансы на то, что человек успешно создаст блок в рамках Proof of Stake, намного выше. В целом, это снижает потребность в пулах ставок.
Энергоэффективность
Proof of Stake чрезвычайно энергоэффективен по сравнению с Proof of Work. Стоимость участия больше связана со стоимостью ставок, чем с затратами на вычисления для решения головоломок. Этот механизм приводит к значительному снижению энергии, необходимой для работы механизма консенсуса.
Масштабируемость
Поскольку Proof of Stake не использует физические машины для достижения консенсуса, он более масштабируем. Нет необходимости в гигантских шахтерских лагерях или крупных источниках энергии. Добавление большего количества валидаторов в сеть обходится дешевле, проще и доступнее.
Уровень безопасности
Эскроу действует как финансовый стимул для валидатора не обрабатывать мошеннические транзакции. Если сеть обнаружит мошенническую транзакцию, нода-кузнец потеряет часть своей доли и не сможет в дальнейшем работать кузнецом. Таким образом, когда ставка превышает вознаграждение, если вы обманываете, валидатор потеряет больше, чем получит обратно.
Чтобы контролировать сеть и одобрять мошеннические транзакции, узлу придется владеть значительной частью доли в сети, что также известно как атака 51%. В зависимости от стоимости криптовалюты это будет очень непрактично, поскольку для получения контроля над сетью вам потребуется владеть 51% монет в обращении.
Однако это также может быть недостатком, о котором мы продолжим узнавать.
Недостатки доказательства доли
Хотя алгоритм Proof of Stake имеет множество преимуществ перед Proof of Work, у него все же есть некоторые недостатки:
Ветвление
При использовании стандартного алгоритма Proof of Stake не существует механизма, препятствующего майнингу обеих ветвей блокчейна после форка. Если бы это было доказательство работы, майнинг обеих ветвей привел бы к потере энергии. С Proof of Stake стоимость намного меньше, а это означает, что люди могут «делать ставки» в обеих ветвях блокчейна.
Доступность
Чтобы начать делать ставки, вам понадобится собственный запас токенов блокчейна. Для этого вам необходимо приобрести токены через обмен или другим способом. В зависимости от необходимой суммы вам могут потребоваться значительные инвестиции, чтобы начать эффективно делать ставки.
С Proof of Work вы можете купить дешевое оборудование для майнинга или даже арендовать его. Благодаря этому вы можете присоединиться к майнинг-пулу и начать быстро проверять и зарабатывать.
51% Атака
Хотя Proof of Work также подвержен атакам 51%, сделать это в блокчейне Proof of Stake значительно проще по сравнению с этим. Если цена токена упадет или у блокчейна будет низкая рыночная капитализация, теоретически можно будет очень дешево купить более 50% токенов и контролировать сеть.
Итак, Proof of Work и Proof of Stake
Когда мы сравниваем эти два механизма консенсуса, есть несколько основных различий.
Однако в блокчейнах существует множество различных механизмов Proof of Stake. Каждый механизм будет иметь свои дополнительные характеристики.
Варианты консенсусного механизма Proof of Stake
Proof of Stake имеет широкие возможности настройки. Разработчики могут изменить механизм в соответствии с каждым конкретным вариантом использования блокчейна. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных «вариаций» этого механизма.
Делегированное доказательство доли (DPoS)
Делегированное доказательство доли позволяет пользователям делать ставки на криптовалюту, не становясь валидатором. В этом случае пользователи могут сделать ставку на валидатора, чтобы разделить вознаграждение за блок. Чем больше делегаторов вложат свой вклад в создание жизнеспособного валидатора, тем выше его шансы быть выбранным. Обычно валидаторы могут изменить сумму, разделяемую с делегаторами, для создания стимулов. Репутация валидатора также является важным фактором для делегаторов.
Номинальное доказательство доли (NPoS)
Номинированное доказательство доли — это консенсусная модель, разработанная Polkadot. Он имеет много общего с делегированным доказательством доли, но есть одно ключевое отличие. Если номинатор (делегатор) сделает ставку на злонамеренного валидатора, он также может потерять свою ставку.
Номинанты могут выбрать до 16 валидаторов для ставки. Затем сеть равномерно распределит свою долю среди выбранных валидаторов. Polkadot также использует несколько подходов из теории игр и теории выборов, чтобы определить, кто создаст новый блок.
Доказательство полномочий по ставке (PoSA)
BNB Smart Chain использует Proof of Staked Authority для достижения сетевого консенсуса. Этот механизм консенсуса сочетает в себе Proof of Authority и Proof of Stake, позволяя валидаторам по очереди создавать блоки. К участию допускаются пул из 21 активного валидатора, выбранный в соответствии с количеством BNB, которое они поставили или делегировали им. Этот набор определяется ежедневно, и сеть BNB сохраняет выбор.
Краткое содержание
Способ добавления блоков транзакций в сети блокчейнов существенно изменился с момента рождения Биткойна. Теперь нам больше не нужно полагаться на вычислительные мощности для достижения консенсуса по криптовалюте. Система Proof of Stake имеет множество преимуществ, и история показала, что Proof of Stake работает достаточно эффективно. Со временем вполне вероятно, что Биткойн станет одной из немногих оставшихся сетей Proof of Work. Теперь кажется, что Proof of Stake будет все больше преобладать.
