TL;DR
Töötõendus (PoW) ja panuse tõendus (PoS) on kõige levinumad konsensusmehhanismid. Suuremad krüptorahad on võtnud need oma võrgu turvamiseks kasutusele.
Töötõendust kasutatakse Bitcoinis tehingute kinnitamiseks ja võrgu turvamiseks. Lisaks kõigele muule hoiab PoW ära topeltkulutamist. Plokiahelat kindlustavad kaevandajateks kutsutud osalejad, kes võistlevad arvutusvõimsusega uute plokkide kinnitamise ja plokiahela värskendamise õiguse pärast. Edukat kaevandajat premeerib võrk BTC-ga. Alates 2021. aasta detsembrist võib kaevandaja saada ploki tasu 6,25 BTC pluss tehingutasud, kui ta suudab Bitcoini ploki edukalt kaevandada.
Peamine erinevus PoW ja PoS vahel seisneb selles, kuidas nad määravad kindlaks, kes saab tehinguploki valideerida. Panuse tõendus on kõige populaarsem alternatiiv töötõendusele. See on konsensusmehhanism, mille eesmärk on parandada mõningaid PoW-i piiranguid, näiteks skaleeritavuse ja energiatarbimise probleeme. PoS-is nimetatakse osalejaid valideerijateks. Nad ei pea kasutama võimsat riistvara, et konkureerida ploki valideerimise võimaluse pärast. Selle asemel peavad nad panustama (lukustama) plokiahela natiivset krüptoraha. Seejärel valib võrgustik panustatud krüpto summast lähtuvalt võitja, kellele makstakse osa tehingutasudest selle ploki eest, mille nad valideerivad. Mida rohkem münte panustatakse, seda suurem on võimalus saada valideerijaks.
Sissejuhatus
Tagamaks, et plokiahelasse salvestatud tehingud on kehtivad, võtavad need võrgud kasutusele erinevaid konsensusmehhanisme. Töötõendus (PoW) on nendest vanim. See on loodud Satoshi Nakamoto poolt ja paljud peavad seda üheks kõige turvalisemaks alternatiiviks. Panuse tõendus (PoS) loodi hiljem, kuid nüüd on seda näha enamikes altcoini projektides.
Lisaks Bitcoinile kasutatakse PoW-i ka teistes suuremates krüptorahades nagu Ethereum (ETH) ja Litecoin (LTC). Seevastu PoS-i kasutavad Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) ja teised altcoinid. Väärib märkimist, et Ethereum läks 2022. aastal PoW-lt üle PoS-ile.
Mis on töötõendus (PoW) ja kuidas see toimib?
Töötõendus (PoW) on konsensusalgoritm, mille Bitcoini võrk ja paljud teised krüptorahad kasutavad topeltkulutamise vältimiseks. Seda tutvustas Satoshi Nakamoto 2008. aastal avaldatud Bitcoini valges raamatus.
Sisuliselt määrab PoW kindlaks, kuidas Bitcoini plokiahelas saavutatakse hajutatud konsensus. Seda kasutatakse võrdõigusvõrgu tehingute valideerimiseks usaldusetul viisil, ilma et oleks vaja kolmanda osapoole vahendajaid.
PoW võrgus, nagu Bitcoin, kontrollivad tehinguid kaevandajad. Need osalejad kasutavad palju ressursse, et tagada võrgu jätkuv turvaline ja korrektne toimimine. Muude ülesannete hulgas loovad ja valideerivad kaevandajad tehingute plokke. Kuid selleks, et konkureerida järgmise ploki valideerimise õiguse eest, peavad nad kasutama keeruliste matemaatiliste mõistatuste lahendamiseks kõrgelt spetsialiseerunud kaevandamisriistvara.
Esimene kaevandaja, kes suudab nendele matemaatikaülesannetele sobiva lahenduse leida, teenib õiguse lisada oma plokk plokiahelasse ja saada nn ploki tasu. Ploki tasud koosnevad äsjaloodud krüptorahast ja tehingutasudest. Krüptoraha hulk ploki tasus on eri plokiahelates erinev. Näiteks Bitcoini plokiahelas võib edukas kaevandaja saada igalt ploki tasult 6,25 BTC pluss teenustasud (2021. aasta detsembri seisuga). Kuid iga 210 000 ploki järel (umbes iga nelja aasta tagant) väheneb uute BTC-de arv ploki kohta 50% võrra tänu mehhanismile, mida tuntakse kui poolitamine (halving).
Kui soovid töötõenduse mudeli kohta üksikasjalikumalt tutvuda, loe seda artiklit Mis on töötõendus (PoW)?.
Mis on panuse tõendus (PoS) ja kuidas see toimib?
Panuse tõendus (PoS) on konsensusalgoritm, mis võeti kasutusele 2011. aastal alternatiivina töötõendusele. Selle eesmärk on ületada PoW-võrkude skaleeritavuse piirangud. PoS on teine populaarseim algoritm, mida kasutavad sellised krüptorahad nagu Binance Coin (BNB), Solana (SOL) ja Cardano (ADA).
Kuigi PoW-l ja PoS-il on sama eesmärk jõuda plokiahelas üksmeelele, on PoS-il erinev viis, kuidas määrata kindlaks, kes tehingubloki valideerib. PoS plokiahelatel ei ole kaevandajaid. Selle asemel, et tugineda võimsatele arvutitele, mis konkureerivad plokkide valideerimisõiguste saamiseks, tuginevad PoS valideerijad oma krüptovaradele.
Ploki valideerimiseks peavad osalejad lukustama teatud hulga münte konkreetsesse nutilepingusse plokiahelas. Seda protsessi nimetatakse panustamiseks. Seejärel määrab PoS-protokoll osaleja, kes valideerib järgmise ploki. Sõltuvalt võrgust võib see valik toimuda juhuslikult või vastavalt nende osalusele (panusele). Valitud valideerija võib saada tehingutasusid preemiatena plokilt, mille ta on valideerinud. Tavaliselt, mida rohkem münte nad lukustavad, seda suurem on võimalus saada valitud.
Lisateavet leiad artiklist Panuse tõenduse (PoS) selgitus.
Erinevus töötõenduse ja panuse tõenduse vahel
Vaatamata sellele, et mõlemad on konsensusmehhanismid, mis tagavad plokiahela võrgu turvalisuse, on nende kahe vahel teatud erinevused. Peamine erinevus seisneb muidugi selles, kuidas PoW ja PoS määravad kindlaks, milline osaleja uusi tehinguid valideerib. Selgemaks arusaamiseks vaadakem alljärgnevat tabelit:
Kas töötõendus on parem kui panuse tõendus?
Panuse tõenduse toetajad väidavad, et PoS-il on mõningaid eeliseid PoW-i ees, eriti seoses skaleeritavuse ja tehingukiiruse osas. Samuti öeldakse, et PoS-mündid on PoW-ga võrreldes keskkonnale vähem kahjulikud. Seevastu paljud PoW-i toetajad väidavad, et PoS kui uuem tehnoloogia peab veel tõestama oma potentsiaali võrgu turvalisuse osas. Asjaolu, et PoW-võrgud nõuavad märkimisväärseid ressursse (kaevandamisriistvara, elekter jne), muudab nende ründamise kallimaks. See kehtib eriti Bitcoini kui suurima PoW plokiahela kohta.
Nagu mainitud, Ethereum (ETH) lülitus PoW-lt PoS-ile Ethereum 2.0 versiooniuuenduses. ETH 2.0 on Ethereumi võrgu kauaoodatud uuendus, et parandada selle jõudlust ja lahendada selle skaleeritavuse probleem. Pärast PoS-i rakendamist Ethereumis saab igaüks, kellel on vähemalt 32 ETH, osaleda panustamises, et saada valideerijaks ja saada preemiaid.
Kas PoS on parem kui PoW? Mis paneb suuruselt teise krüptoraha turukapitalisatsiooni järgi võtma kasutusele uue konsensusmehhanismi?
Tsentraliseerimise risk
Töötõenduse plokiahelates hõlmab kaevandamine arvutusvõimsuse kasutamist ploki andmete räsimiseks, kuni leitakse kehtiv lahendus. Tänapäeval on suuremate krüptorahade puhul lahenduste leidmine üha keerulisem ning massiivsete räside arvamise protsess võib olla riistvara ja elektrienergia mõttes kallis.
Seetõttu eelistavad mõned kaevandajad koguda oma kaevandusressursse kaevandamis kogumitesse, et saada suurem võimalus ploki tasusid teenida. Mõned suured kaevandamise kogumid investeerivad miljoneid dollareid ja kontrollivad tuhandeid ASIC kaevandusriistava masinaid, et genereerida võimalikult palju räsivõimsust.
Alates 2021. aasta detsembrist kontrollivad 4 parimat kaevandamise kogumit koos umbes 50% kogu Bitcoini räsivõimsusest. Kaevandamise kogumite domineerimine muudab üksikute krüptoentusiastide jaoks ploki iseseisva kaevandamise keerulisemaks.
Aga kui detsentraliseeritud on kaevandamine? Ühelt poolt ei ole ikka veel ühtegi üksust, mis saaks kontrollida kinnitusi võrgus. Kui see juhtuks, oleks võimalik 51% rünnak ja võrk kaotaks oma väärtuse. Mõned võivad väita, et kuigi kaevandamine on endiselt detsentraliseeritud, ei ole see enam tugevalt detsentraliseeritud. Teatud valdkonnad, kaevandamisseadmete tootjad ja energiatootjad domineerivad endiselt kaevandamises ja vähendavad üldist detsentraliseeritust tõendavate plokiahelate puhul.
Panuse tõenduse konsensusmehhanism kasutab teistsugust lähenemist ja asendab kaevandamisvõimsuse panustamisega. See mehhanism alandab üksikisiku jaoks tehingute kinnitamise tõkkeid, vähendades rõhuasetust asukohale, seadmetele ja teistele teguritele. Sinu panus (stake) on lihtsalt määratud sinu tokenite koguse järgi.
Enamik PoS-võrke nõuab aga tehingute kinnitamise alustamiseks valideerimissõlme käivitamist. See võib olla kulukas, kuid mitte nii palju kui mitu kaevandamise arvutit. Seejärel panustavad kasutajad oma tokenid teatud valideerijate taha, mis annab meile sarnase mudeli nagu kaevandamise kogumid. Niisiis, kuigi keskmisele kasutajale on panuse tõenduses lihtsam osaleda, on see siiski tundlik sama tsentraliseerimise probleemi suhtes nagu kaevandamise kogumid.
Turvariskid
Lisaks tsentraliseerimisriskile võib asjaolu, et neljal parimal kaevandamise kogumil on suurem osa Bitcoini võrgu räsivõimsusest, suurendada 51% rünnaku riski. 51% rünnak viitab võimalikule rünnakule plokiahela süsteemi turvalisusele pahatahtliku tegutseja või organisatsiooni poolt, kes suudab kontrollida üle 50% kogu võrgu räsivõimsusest. Ründaja võib plokiahela konsensuse algoritmi kõrvale jätta ja sooritada pahatahtlikke tegusid enda kasuks, näiteks kahekordseid kulutusi, tehingukirjete tagasilükkamist või muutmist, või teiste kaevandamise takistamist. Bitcoini puhul on see siiski ebatõenäoline võrgu suuruse tõttu.
Seevastu kui keegi tahaks rünnata PoS-plokiahelat, peaks tal olema rohkem kui 50% võrgus olevatest müntidest. See põhjustaks nõudluse tõusu turul ja mündi hinna tõusu, mis võib maksta kümneid miljardeid dollareid. Isegi kui nad sooritavad 51% rünnaku, väheneb nende panustatud müntide väärtus drastiliselt, kuna võrk satub ohtu. Seetõttu ei ole väga tõenäoline, et 51% rünnak juhtuks krüpto vastu, mis kasutab PoS konsensust, eriti kui see on suure turukapitaliga krüpto.
Panuse tõenduse puudused
Paljud peavad panuse tõendust paremaks alternatiiviks töötõendusele, kuid tasub märkida, et PoS-i algoritmis on ka puudusi. Tänu preemia jaotamise mehhanismile saavad valideerijad, kellel on rohkem varasid, suurendada oma võimalusi järgmise ploki valideerimiseks. Mida rohkem münte valideerija kogub, seda rohkem münte saab ta panustada ja teenida, mida mõned inimesed kritiseerivad kui „rikaste rikkamaks tegemist“. Need „rikkamad“ valideerijad võivad mõjutada ka hääletamist võrgus, kuna PoS-plokiahelad annavad valideerijatele sageli juhtimisõigusi.
Teine mure on turvariskid väiksema turukapitaliga krüptode puhul, mis võtavad kasutusele PoS-i. Nagu mainitud, ei ole väga tõenäoline, et 51% rünnak toimuks populaarsemate krüptorahade nagu ETH või BNB puhul. Väiksemad ja väiksema väärtusega digitaalsed varad on aga rünnakute suhtes haavatavamad. Ründajad võivad potentsiaalselt hankida piisavalt münte, et saada eelis teiste valideerijate suhtes. Nad võiksid kasutada ära PoS-süsteemi, kui nad valitakse sageli valideerijateks. Nende teenitud preemiaid saab seejärel kasutada edasiseks panustamiseks ja suurendada nende võimalust saada valituks järgmises voorus.
Lõppmärkused
Töötõendusel ja panuse tõendusel on mõlemal krüpto ökosüsteemis oma koht ja on raske kindlalt öelda, milline konsensusprotokoll töötab paremini. PoW-i võidakse kritiseerida selle pärast, et see tekitab kaevandamise ajal suuri süsinikdioksiidi heitkoguseid, kuid see on tõestanud end turvalise algoritmina plokiahela võrkude kaitsmiseks. Kuid, kuna Ethereum läks PoW-lt üle PoS-ile, võivad uued projektid tulevikus soosida rohkem panuse tõenduse süsteemi.