TL;DR
A Proof of Stake a Proof of Work népszerű, alternatív konszenzus mechanizmusa. Számítási teljesítmény helyett, a validátoroknak a tranzakciók érvényesítéséhez, érméket kell stakelniük. Ez drasztikusan csökkenti a szükséges energiafogyasztást. A Proof of Stake javítja a decentralizációt, a biztonságot és a skálázhatóságot is.
A Proof of Stake azonban kevésbé hozzáférhető a kriptó nélkül. Továbbá, az 51%-os támadás az alacsony piaci kapitalizációjú blokkláncok esetében könnyen megvalósítható. Mivel a Proof of Stake rendkívül sokoldalú, számos változata létezik a különböző blokkláncokhoz és felhasználási területekhez.
Bevezetés
A Proof of Stake ma messze a legnépszerűbb választás a blokklánchálózatok számára. De a sok variáció miatt nehéz lehet megérteni az alapvető fogalmakat. Manapság nem valószínű, hogy eredeti formájában láthatja. Mindazonáltal az összes Proof of Stake ugyanazokat az alapfogalmakat tartalmazza. E hasonlóságok megértése segít abban, hogy jobb döntéseket hozzon a használt blokkláncokkal és azok működésével kapcsolatban.
Mit jelent a Proof of Stake?
A Proof of Stake konszenzus algoritmust 2011-ben mutatták be a Bitcointalk fórumon. A Proof of Work problémáinak megoldásaként javasolták. Bár mindkettőnek a célja a blokklánc konszenzus elérése, a folyamat, amelyet követnek, meglehetősen eltérő. Ahelyett, hogy számításigényes bizonyítékot kellene szolgáltatniuk, a résztvevők csak azt bizonyítják, hogy stakelték az érméket.
Hogyan működik a Proof of Stake?
A Proof Of Stake algoritmus egy álvéletlen választási folyamatot használ a validátorok kiválasztására a csomópontok csoportjából. A rendszer több tényező kombinációját használja, beleértve a stakelés idejét, a véletlenszerűség egy elemét és a csomópont vagyonát.
A Proof of Stake rendszerekben a blokkokat előállítják vagy „kovácsolják”, nem pedig bányásszák. Ettől függetlenül előfordulhat, hogy alkalmanként használják a „bányászott” kifejezést. A legtöbb Proof of Stake kriptovaluta „előre kovácsolt” érmék kínálatával indul, hogy a csomópontok azonnal indulhassanak.
Az előállítási folyamatban részt vevő felhasználóknak egy bizonyos mennyiségű érmét kell a hálózaton zárolniuk stake gyanánt. A stake mérete határozza meg annak az esélyét, hogy egy csomópontot kiválasztanak a következő validátornak - minél nagyobb a stake, annál nagyobb az esélye. A kiválasztási folyamatba egyedi módszereket illesztenek be, hogy ne csak a hálózat leggazdagabb csomópontjai részesüljenek előnyben. A két leggyakrabban használt módszer a véletlenszerű blokkválasztás és az érmekor kiválasztása.
Véletlenszerű blokkválasztás
A véletlenszerű blokkválasztási módszerben a validátorok kiválasztása úgy történik, hogy a legalacsonyabb hash-érték és a legmagasabb stake kombinációjával rendelkező csomópontokat keresik. Mivel a stake mérete nyilvános, a következő validátort más csomópontok megjósolhatják.
Érmekor kiválasztása
Az érmekor választási módszer aszerint választja ki a csomópontokat, hogy mióta vannak a tokenjeik stakelve. Az érmék korát úgy számítják ki, hogy megszorozzák az érmék stakelt napjainak számát a stakelt érmék számával.
Miután egy csomópont létrehozott egy blokkot, az érme kora visszaáll nullára, és egy bizonyos ideig várnia kell, hogy újabb blokkot hozhasson létre - ez megakadályozza, hogy a nagy stake-el rendelkező csomópontok uralják a blokkláncot.
Tranzakciók validálása
Minden Proof of Stake algoritmust használó kriptovalutának megvannak a saját szabályai és metódusai, amelyeket a hálózat és a felhasználók számára a lehető legjobb kombinációnak tartanak.
Amikor egy csomópontot kiválasztanak a következő blokk létrehozására, ellenőrzi, hogy a blokkban lévő tranzakciók érvényesek-e. Ezután aláírja a blokkot, és hozzáadja a blokklánchoz. Jutalomként a csomópont megkapja a blokk tranzakciós díját, és egyes blokkláncokon egy érmejutalmat.
Ha egy csomópont fel akar hagyni a blokkok létrehozásával, a hozzátartozó stake és a megszerzett jutalmak egy bizonyos idő után felszabadulnak, időt adva a hálózatnak, hogy ellenőrizze, hogy nincsenek-e hamis blokkok, amelyeket a csomópont adott a blokklánchoz.
Mely blokkláncok használnak Proof of Stake-et?
Az Ethereum utáni legtöbb blokklánc Proof of Stake konszenzus mechanizmust használ. Jellemzően mindegyik a hálózat igényeinek megfelelően módosul. Ezekkel a variációkkal a cikk későbbi részében foglalkozunk. Az Ethereum átállása a Proof of Stake-re az Ethereum 2-0-val már folyamatban van.
Proof of Stake-et vagy annak egy formáját használó blokklánchálózatok a következők:
1. BNB Chain
3. Solana
4. Avalanche
5. Polkadot
A Proof of stake előnyei
A Proof of Stake számos egyértelmű előnnyel rendelkezik a Proof of Work mechanizmushoz képest. Ezért az új blokkláncok szinte mindig Proof of Stake-et használnak. Előnyei a következők:
Alkalmazkodóképesség
Ahogy a felhasználók igényei és a blokkláncok változnak, úgy változik a Proof of Stake is. Ez jól látszik a rengeteg adaptációból. A mechanizmus sokoldalú, és könnyen alkalmazkodik a legtöbb blokklánc-felhasználáshoz.
Decentralizáció
Több felhasználót ösztönöznek a csomópontok futtatására, mivel ez megfizethetőbb. Ez az ösztönzés és a véletlenszerű eljárás is decentralizáltabbá teszi a hálózatot. Bár léteznek stake poolok, sokkal nagyobb az esélye annak, hogy valaki sikeresen létrehoz egy blokkot a Proof of Stake keretében. Összességében ez csökkenti a stake poolok szükségességét.
Energiahatékonyság
A Proof of Stake hihetetlenül energiatakarékos a Proof of Work mechanizmushoz képest. A részvétel költségei inkább az érmék stakelésének gazdasági ráfordításán alapulnak, mint a feladványok megoldásának számítási költségein. Ez a mechanizmus a konszenzusmechanizmus működtetéséhez szükséges energia jelentős csökkenéséhez vezet.
Skálázhatóság
Mivel a Proof of Stake nem támaszkodik fizikai gépekre a konszenzus létrehozásához, jobban skálázható. Nincs szükség hatalmas bányászfarmokra vagy nagy energiaforrásokra. Több validátor hozzáadása a hálózathoz olcsóbb, egyszerűbb és elérhetőbb.
Biztonság
A stakelés pénzügyi motivációként működik a validátor számára, hogy ne dolgozzon fel csalárd tranzakciókat. Ha a hálózat csalást észlel, a validátor elveszíti a stake egy részét és a jövőbeni részvételi jogát. Tehát amíg a stake magasabb, mint a jutalom, a validátor több érmét veszítene, mint amennyit a csalással nyerne.
A hálózat hatékony ellenőrzéséhez és a csalárd tranzakciók jóváhagyásához egy csomópontnak többségi stake-el kell rendelkeznie a hálózatban, amit 51%-os támadásnak neveznek. A kriptovaluta értékétől függően szinte lehetetlen megszerezni a hálózat feletti ellenőrzést, mivel a forgalomban lévő kínálat 51%-át kellene birtokolni.
Ez azonban hátrányt is jelenthet, amit alább kifejtünk.
A Proof of Stake hátrányai
Bár a Proof of Stake számos előnnyel rendelkezik a Proof of Work mechanizmushoz képest, vannak gyengeségei is:
Fork
Egy szabványos Proof of Stake mechanizmussal nincs akadálya annak, hogy egy fork mindkét oldalát bányásszák. A Proof of Work esetében mindkét oldal bányászata energiapazarláshoz vezet. A Proof of Stake esetében a költségek sokkal kisebbek, ami azt jelenti, hogy az emberek a fork mindkét oldalára „fogadhatnak”.
Elérhetőség
A stakelés megkezdéséhez szüksége lesz egy blokklánc natív token kínálatára. Ehhez meg kell vásárolnia a tokent egy tőzsdén vagy máshol. A szükséges mennyiségtől függően jelentős befektetésre lehet szüksége ahhoz, hogy hatékonyan kezdjen el stakelni.
A Proof of Work esetében olcsó bányászati felszerelést vásárolhat vagy akár bérelhet is. Ezzel csatlakozhat egy poolhoz, és gyorsan elkezdheti a validálást és a pénzkeresést.
51%-os támadás
Bár a Proof of Work is ki van téve az 51%-os támadásoknak, a Proof of Stake esetében ezek a támadások lényegesen könnyebbek lehetnek. Ha egy token árfolyama összeomlik, vagy a blokklánc alacsony piaci kapitalizációval rendelkezik, elméletileg olcsó lehet a tokenek több mint 50%-ának felvásárlása és a hálózat irányításának átvétele.
Proof of Work vs. Proof of Stake
Ha összehasonlítjuk a két konszenzusmechanizmust, van néhány alapvető különbség.
A blokkláncok között azonban sokféle Proof of Stake mechanizmus létezik. Sok különbség az alkalmazott mechanizmustól függ.
Más konszenzus mechanizmusok, amelyek a Proof of Stake-re épülnek
A Proof of Stake rendkívül alkalmazkodó. A fejlesztők módosíthatják a pontos mechanizmust, hogy az megfeleljen a blokklánc egyedi felhasználási céljainak. Az alábbiakban felsorolunk néhányat a leggyakoribbak közül
Delegated Proof of Stake (DPoS)
A Delegated Proof of Stake lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy érméket stakeljenek anélkül, hogy validátorrá válnának. Ebben az esetben egy validátor mögött stakelnek, és megosztják a blokkjutalmakat. Minél több delegáló stakel egy lehetséges validátor mögött, annál nagyobb a kiválasztási esélye. A validátorok ösztönzésként módosíthatják a delegálókkal megosztott összeget. A delegálók számára fontos tényező a validátorok hírneve is.
Nominated Proof of Stake (NPoS)
A Nominated Proof of Stake a Polkadot által kifejlesztett konszenzus modell. Sok hasonlóságot mutat a Delegated Proof of Stake-el, de van egy lényeges különbség. Ha egy nominátor (delegáló) egy rosszindulatú validátor mögött stakel, ő is elveszítheti a stake-jét.
A nominátorok legfeljebb 16 validátort választhatnak, akik mögött stakelhetnek. A hálózat ezután egyenlően osztja el a stake-et a kiválasztott validátorok mögött. A Polkadot több játékelméleti és választáselméleti megközelítést is alkalmaz annak meghatározására, hogy ki hozhat létre új blokkot.
Proof of Staked Authority (PoSA)
A BNB Smart Chain Proof of Staked Authority-t használ a hálózati konszenzus létrehozásához. Ez a konszenzus mechanizmus ötvözi a Proof of Authority és a Proof of Stake mechanizmusokat, lehetővé téve a validátorok számára, hogy felváltva hozzanak létre blokkokat. A részvételre egy 21 aktív validátorból álló csoport jogosult, akiket az általuk stakelt vagy mögöttük delegált BNB összege alapján választanak ki. Ezt naponta határozzák meg, és a BNB Chain eltárolja a választást.
Következtetés
A tranzakciós blokkok hálózathoz való hozzáadásának módja jelentősen megváltozott a Bitcoin óta. Most már nem kell a számítási teljesítményre hagyatkoznunk a kriptokonszenzus létrehozásához. A Proof of Stake rendszernek számos előnye van, és a történelem bebizonyította, hogy a Proof of Stake működik. Az idő előrehaladtával úgy néz ki, hogy a Bitcoin csak egyike lesz a maroknyi Proof of Work hálózatnak. Egyelőre úgy tűnik, hogy a Proof of Stake velünk marad.