Краткое содержание
Proof of Stake — популярная альтернатива Proof of Work. Валидаторам не нужны вычислительные мощности для проверки транзакций, но они должны размещать токены, что значительно снижает необходимое потребление энергии. Proof of Stake также повышает децентрализацию, безопасность и масштабируемость.
Однако без доступа к криптовалютам трудно получить доступ к доказательству доли. Если вы выберете блокчейн с более низкой рыночной капитализацией, также может произойти атака 51%. Поскольку Proof of Stake очень универсален, у него также есть несколько вариантов, подходящих для разных блокчейнов и вариантов использования.
Введение
Доказательство доли в настоящее время является самым популярным вариантом для сетей блокчейнов. Но поскольку существует так много вариаций, понимание основных концепций может быть затруднено. Сегодня вы вряд ли увидите его в первозданном виде. Однако все типы доказательств доли имеют одну и ту же основную концепцию. Понимание этих сходств поможет вам сделать лучший выбор в отношении того, какой блокчейн использовать и как он работает.
Что такое доказательство доли?
Алгоритм консенсуса «доказательство доли» был запущен на форуме Bitcointalk в 2011 году для решения проблем «доказательства работы». Хотя оба алгоритма преследуют одну и ту же цель — достижение консенсуса в блокчейне, процессы достижения этих целей совершенно разные. Участникам не нужно предоставлять трудоемкие вычисления, им нужно лишь доказать, что они поставили на кон свои токены.
Как работает доказательство доли?
Алгоритм доказательства доли использует метод псевдослучайных выборов для выбора валидаторов из группы узлов. Эта система учитывает множество факторов, включая возраст ставки (рандомизирующий элемент) и богатство узла.
В системе PoS блоки «подделываются», а не добываются. Тем не менее, время от времени вы можете услышать слово «майнинг». Большинство криптовалют с доказательством доли предлагают «предварительно созданные» токены при запуске, чтобы узлы можно было запустить немедленно.
Пользователи, участвующие в процессе форжинга, должны заблокировать определенное количество токенов в сети в качестве своего капитала. Размер ставки определяет вероятность выбора узла в качестве следующего валидатора. Чем больше ставка, тем больше возможностей. Чтобы гарантировать, что этот процесс не будет отдавать предпочтение только самым богатым узлам в сети, в процесс выбора добавлен ряд особых моментов. 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 узла с наименьшим значением хеш-функции и комбинацией наибольшей ставки. Поскольку размер ставки является общедоступным, другие узлы часто могут предсказать, кто станет следующим фальсификатором.
Выбор возраста монеты
Метод выбора возраста валюты выбирает узлы на основе периода размещения токена. Возраст монеты рассчитывается путем умножения количества дней, в течение которых токен находился в качестве капитала, на количество поставленных токенов.
Когда узел создает блок, возраст его монеты сбрасывается до нуля, и он должен подождать некоторое время, прежде чем создать другой блок, что помогает предотвратить доминирование узлов с большими ставками в блокчейне.
Подтвердить транзакцию
Каждая криптовалюта, использующая алгоритм доказательства доли, предоставляет сети и пользователям то, что, по ее мнению, является лучшим сочетанием правил и методов.
Если узел выбран для создания следующего блока, он проверит, действительны ли транзакции в этом блоке. Затем он подписывает блок и добавляет его в блокчейн. Этот узел вознаграждается комиссией за транзакцию из блока, а в некоторых блокчейнах — токенами.
Если узел больше не хочет быть фальсификатором, сеть проверит, добавил ли узел ложные блоки в блокчейн. Если проверка верна, права узла и заработанные вознаграждения будут освобождены через некоторое время.
Какие блокчейны используют доказательство доли?
Большинство блокчейнов после Ethereum используют механизм консенсуса «доказательство доли». Обычно эти механизмы модифицируются в соответствии с потребностями сети. Мы рассмотрим эти изменения позже в этой статье. Сам Ethereum в настоящее время переходит на доказательство доли с помощью Ethereum 2.0.
Сети блокчейна, в которых используется доказательство доли или связанные с ним формы, включают:
1. Цепочка Binance Coin (BNB)
2. Смарт-цепочка Binance Coin (BNB)
3. Солана
4. Лавина
6. Полкадот
Преимущества доказательства доли
По сравнению с доказательством работы доказательство доли имеет очевидные преимущества. По этой причине новые блокчейны почти всегда используют доказательство доли. К его преимуществам относятся:
Адаптивность
По мере изменения потребностей пользователей и блокчейна будет меняться и доказательство доли. Мы ясно видим это на примере большого количества отладочных приложений. Этот механизм универсален и может быть легко адаптирован к большинству случаев использования блокчейна.
Децентрализация
Большому количеству пользователей рекомендуется запускать узлы, поскольку этот метод более экономически эффективен. Этот процесс стимулирования и рандомизации повышает уровень децентрализации сети. Несмотря на наличие пула ставок, вероятность того, что человек успешно создаст блок на основе механизма доказательства доли, намного выше. В целом, это снижает потребность в пулах ставок.
энергоэффективность
Proof of Stake очень энергоэффективен по сравнению с Proof of Work. Стоимость участия определяется экономической стоимостью размещения токенов, а не вычислительными затратами на решение головоломки. Этот механизм приводит к значительному сокращению энергии, необходимой для запуска механизма консенсуса.
Масштабируемость
Поскольку Proof of Stake не полагается на физические машины для достижения консенсуса, он более масштабируем. Для этого не требуются огромные шахты или закупка большого количества энергии. Добавление большего количества валидаторов в сеть обходится дешевле, проще и легче в реализации.
безопасность
Ставка действует как финансовый стимул для валидаторов не обрабатывать поддельные транзакции. Если сеть обнаружит ложные транзакции, валидатор потеряет часть своих прав и интересов, а также право участвовать в будущей деятельности. Следовательно, пока эквити превышает вознаграждение, если верификатор попытается обмануть, он потеряет больше токенов, чем полученное вознаграждение.
Чтобы эффективно контролировать сеть и одобрять ложные транзакции, узлы должны владеть контрольным пакетом акций сети, что также известно как атака 51%. Учитывая ценность криптовалюты, получение контроля над сетью потребует приобретения 51% оборотного предложения, чего практически невозможно достичь.
Однако это также может быть недостатком, как мы объясним ниже.
Недостатки доказательства доли
Хотя Proof of Stake имеет много преимуществ перед Proof of Work, у него все же есть некоторые недостатки:
раздвоение
Использование стандартных механизмов доказательства доли не ограничивает майнинг по обе стороны форка. При использовании доказательства работы майнинг обеих сторон приводит к пустой трате энергии. Благодаря доказательству ставки затраты значительно сокращаются, а это означает, что люди могут «ставить» на обе стороны вилки.
Доступность
Чтобы начать делать ставки, вам нужен собственный запас токенов блокчейна. Для этого вам необходимо приобрести токен через обмен или другими способами. В зависимости от требуемой суммы вам могут потребоваться значительные инвестиции, чтобы эффективно начать делать ставки.
Имея доказательство работы, вы можете купить дешевое оборудование для майнинга или даже арендовать его. Таким образом, вы можете присоединиться к майнинг-пулу и быстро начать проверять и зарабатывать деньги.
51% атака
Хотя доказательство работы также подвержено атакам 51%, очевидно, что проще использовать доказательство доли. Если цена токена упадет или рыночная капитализация блокчейна окажется низкой, теоретически будет дешевле купить более 50% токенов и контролировать сеть.
Доказательство работы против Доказательства доли
Если мы сравним эти два механизма консенсуса, мы обнаружим некоторые ключевые различия.
Однако разные блокчейны имеют разные механизмы доказательства доли. Многие различия зависят от конкретного используемого механизма.
Другие механизмы консенсуса, основанные на доказательстве доли
Proof of Stake легко адаптируется. Разработчики могут настроить точные механизмы в соответствии с конкретными случаями использования блокчейна. Вот некоторые из наиболее распространенных механизмов
Делегированное доказательство доли (DPoS)
Делегированное доказательство доли позволяет пользователям размещать токены, не становясь валидатором. В этом случае они могут сделать ставку с валидатором, чтобы разделить вознаграждение за блок. Чем больше делегатов стоит за возможным валидатором, тем выше вероятность выбора. Валидаторы обычно могут изменить сумму, переданную делегатам в качестве вознаграждения. Репутация валидатора также является важным фактором при выборе делегатора.
Номинированное доказательство доли (NPoS)
Номинированное доказательство доли — это консенсусная модель, разработанная Polkadot. Он имеет много общего с делегированным доказательством доли, но есть одно ключевое отличие. Номинаторы (делегаторы) также могут потерять свою долю, если последуют за злонамеренным валидатором при размещении ставок.
Номинаторы могут выбрать до 16 валидаторов и следовать за ними, чтобы заявить о своих интересах. Затем сеть равномерно распределит свою долю между выбранными валидаторами. Polkadot также использует несколько методов из теории игр и теории выборов, чтобы решить, кто будет создавать новые блоки.
Авторитетное доказательство доли (PoSA)
Смарт-цепочка Binance Coin (BNB) использует авторитетное доказательство доли для достижения сетевого консенсуса. Этот механизм консенсуса объединяет Proof of Authority и Proof of Stake в одно, позволяя валидаторам по очереди создавать блоки. Группа из 21 активного валидатора, имеющих право на участие, отбирается на основе количества Binance Coin (BNB), поставленного валидаторами или делегированного за ними. Эта коллекция может определяться ежедневно, и выборка будет храниться в цепочке Binance Coin (BNB).
в заключение
Способ добавления блоков транзакций в сеть значительно изменился со времен Биткойна. Теперь нам больше не нужно полагаться на вычислительные мощности для достижения консенсуса по криптовалюте. Система «доказательства доли» имеет множество преимуществ, и история доказала, что «доказательство доли» эффективно. Со временем Биткойн становится одной из немногих оставшихся сетей с доказательством работы. На данный момент похоже, что Proof of Stake никуда не денется.
