TL;DR
Proof-of-Work (PoW) og Proof of Stake (PoS) er de mest almindelige konsensusmekanismer. De anvendes af de store kryptovalutaer til at sikre deres netværk.
Proof of Work bruges i Bitcoin til at validere transaktioner og sikre netværket. Blandt andet forhindrer PoW dobbeltforbrug. Blockchainen er sikret af deltagere kaldet minere, som bruger computerkraft til at konkurrere om retten til at bekræfte nye blokke og opdatere blockchainen. En succesfuld miner vil blive belønnet i BTC af netværket. Fra december 2021 kan en miner få en block reward på 6,25 BTC plus transaktionsgebyrer ved at mine en Bitcoin-blok med succes.
Den største forskel mellem PoW og PoS er den måde, hvorpå de bestemmer, hvem der skal validere en blok af transaktioner. Proof of Stake er det mest populære alternativ til Proof of Work. Det er en konsensusmekanisme, der har til formål at forbedre nogle af begrænsningerne ved PoW, f.eks. problemer med skalerbarhed og energiforbrug. I PoS kaldes deltagerne for validatorer. De behøver ikke at bruge kraftig hardware for at konkurrere om at få chancen for at validere en blok. I stedet skal de stake (låse) den oprindelige kryptovaluta i blockchainen. Netværket udvælger derefter en vinder baseret på det stakede beløb i krypto, som vil blive belønnet med en andel af transaktionsgebyrerne fra den blok, som de validerer. Jo flere coins, der stakes, jo større er chancen for at blive valgt som validator.
Introduktion
For at sikre, at de transaktioner, der registreres på en blockchain, er gyldige, anvender disse netværk forskellige konsensusmekanismer. Proof-of-Work (PoW) er den ældste af dem. Den blev skabt af Satoshi Nakamoto og anses af mange for at være ét af de sikreste alternativer. Proof of Stake (PoS) blev skabt senere, men ses nu i de fleste altcoin-projekter.
Ud over Bitcoin bruges PoW også i andre store kryptovalutaer såsom Ethereum (ETH) og Litecoin (LTC). Derimod anvendes PoS af Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) og andre altcoins. Det er værd at bemærke, at Ethereum planlægger at skifte fra PoW til PoS i 2022.
Hvad er Proof-of-Work (PoW), og hvordan fungerer det?
Proof-of-Work (PoW) er den konsensusalgoritme, som Bitcoin-netværket og mange andre kryptovalutaer har indført for at forhindre dobbeltforbrug. Den blev introduceret af Satoshi Nakamoto i Bitcoins whitepaper, der blev offentliggjort i 2008.
PoW bestemmer i bund og grund, hvordan Bitcoin-blockchainen opnår distribueret konsensus. Den bruges til at validere peer-to-peer-transaktioner på en trustless måde uden brug af tredjepartsmæglere.
På et PoW-netværk såsom Bitcoin-netværket verificeres transaktioner af minere. De er deltagere, der bruger en stor mængde ressourcer på at sikre, at netværket fortsat kører sikkert og korrekt. Minere skaber og validerer bl.a. blokke af transaktioner. Men for at kunne konkurrere om retten til at validere den næste blok skal de bruge højt specialiseret mining-hardware til at løse komplekse matematiske gåder.
Den første miner, som formår at finde en gyldig løsning på disse matematiske problemer, får ret til at føje sin blok til blockchainen og modtage det, vi kalder en block reward. Block rewards består af nyligt genererede kryptovalutaer plus transaktionsgebyrer. Mængden af krypto i en block reward varierer i henhold til de forskellige netværk. På Bitcoin-blockchainen kan en succesrig miner f.eks. få 6,25 BTC plus gebyrer fra hver block reward (fra og med december 2021). Antallet af nye BTC'er, der genereres pr. blok, reduceres dog med 50 % for hver 210.000 blokke (ca. hvert fjerde år) på grund af en mekanisme kendt som halvering.
Hvis du gerne vil lære mere om Proof of Work-modellen i detaljer, kan du læse denne artikel Hvad er Proof-of-Work (PoW)?.
Hvad er Proof of Stake (PoS), og hvordan fungerer det?
Proof of Stake (PoS) er en konsensusalgoritme, der blev introduceret i 2011 som et alternativ til Proof of Work. Den har til formål at overvinde begrænsningerne i PoW-netværkene med hensyn til skalerbarhed. PoS er den næstmest populære algoritme, der anvendes af kryptovalutaer såsom Binance Coin (BNB), Solana (SOL) og Cardano (ADA).
PoW og PoS har det samme mål om at opnå konsensus i blockchainen, men PoS har en anden måde til at afgøre, hvem der validerer en blok af transaktioner. Der er ingen minere på PoS-blockchains. I stedet for at satse på kraftfulde computere til at konkurrere om rettighederne til blokvalidering, bruger PoS-validatorer deres kryptobesiddelser.
For at være berettiget til at validere en blok skal deltagerne låse et bestemt antal coins i en specifik smart contract på blockchainen. Denne proces er kendt som staking. PoS-protokollen tildeler derefter en deltager til at validere den næste blok. Afhængigt af netværket kan denne udvælgelse ske tilfældigt eller i henhold til deres besiddelser (stake). Den valgte validator kan modtage transaktionsgebyrer fra den blok, de har valideret, som belønning. Jo flere coins, de låser, jo større er chancen for at blive udvalgt.
Se Proof of Stake (PoS) forklaret for at få flere oplysninger.
Forskelle mellem Proof of Work og Proof of Stake
Selv om de begge er konsensusmekanismer, der sikrer blockchain-netværkets sikkerhed, er der visse forskelle mellem de to. Den største forskel er naturligvis, hvordan PoW og PoS afgør, hvilken deltager der validerer nye transaktioner. Lad os se på nedenstående tabel for at få en klarere forståelse:
Er Proof of Stake bedre end Proof of Work?
Tilhængere af Proof of Stake hævder, at PoS har nogle fordele i forhold til PoW, især med hensyn til skalerbarhed og transaktionshastighed. Det siges også, at PoS-coins er mindre skadelige for miljøet sammenlignet med PoW-coins. Mange PoW-tilhængere hævder derimod, at PoS som en nyere teknologi endnu ikke har bevist sit potentiale med hensyn til netværkssikkerhed. Det faktum, at PoW-netværk kræver betydelige mængder ressourcer (mining-hardware, elektricitet osv.), gør dem dyrere at angribe. Dette gælder især for Bitcoin, som er den største PoW-blockchain.
Som nævnt forventes Ethereum (ETH) at skifte fra PoW til PoS i Ethereum 2.0-opgraderingen. ETH 2.0 er en længe ventet opgradering af Ethereum-netværket for at forbedre dets ydeevne og løse problemet med dets skalerbarhed. Efter implementeringen af PoS på Ethereum vil alle med mindst 32 ETH kunne deltage i staking for at blive en validator og modtage belønninger.
Er PoS bedre end PoW? Hvad får den næststørste kryptovaluta efter markedsværdi til at implementere en ny konsensusmekanisme?
Centraliseringsrisiko
På Proof of Work-blockchains involverer mining brug af computerkraft til at hashe blokkens data, indtil der er fundet en gyldig løsning. For de store kryptovalutaer i dag bliver det stadig mere udfordrende at finde løsninger, og processen med at gætte store mængder hashes kan være dyr i form af hardware og elektricitet.
Derfor foretrækker nogle minere at akkumulere deres mining-ressourcer i mining-pools for at få en større chance for at få block rewards. Nogle store mining-pools investerer millioner af dollar og kontrollerer tusindvis af ASIC-hardwareenheder til mining for at generere så meget hashingkraft som muligt.
I december 2021 kontrollerer de fire største mining-pools tilsammen omkring 50 % af den samlede Bitcoin-hashingkraft. Dominansen af mining-pools gør det mere udfordrende for individuelle kryptoentusiaster at mine en blok på egen hånd.
Men hvor decentraliseret er mining egentlig? På den ene side er der stadig ikke en enkelt enhed, der kan kontrollere bekræftelser på nettet. Hvis dette sker, vil et 51 %-angreb være muligt, og netværket vil miste sin værdi. Nogle vil måske hævde, at selv om mining stadig er decentraliseret, er det ikke længere stærkt decentraliseret. Visse områder, producenter af mining-udstyr og energiproducenter dominerer stadig mining og reducerer den generelle decentralisering af Proof of Work-blockchains.
Proof of Stake-konsensusmekanismen har en anden tilgang og erstatter mining med staking. Denne mekanisme sænker adgangsbarriererne for en enkeltperson til at bekræfte transaktioner, idet der ikke længere lægges vægt på placering, udstyr og andre faktorer. Din stake bestemmes simpelthen af det antal tokens, du har.
De fleste PoS-netværk kræver dog, at du kører en validatornode for at kunne begynde at bekræfte transaktioner. Denne kan være dyr at køre, men ikke så dyr som flere mining rigs. Brugerne staker derefter deres tokens bag visse validatorer, hvilket giver os en model, der ligner mining-pools. Så selv om Proof of Stake er nemmere at deltage i for en gennemsnitlig bruger, er den stadig modtagelig over for det samme centraliseringsproblem som mining-pools.
Sikkerhedsrisici
Ud over centraliseringsrisikoen kan det faktum, at de fire største mining-pools har størstedelen af hashingkraften i Bitcoin-netværket, potentielt øge risikoen for et 51 %-angreb. Et 51 %-angreb refererer til et potentielt angreb på sikkerheden i et blockchain-system af en ondsindet aktør eller organisation, der formår at kontrollere over 50 % af netværkets samlede hashingkraft. Angriberen kan tilsidesætte blockchain-konsensusalgoritmen og begå ondsindede handlinger til egen fordel, f.eks. ved dobbeltforbrug, afvisning eller ændring af transaktionsregistreringer eller ved at forhindre andre i at mine. Det er dog usandsynligt, at dette vil ske med Bitcoin på grund af størrelsen af netværket.
Hvis nogen derimod skulle angribe en PoS-blockchain, skal de eje mere end 50 % af coins på netværket. Dette vil medføre en stigning i efterspørgslen på markedet og i prisen på coinen, hvilket kan koste titusindvis af milliarder af dollar. Selv hvis de begår et 51 %-angreb, vil værdien af deres stakede coins falde drastisk, efterhånden som netværket bliver kompromitteret. Derfor er det ikke særlig sandsynligt, at et 51 %-angreb vil ske på en krypto, der bruger PoS-konsensus, især hvis det er en med stor markedsværdi.
Ulemper ved Proof of Stake
Mange ser Proof of Stake som et bedre alternativ til Proof of Work, men det er værd at bemærke, at der også er mangler ved PoS-algoritmen. På grund af mekanismen til distribution af belønning kan validatorer med flere stakede aktiver øge deres chancer for at validere den næste blok. Jo flere coins en validator samler, jo flere coins kan denne stake og tjene, hvilket nogle mennesker kritiserer som "at gøre de rige rigere". Disse "rigere" validatorer kan også påvirke afstemningen på netværket, da PoS-blockchains ofte giver validatorer styringsrettigheder.
En anden bekymring er sikkerhedsrisici for krypto med mindre markedsværdi, der anvender PoS. Som nævnt er det ikke særlig sandsynligt, at et 51 %-angreb vil ske på de mere populære kryptovalutaer såsom ETH eller BNB. Mindre digitale aktiver med en lavere værdi er dog mere sårbare over for angreb. Angriberne kunne potentielt få nok coins til at opnå en fordel i forhold til andre validatorer. De kunne udnytte PoS-systemet ved ofte at blive valgt til at blive validatorer. De belønninger, de har optjent, kan derefter bruges til yderligere staking og øge deres chance for at blive valgt i næste runde.
Sammenfatning
Proof of Work og Proof of Stake har begge deres plads i kryptoøkosystemet, og det er svært at sige med sikkerhed, hvilken konsensusprotokol der fungerer bedst. PoW kan blive kritiseret for at skabe store kulstofemissioner under mining, men det har vist sig at være en sikker algoritme til at beskytte blockchain-netværk. Men efterhånden som Ethereum skifter fra PoW til PoS, kan Proof of Stake-systemet blive mere foretrukket af nye projekter i fremtiden.