Tiivistelmä
Työntodiste (PoW) ja varantotodiste (PoS) ovat yleisimpiä konsensusmekanismeja. Nämä mekanismit ovat käytössä suurissa kryptoissa niiden verkkojen suojaamiseksi.
Työntodistetta käytetään Bitcoinissa transaktioiden vahvistamiseen ja verkon suojaamiseen. Muiden piirteiden lisäksi PoW estää kaksinkertaisen kulutuksen. Lohkoketjun suojaavat louhijoiksi kutsutut osallistujat, jotka käyttävät laskentatehoa kilpaillakseen oikeudesta vahvistaa uusia lohkoja ja päivittää lohkoketju. Verkko palkitsee menestyneen louhijan BTC:ssä. Joulukuussa 2021 louhija sai 6,25 BTC:n lohkopalkkion plus transaktiomaksut louhimalla onnistuneesti Bitcoin-lohkon.
Suurin ero PoW:n ja PoS:n välillä on tapa, jolla ne määrittävät, kuka saa vahvistaa transaktiolohkon. Varantotodiste on suosituin vaihtoehto työntodisteelle. Se on konsensusmekanismi, jonka tarkoituksena on parantaa joitain PoW:n rajoituksia, kuten skaalautuvuusongelmia ja energiankulutusta. PoS:ssä osallistujia kutsutaan vahvistajiksi. Heidän ei tarvitse käyttää tehokasta laitteistoa kilpaillakseen mahdollisuudesta vahvistaa lohko. Sen sijaan heidän on steikattava (lukittava) lohkoketjun natiivikryptoa. Tämän jälkeen verkko valitsee voittajan steikatun kryptomäärän perusteella, ja hänet palkitaan osalla vahvistamansa lohkon transaktiomaksuista. Mitä enemmän kolikoita steikataan, sitä suurempi on mahdollisuus tulla valituksi vahvistajaksi.
Johdanto
Varmistaakseen, että lohkoketjuun tallennetut transaktiot ovat kelvollisia, nämä verkot käyttävät erilaisia konsensusmekanismeja. Työntodiste (PoW) on vanhin näistä mekanismeista. Tämä Satoshi Nakamoton luoma vaihtoehto on monien mielestä yksi turvallisimmista. Varantotodiste (PoS) luotiin myöhemmin, mutta sitä käytetään nykyään useimmissa altcoin-projekteissa.
Bitcoinin lisäksi PoW:tä käytetään myös muissa kryptoissa, kuten Litecoinissa (LTC). Sitä vastoin PoS:ää käyttävät muun muassa Ethereum (ETH), Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) ja muut altcoinit. On syytä huomata, että Ethereum siirtyi PoW:sta PoS:ään vuonna 2022.
Mikä on työntodiste (PoW) ja miten se toimii?
Työntodiste (PoW) on Bitcoin-verkon ja monien muiden kryptojen käyttämä konsensusalgoritmi kaksinkertaisen kulutuksen estämiseksi. Sen esitteli Satoshi Nakamoto Bitcoinin white paperissa, joka julkaistiin vuonna 2008.
Pohjimmiltaan PoW määrittää, kuinka Bitcoin-lohkoketju saavuttaa hajautetun konsensuksen. Sitä käytetään vertaistransaktioiden vahvistamiseen ilman ulkopuolista luottamusta toimivalla tavalla ilman kolmannen osapuolen välittäjiä.
Bitcoinin kaltaisessa PoW-verkossa louhijat vahvistavat transaktiot. He ovat osallistujia, jotka käyttävät paljon resursseja varmistaakseen, että verkko toimii turvallisesti ja oikein. Muiden tehtävien ohella louhijat luovat ja vahvistavat transaktiolohkoja. Mutta voidakseen kilpailla oikeudesta vahvistaa seuraava lohko heidän on käytettävä erittäin erikoistuneita lohkolaitteita monimutkaisten matemaattisten pulmien ratkaisemiseksi.
Ensimmäinen louhija, joka onnistuu löytämään kelvollisen ratkaisun näihin matemaattisiin ongelmiin, ansaitsee oikeuden lisätä lohkonsa lohkoketjuun ja saada niin sanotun lohkopalkkion. Lohkopalkkiot koostuvat uusista kryptoista sekä transaktiomaksuista. Lohkopalkkioon sisältyvän krypton määrä vaihtelee eri lohkoketjuissa. Esimerkiksi Bitcoin-lohkoketjussa louhijat saavat 6,25 BTC:tä lohkopalkkiona joulukuusta 2021 lähtien. Lohkoa kohti tuotettujen uusien BTC:iden määrä kuitenkin vähenee 50 prosentilla 210 000 lohkon välein (noin neljän vuoden välein) puolittumisena tunnetun mekanismin vuoksi.
Jos haluat oppia lisää työntodistemallista, tutustu artikkeliin Mikä on työntodiste (PoW)?.
Mikä on varantotodiste (PoS) ja miten se toimii?
Varantotodiste (PoS) on konsensusalgoritmi, joka otettiin käyttöön vuonna 2011 vaihtoehtona työntodisteelle. Sen tavoitteena on vastata PoW-verkkojen skaalautuvuusrajoituksiin. PoS on toiseksi suosituin algoritmi, jota kryptot, kuten Binance Coin (BNB), Solana (SOL) ja Cardano (ADA), käyttävät.
Vaikka PoW:lla ja PoS:llä on sama tavoite saavuttaa konsensus lohkoketjussa, PoS:llä on erilainen tapa määrittää, kuka vahvistaa transaktiolohkon. PoS-lohkoketjuissa ei ole louhijoita. Sen sijaan, että ne luottaisivat tehokkaisiin tietokoneisiin kilpaillakseen lohkojen vahvistamisoikeuksista, PoS-vahvistajat luottavat krypto-omistuksiinsa.
Jotta osallistujat voivat vahvistaa lohkon, heidän on lukittava tietty määrä kolikoita tiettyyn älysopimukseen lohkoketjussa. Tätä prosessia kutsutaan steikkaukseksi. PoS-protokolla määrittää sitten osallistujan vahvistamaan seuraavan lohkon. Verkosta riippuen tämä valinta voidaan tehdä satunnaisesti tai käyttäjän omistusten (osuuden) mukaan. Valittu vahvistaja voi saada palkkioksi vahvistamansa lohkon transaktiomaksuja. Tyypillisesti mitä enemmän kolikoita käyttäjä lukitsee, sitä suurempi mahdollisuus tällä on tulla valituksi.
Saat lisätietoja tästä varantotodiste (PoS) -artikkelistamme.
Erot työntodisteen ja varantotodisteen välillä
Huolimatta siitä, että molemmat ovat konsensusmekanismeja, jotka takaavat lohkoketjuverkon turvallisuuden, näiden kahden välillä on tiettyjä eroja. Suurin ero on tietysti se, miten PoW ja PoS määrittävät, mikä osallistuja vahvistaa uudet transaktiot. Selkeämmän ymmärryksen saamiseksi katsotaanpa alla olevaa taulukkoa:
Onko varantotodiste parempi kuin työntodiste?
Varantotodisteen kannattajat väittävät, että PoS:llä on joitain etuja PoW:hen verrattuna, erityisesti skaalautuvuuden ja transaktionopeuden suhteen. Sanotaan myös, että PoS-kolikot ovat vähemmän haitallisia ympäristölle verrattuna PoW:hen. Sitä vastoin monet PoW:n kannattajat väittävät, että PoS uudempana tekniikkana ei ole vielä osoittanut potentiaaliaan verkkoturvallisuuden kannalta. Se, että PoW-verkot vaativat huomattavia määriä resursseja (louhintalaitteistoja, sähköä jne.), tekee niitä vastaan suoritetuista hyökkäyksistä kalliimpia. Tämä pätee erityisesti Bitcoiniin, joka on suurin PoW-lohkoketju.
Kuten mainittiin, Ethereumin (ETH) siityi PoW:sta PoS:ään Ethereum 2.0 -päivityksessä. ETH 2.0 on kauan odotettu päivitys Ethereum-verkkoon sen suorituskyvyn parantamiseksi ja skaalautuvuusongelman ratkaisemiseksi. PoS:n käyttöönoton jälkeen Ethereumissa kuka tahansa, jolla on vähintään 32 ETHiä, voi osallistua steikkaukseen tullakseen vahvistajaksi ja saadakseen palkkioita.
Onko PoS parempi kuin PoW? Mikä sai markkina-arvoltaan toiseksi suurimman krypton siirtymään käyttämään uutta konsensusmekanismia?
Keskittämiseen liittyvä riski
Työntodistelohkoketjuissa louhintaan kuuluu laskentatehon käyttäminen lohkon tietojen hajauttamiseen, kunnes kelvollinen ratkaisu löytyy. Suurissa kryptoverkoissa ratkaisujen löytäminen on nykyään haastavampaa, ja massiivisten hajautusarvomäärien arvaaminen voi olla kallista laitteiston ja sähkön suhteen.
Siksi jotkut louhijat haluavat koota louhintaresurssinsa louhintapooliksi saadakseen suuremman mahdollisuuden saada lohkopalkkioita. Jotkut suuret louhintapoolit investoivat miljoonia dollareita ja hallitsevat tuhansia ASIC-louhintalaitteita tuottaakseen mahdollisimman paljon hajautustehoa.
Joulukuussa 2021 neljä suurinta louhintapoolia hallitsivat yhdessä noin 50 % Bitcoinin kokonaishajautustehosta. Louhintapoolien dominointi tekee yksittäisille kryptoharrastajille haastavammaksi louhia lohkoja itse.
Mutta kuinka hajautettua louhintatoiminta sitten on? Toisaalta vielä ei ole olemassa yhtä yksikköä, joka voisi hallita verkon vahvistuksia. Jos näin tapahtuisi, 51 %:n hyökkäys olisi mahdollista ja verkko menettäisi arvonsa. Jotkut saattavat väittää, että vaikka louhintatoiminta on edelleen hajautettua, se ei ole enää voimakkaasti hajautettua. Tietyt alueet, louhintalaitteiden tuottajat ja energiantuottajat hallitsevat edelleen louhintatoimintaa ja vähentävät työntodistelohkoketjujen yleistä hajauttamista.
Varantotodistekonsensusmekanismi käyttää erilaista lähestymistapaa ja korvaa louhintavoiman steikkauksella. Tämä mekanismi alentaa yksilön pääsyn esteitä transaktioiden vahvistamiseksi, mikä vähentää sijainnin, laitteiden ja muiden tekijöiden painotusta. Panoksesi määräytyy yksinkertaisesti sen mukaan, kuinka paljon tokeneita sinulla on.
Useimmat PoS-verkot edellyttävät kuitenkin, että ylläpidät vahvistajasolmua aloittaaksesi transaktioiden vahvistamisen. Tällaisen solmun ylläpitäminen voi olla kallista, mutta ei niin kallista kuin useiden louhintalaitteiden hankkiminen. Käyttäjät steikkaavat sitten tokeninsa tietyille vahvistajille, mikä luo samanlaisen mallin kuin louhintapooleissa. Joten vaikka keskivertokäyttäjän on helpompaa ottaa osaa varantotodistemalliin, se on silti altis samalle keskittämisongelmalle kuin louhintapoolit.
Turvallisuusriskit
Keskittämisriskin lisäksi se, että neljällä suurimmalla louhintapoolilla on hallussaan suurin osa Bitcoin-verkon hajautustehosta, voi mahdollisesti lisätä 51 %:n hyökkäyksen riskiä. 51 %:n hyökkäys viittaa sellaiseen pahantahtoisen toimijan tai organisaation mahdolliseen hyökkäykseen lohkoketjujärjestelmän turvallisuutta vastaan, joka onnistuu hallitsemaan yli 50 % verkon hajautustehosta. Hyökkääjä voi ohittaa lohkoketjun konsensusalgoritmin ja tehdä haitallisia tekoja hyödyttääkseen itseään, kuten kuluttaa varoja kahteen kertaan, hylätä tai muuttaa transaktiotietueita tai estää muita louhimasta. Tämä ei kuitenkaan todennäköisesti tapahdu Bitcoinissa sen verkon koon vuoksi.
Sitä vastoin, jos joku hyökkää PoS-lohkoketjua vastaan, hänen olisi omistettava yli 50 % verkon kolikoista. Tämä aiheuttaisi suurta kysyntä markkinoilla ja kolikon hinnan nousua, mikä voisi maksaa kymmeniä miljardeja dollareita hyökkääjälle. Vaikka hyökkääjä onnistuisi suorittamaan 51 %:n hyökkäyksen, heidän steikattujen kolikoidensa arvo laskisi rajusti verkon vaarantuessa. Siksi ei ole kovin todennäköistä, että 51 %:n hyökkäys tapahtuu sellaista kryptoa vastaan, joka käyttää PoS-konsensusta, varsinkin jos tämän krypton markkina-arvo on suuri.
Varantotodistemallin huonot puolet
Monet näkevät varantotodistemallin parempana vaihtoehtona työntodisteelle, mutta on syytä huomata, että PoS-algoritmissa on myös puutteita. Palkkionjakomekanismin ansiosta vahvistajat, joilla on enemmän steikattuja varoja, voivat lisätä mahdollisuuksiaan vahvistaa seuraava lohko. Mitä enemmän kolikoita vahvistaja kerää, sitä enemmän kolikoita he voivat steikata ja ansaita, mitä jotkut pitävät "rikkaiden rikastumisena". Nämä "rikkaammat" vahvistajat voivat myös vaikuttaa äänestykseen verkossa, koska PoS-lohkoketjut myöntävät vahvistajille usein hallinto-oikeuksia.
Toinen huolenaihe on pienemmän markkina-arvon omaavien PoS-konsensusmallia käyttävien kryptojen turvallisuusriskit. Kuten mainittiin, ei ole kovin todennäköistä, että 51 %:n hyökkäys tapahtuisi suosituimpia kryptoja, kuten ETHiä tai BNB:tä, vastaan. Pienemmät digitaaliset varat, joiden arvo on pienempi, ovat kuitenkin alttiimpia hyökkäyksille. Hyökkääjät voivat mahdollisesti hankkia tarpeeksi kolikoita saadakseen etua muita vahvistajia vastaan. He voisivat hyödyntää PoS-järjestelmää valitsemalla itsensä vahvistajaksi toistuvasti. Heidän ansaitsemansa palkkiot voitaisiin sitten käyttää uudelleen steikkaukseen, mikä lisäisi heidän mahdollisuuksiaan tulla valituksi seuraavalla kierroksella.
Yhteenveto
Työntodisteella ja varantotodisteella on molemmilla paikkansa kryptoekosysteemissä, ja on vaikea sanoa varmuudella, mikä konsensusprotokolla toimii paremmin. PoW:ta voidaan kritisoida korkeiden hiilidioksidipäästöjen luomisesta louhintatoiminnan aikana, mutta se on osoittautunut turvalliseksi algoritmiksi lohkoketjuverkkojen suojaamiseksi. Siitä huolimatta nyt, kun Ethereum on siirtynyt PoW:sta PoS:ään, uudet projektit voivat suosia varantotodistejärjestelmää tulevaisuudessa.