Резюме
Доказателство за работа (PoW) и доказателство за залог (PoS) са най-често срещаните механизми за консенсус. Те са приети от основните криптовалути, за да защитят своята мрежа.
Доказателството за работа се използва в Bitcoin за валидиране на трансакции и защита на мрежата. Освен други неща, PoW предотвратява двойното харчене. Блокчейнът е защитен от участници, наречени копачи, които използват изчислителна мощ, за да се състезават за правото да потвърждават нови блокове и да актуализират блокчейна. Успешният копач ще бъде възнаграден с BTC от мрежата. От декември 2021 г. копачът може да получи блок награда от 6,25 BTC плюс такси за трансакции, като успешно копае биткойн блок.
Основната разлика между PoW и PoS е начинът, по който определят кой може да валидира блок от трансакции. Доказателството за залог е най-популярната алтернатива на доказателството за работа. Това е консенсусен механизъм, който има за цел да подобри някои от ограниченията на PoW, като проблеми с мащабируемостта и консумация на енергия. В PoS участниците се наричат валидатори. Те не трябва да използват мощен хардуер, за да се конкурират за шанса да потвърдят блок. Вместо това те трябва да заложат (заключват) собствената криптовалута на блокчейна. След това мрежата избира победител въз основа на количеството заложена криптовалута, който ще бъде възнаграден с част от таксите за трансакции от блока, който те валидират. Колкото повече монети са заложени, толкова по-голям е шансът да бъдете избран за валидатор.
Въведение
За да се гарантира, че трансакциите, записани в блокчейн, са валидни, тези мрежи приемат различни механизми за консенсус. Доказателството за работа (PoW) е най-старото. Създадено от Сатоши Накамото, той се счита от мнозина за една от най-безопасните алтернативи. Доказателството за залог (PoS) беше създадено по-късно, но сега се вижда в повечето проекти за алткойни.
Освен в биткойн, PoW се използва и в други големи криптовалути като Ethereum (ETH) и Litecoin (LTC). За разлика от тях, PoS се използва от Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) и други алткойни. Струва си да се отбележи, че Ethereum планира да премине от PoW към PoS през 2022 г.
Какво е Доказателство за работа (PoW) и как работи?
Доказателство за работа (PoW) е консенсусният алгоритъм, възприет от мрежата на биткойн и много други криптовалути, за да се предотврати двойното харчене. То беше представено от Сатоши Накамото в бялата книга за биткойн, публикувана през 2008 г.
По същество PoW определя как блокчейнът на Bitcoin постига разпределен консенсус. Използва се за валидиране на партньорски трансакции без доверие, без нужда от посредници на трети страни.
В PoW мрежа като тази на Bitcoin, трансакциите се проверяват от копачи. Те са участници, които използват голямо количество ресурси, за да гарантират, че мрежата продължава да работи сигурно и правилно. Наред с други задачи, копачите създават и валидират блокове от трансакции. Но за да се състезават за правото да валидират следващия блок, те трябва да използват високоспециализиран хардуер за копаене за решаване на сложни математически пъзели.
Първият копач, който успява да намери валидно решение за тези математически проблеми, печели правото да добави своя блок към блокчейна и да получи това, което ние наричаме блок награда. Блок наградите се състоят от новогенерирани криптовалути плюс такси за трансакции. Количеството крипто в блок наградата варира в зависимост от различните мрежи. Например, в блокчейна на Bitcoin, успешен копач може да получи 6,25 BTC плюс такси от всяка блок награда (към декември 2021 г.). Въпреки това, броят на новите BTC, генерирани на блок, се намалява с 50% на всеки 210 000 блока (приблизително на всеки четири години) поради механизъм, известен като халвинг.
Ако искате да научите за модела на доказателство за работа по-подробно, вижте Какво е доказателство за работа (PoW)?.
Какво е доказателство за залог (PoS) и как работи?
Доказателството за залог (PoS) е консенсусен алгоритъм, въведен през 2011 г. като алтернатива на доказателството за работа. То има за цел да преодолее ограниченията за мащабируемост на PoW мрежите. PoS е вторият най-популярен алгоритъм, възприет от криптовалути като Binance Coin (BNB), Solana (SOL) и Cardano (ADA).
Въпреки че PoW и PoS споделят една и съща цел за постигане на консенсус в блокчейна, PoS има различен начин да определи кой валидира блок от трансакции. В PoS блокчейните няма копачи. Вместо да разчитат на мощни компютри, за да се конкурират за права за валидиране на блокове, PoS валидаторите разчитат на своите криптовалутни притежания.
За да отговарят на условията за валидиране на блок, участниците трябва да заключат определено количество монети в конкретен интелигентен договор в блокчейна. Този процес е известен като стейкинг. След това протоколът PoS ще назначи участник да потвърди следващия блок. В зависимост от мрежата, този избор може да се извърши на случаен принцип или според техните притежания (залог). Избраният валидатор може да получава такси за трансакции от блока, който е потвърдил като награди. Обикновено колкото повече монети блокират, толкова по-голям е шансът да бъдат избрани.
Моля, вижте Обяснение на доказателство за залог (PoS) за повече подробности.
Разлики между доказателство за работа и доказателство за залог
Въпреки че и двата са консенсусни механизми, които гарантират сигурността на блокчейн мрежата, има определени разлики между двете. Основната разлика е, разбира се, как PoW и PoS определят кой участник валидира нови трансакции. За по-ясно разбиране, нека да разгледаме таблицата по-долу:
Доказателството за залог по-добро ли е от доказателството за работа?
Поддръжниците на доказателството за залог твърдят, че PoS има някои предимства пред PoW, особено по отношение на мащабируемостта и скоростта на трансакциите. Също така се твърди, че PoS монетите са по-малко вредни за околната среда в сравнение с PoW. За разлика от тях, много поддръжници на PoW твърдят, че PoS, като по-нова технология, тепърва ще докаже своя потенциал по отношение на мрежовата сигурност. Фактът, че PoW мрежите изискват значителни количества ресурси (хардуер за копаене, електричество и т.н.), ги прави по-скъпи за атака. Това е особено вярно за биткойн, като най-големият PoW блокчейн.
Както бе споменато, Ethereum (ETH) се очаква да премине от PoW към PoS в надстройката на Ethereum 2.0. ETH 2.0 е дългоочаквано надграждане на мрежата Ethereum за подобряване на нейната производителност и справяне с проблема с нейната мащабируемост. След внедряването на PoS в Ethereum, всеки с поне 32 ETH ще може да участва в залагането, за да стане валидатор и да получи награди.
PoS по-добър ли е от PoW? Какво кара втората по пазарна капитализация криптовалута да приеме нов консенсусен механизъм?
Риск от централизация
В блокчейните на доказателство за работа копаенето включва използване на изчислителна мощност за хеширане на данните на блока, докато се намери валидно решение. За основните криптовалути днес решенията стават все по-трудни за намиране и процесът на отгатване на огромни количества хешове може да бъде скъп по отношение на хардуера и електричеството.
Ето защо някои копачи предпочитат да натрупват своите ресурси за копаене в пулове за копаене за по-голям шанс да получат наградите за блокове. Някои големи пулове за копаене инвестират милиони долари и контролират хиляди ASIC хардуери за копаене, за да генерират възможно най-много мощност за хеширане.
Към декември 2021 г. първите 4 пула за копаене заедно контролират около 50% от общата мощност на хеширане на биткойн. Доминирането на пуловете за копаене прави по-предизвикателно за отделните крипто ентусиасти да копаят блок самостоятелно.
Но колко децентрализирано е копаенето тогава? От една страна, все още няма един субект, който може да контролира потвържденията в мрежата. Ако това се случи, атака от 51% ще бъде възможна и мрежата ще загуби своята стойност. Някои твърдят, че въпреки че копаенето все още е децентрализирано, то вече не е силно децентрализирано. Някои области, производителите на оборудване за копаене и производителите на енергия все още доминират в добива и намаляват цялостната децентрализация за доказателство за работа на блокчейн.
Механизмът за консенсус за доказателство за залог използва различен подход и заменя мощността за копаене за стейкинг. Този механизъм намалява бариерите за влизане на физическо лице за потвърждаване на трансакции, намалявайки акцента върху местоположението, оборудването и други фактори. Вашият залог се определя просто от количеството токени, които имате.
Повечето PoS мрежи обаче изискват да стартирате възел за валидиране, за да започнете да потвърждавате трансакциите. Това може да бъде скъпо за работа, но не толкова, колкото няколко машини за копаене. След това потребителите залагат своите токени зад определени валидатори, което ни дава подобен модел на пуловете за копаене. Така че, въпреки че доказателството за залог е по-лесно за участие за обикновен потребител, то все още е податливо на същия проблем с централизацията като пуловете за копаене.
Рискове за сигурността
В допълнение към риска от централизация, фактът, че четирите най-добри пула за копаене имат по-голямата част от мощността на хеширане на биткойн мрежата, може потенциално да увеличи риска от атака от 51%. Атака от 51% се отнася до потенциална атака срещу сигурността на блокчейн система от злонамерен участник или организация, която успява да контролира над 50% от общата мощност на хеширане на мрежата. Нападателят може да отмени алгоритъма за консенсус на блокчейн и да извърши злонамерени действия, за да облагодетелства себе си, като двойно харчене, отхвърляне или промяна на записи на трансакции или предотвратяване на копаене на други. Това обаче е малко вероятно да се случи с биткойн поради размера на неговата мрежа.
За разлика от това, ако някой атакува PoS блокчейн, той ще трябва да притежава повече от 50% от монетите в мрежата. Това ще доведе до покачване на търсенето на пазара и цената на монетите, което може да струва десетки милиарди долари. Дори и да извършат 51% атака, стойността на техните заложени монети ще падне драстично, тъй като мрежата ще бъде компрометирана. Следователно не е много вероятно 51% атака да се случи върху криптовалута, която използва консенсус за PoS, особено ако е с голяма пазарна капитализация.
Недостатъци на доказателството за залог
Мнозина виждат доказателството за залог като по-добра алтернатива на доказателството за работа, но си струва да се отбележи, че има и недостатъци в алгоритъма на PoS. Благодарение на механизма за разпределение на наградите, валидаторите с повече заложени активи могат да увеличат шансовете си да валидират следващия блок. Колкото повече монети натрупва валидаторът, толкова повече монети може да заложи и спечели, което някои хора критикуват като „богатите стават по-богати“. Тези „по-богати“ валидатори също могат да повлияят на гласуването в мрежата, тъй като PoS блокчейните често предоставят на валидаторите права за управление.
Друг проблем са рисковете за сигурността на криптовалутите с по-малка пазарна капитализация, които приемат PoS. Както споменахме, не е много вероятно 51% атака да се случи върху по-популярните криптовалути като ETH или BNB. Въпреки това, по-малките цифрови активи с по-ниска стойност са по-уязвими към атаки. Нападателите биха могли потенциално да придобият достатъчно монети, за да получат предимство срещу други валидатори. Те биха могли да използват PoS системата, като често са избирани да станат валидатори. След това спечелените от тях награди могат да бъдат използвани за по-нататъшно залагане и да увеличат шанса им да бъдат избрани в следващия кръг.
Заключителни мисли
Доказателството за работа и доказателството за залога имат своето място в крипто екосистемата и е трудно да се каже със сигурност кой протокол за консенсус работи по-добре. PoW може да бъде критикуван за създаване на високи въглеродни емисии по време на копаене, но се е доказал като сигурен алгоритъм за защита на блокчейн мрежите. Въпреки това, тъй като Ethereum преминава от PoW към PoS, системата на доказателство за залог може да бъде по-предпочитана от новите проекти в бъдеще.