Darba apliecinājums (PoW) un likmes apliecinājums (PoS)
Sākums
Raksti
Darba apliecinājums (PoW) un likmes apliecinājums (PoS)

Darba apliecinājums (PoW) un likmes apliecinājums (PoS)

Sarežģītākas tēmas
Publicēts Dec 12, 2018Atjaunināts Aug 17, 2023
9m

Īsumā

Darba apliecinājums (PoW) un likmes apliecinājums (PoS) ir populārākie konsensa mehānismi. Tos lielākās kriptovalūtas izmanto savu tīklu aizsardzībai.

Bitcoin izmanto darba apliecinājumu, lai apstiprinātu darījumus un aizsargātu tīklu. Papildus citām priekšrocībām PoW arī novērš dubultos tēriņus. Blokķēdi aizsargā tās dalībnieki jeb ieguvēji, kuri izmanto skaitļošanas jaudu, lai sacenstos par tiesībām apstiprināt jaunus blokus un atjaunināt blokķēdi. Veiksmīgs ieguvējs atlīdzībā no tīkla saņem BTC. Atbilstoši datiem uz 2021. gada decembri, ieguvējiem tiek piešķirta bloka atlīdzība 6,25 BTC apmērā plus darījumu komisijas maksas par Bitcoin bloka veiksmīgu ieguvi.

Galvenā atšķirība starp PoW un PoS ir veids, kādā tiek noteikts, kurš apstiprinās darījumu bloku. Likmes apliecinājums ir populārākā alternatīva darba apliecinājumam. Tas ir konsensa mehānisms, kura mērķis ir novērst dažus no PoW mehānisma trūkumiem, piemēram, mērogojamības problēmas un enerģijas patēriņu. PoS gadījumā dalībniekus sauc par validētājiem. Viņiem nav nepieciešama jaudīga aparatūra, lai sacenstos par tiesībām apstiprināt bloku. Tā vietā viņiem ir jāiegulda (jāiesaldē) blokķēdes pamata kriptovalūta. Pēc tam tīkls izvēlas uzvarētāju, ņemot vērā steikingā ieguldītās kriptovalūtas daudzumu, un piešķir tam daļu no apstiprinātā bloka ietvaros saņemtajām komisijas maksām. Jo vairāk kriptovalūtas ir ieguldīts, jo lielākas izredzes tikt izvēlētam par validētāju.


Ievads

Lai nodrošinātu blokķēdē reģistrēto darījumu derīgumu, šie tīkli izmanto dažādus konsensa mehānismus. Darba apliecinājums (PoW) ir senākais no tiem. To izveidoja Satoshi Nakamoto, un daudzi to uzskata par vienu no drošākajiem variantiem. Likmes apliecinājumu (PoS) izveidoja vēlāk, taču šobrīd to izmanto lielākajā daļā alternatīvo kriptovalūtu projektu.

Bez Bitcoin PoW izmanto arī citas lielākās kriptovalūtas, piemēram, Ethereum (ETH) un Litecoin (LTC). Turpretī PoS izmanto Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) un citas alternatīvās kriptovalūtas. Jāpiebilst arī, ka Ethereum 2022. gadā plāno pāreju no PoW uz PoS.


Kas ir darba apliecinājums (PoW), un kā tas darbojas?

Darba apliecinājums (PoW) ir konsensa algoritms, kuru Bitcoin tīkls un daudzas citas kriptovalūtas izmanto, lai novērstu dubultos tēriņus. To ieviesa Satoshi Nakamoto Bitcoin tehniskajā dokumentā, kurš tika publicēts 2008. gadā.

Būtībā PoW nosaka, kā Bitcoin blokķēdē tiek nodrošināts decentralizētais konsenss. To izmanto vienādranga darījumu apstiprināšanai bez nepieciešamības uzticēties un bez trešo personu (starpnieku) iesaistīšanas.

PoW tīklā (piemēram, Bitcoin) darījumus verificē ieguvēji. Tie ir dalībnieki, kuri izmanto lielu daļu savu resursu, lai nodrošinātu tīkla nepārtrauktu, drošu un pareizu darbību. Papildus citiem uzdevumiem ieguvēji arī veido un apstiprina darījumu blokus. Taču, lai sacenstos par tiesībām apstiprināt nākamo bloku, viņiem ir jāizmanto ļoti specifiska ieguves aparatūra, ar kuras palīdzību ieguvēji cenšas atrisināt sarežģītus matemātiskus uzdevumus. 

Pirmais ieguvējs, kuram izdodas rast derīgu matemātisku risinājumu, iegūst tiesības pievienot savu bloku blokķēdei un saņem t. s. bloka atlīdzību. Bloka atlīdzības ietver jauniegūto kriptovalūtu, kā arī darījumu komisijas maksas. Kriptovalūtas daudzums bloka atlīdzībā dažādos tīklos atšķiras. Piemēram, Bitcoin blokķēdē sekmīgs ieguvējs katrā bloka atlīdzībā var saņemt 6,25 BTC plus komisijas maksas (dati uz 2021. gada decembri). Tomēr jauniegūto BTC skaits uz katru bloku tiek samazināts par 50 % ik pēc 210 000 bloku (aptuveni reizi četros gados) – tas ir pazīstams kā pusdales mehānisms.

Ja vēlies uzzināt vairāk par darba apliecinājuma modeli, lasi sadaļu Kas ir darba apliecinājums (PoW)?. 


Kas ir likmes apliecinājums (PoS), un kā tas darbojas?

Likmes apliecinājums (PoS) ir konsensa algoritms, kuru 2011. gadā ieviesa kā alternatīvu darba apliecinājumam. Tā mērķis ir pārvarēt darba apliecinājuma tīkliem raksturīgos mērogojamības ierobežojumus. PoS ir otrs populārākais algoritms, kuru izmanto tādas kriptovalūtas kā Binance Coin (BNB), Solana (SOL) un Cardano (ADA).

Lai arī PoW un PoW ir viens un tas pats mērķis – nodrošināt konsensu blokķēdē –, PoS atšķiras ar darījumu bloka validētāja izvēles mehānismu. PoS blokķēdēs nav ieguvēju. Tā vietā, lai paļautos uz jaudīgiem datoriem, kas sacenšas par tiesībām apstiprināt blokus, PoS validētāji izmanto savus kriptovalūtu krājumus.

Lai iegūtu tiesības apstiprināt bloku, dalībniekiem ir jāiegulda noteikts apjoms kriptovalūtas konkrētā viedajā līgumā blokķēdē. Šo procesu sauc par steikingu. PoS protokols pēc tam piešķir kādam dalībniekam tiesības apstiprināt nākamo bloku. Atkarībā no tīkla apstiprinātāju var izvēlēties arī pēc nejaušības principa vai atbilstoši dalībnieku īpašumā esošajiem aktīviem (ieguldījuma steikingā). Izvēlētais validētājs var atlīdzībā saņemt darījumu komisijas maksas no viņa validētā bloka. Parasti lielāks ieguldītās kriptovalūtas daudzums nozīmē arī lielākas iespējas tikt izvēlētam par validētāju.

Papildinformāciju skati sadaļā Likmes apliecinājuma (PoS) skaidrojums. 


Darba apliecinājuma un likmes apliecinājuma atšķirības

Lai arī tie abi ir konsensa mehānismi, kurus izmanto blokķēdes tīkla drošībai, pastāv zināmas atšķirības. Galvenā atšķirība, protams, ir veids, kādā PoW un PoS nosaka dalībnieku, kurš apstiprinās jaunos darījumus. Lai gūtu labāku izpratni, apskatīsim tālāk pievienoto tabulu.


Darba apliecinājums (PoW)

Likmes apliecinājums (PoS)

Kurš var veikt ieguvi / apstiprināt blokus?

Jo lielāka skaitļošanas jauda, jo lielākas izredzes veikt ieguvi blokā.

Jo vairāk kriptovalūtas ieguldīts, jo lielākas izredzes apstiprināt jaunu bloku

Kā tiek iegūts/apstiprināts bloks?

Ieguvēji sacenšas, risinot sarežģītus matemātiskus uzdevumus ar saviem skaitļošanas resursiem.

Parasti algoritms nejauši izvēlas uzvarētāju, ņemot vērā ieguldītās kriptovalūtas apjomu.

Ieguves aprīkojums 

Profesionāla ieguves aparatūra, piemēram, ASIC, centrālais procesors un grafiskais procesors

Jebkurš dators vai mobilā ierīce ar interneta savienojumu

Kā tiek piešķirta atlīdzība?

Pirmā persona, kura veic bloka ieguvi, saņem bloka atlīdzību

Validētāji var saņemt daļu no darījumu komisijas maksām, kas iekasētas viņu apstiprinātajā blokā

Kā tiek aizsargāts tīkls?

Jo apjomīgāka skaitļošana, jo drošāks tīkls

Steikinga rezultātā kriptovalūta tiek iesaldēta blokķēdē, tādējādi aizsargājot tīklu


Vai likmes apliecinājums ir labāks par darba apliecinājumu?

Likmes apliecinājuma atbalstītāji norāda uz PoS priekšrocībām salīdzinājumā ar PoW, jo īpaši saistībā ar mērogojamību un darījumu izpildes ātrumu. Tiek arī norādīts, ka PoS kriptovalūtas ir mazāk kaitīgas videi, salīdzinot ar PoW. Turpretī PoW atbalstītāji apgalvo, ka PoS kā jaunāka tehnoloģija vēl nav pilnībā apguvusi savu potenciālu tīkla drošības jomā. Tā kā PoW tīkliem ir nepieciešams ievērojami lielāks resursu (ieguves aparatūras, elektrības u. c.) apjoms, uzbrukumi tiem izmaksā dārgāk. Tas jo īpaši attiecināms uz Bitcoin – lielāko PoW blokķēdi.

Kā jau minējām, Ethereum (ETH) līdz ar Ethereum 2.0 jauninājumu plāno pārslēgties no PoW uz PoS mehānismu. ETH 2.0 Ethereum tīklā ir ilgi gaidīts jauninājums, ar kuru plānots veikt uzlabojumus tīkla veiktspējā un risināt mērogojamības problēmu. Pēc PoS ieviešanas Ethereum tīklā ikviens, kuram būs vismaz 32 ETH, varēs piedalīties steikingā un kļūt par validētāju, saņemot par to atlīdzību. 

Vai PoS ir labāks par PoW? Kas liek otrai lielākajai kriptovalūtai pēc tirgus kapitalizācijas līmeņa ieviest jaunu konsensa mehānismu?


Centralizācijas risks

Darba apliecinājuma blokķēdēs ieguve ietver skaitļošanas jaudas izmantošanu bloka datu apstrādei, līdz tiek rasts derīgs risinājums. Mūsdienu lielākajām kriptovalūtām risinājumu rašana kļūst arvien sarežģītāka, un apjomīgais jaucējkodu minēšanas process var dārgi izmaksāt – nepieciešama sarežģīta aparatūra un liels elektroenerģijas daudzums.

Tāpēc daži ieguvēji izvēlas uzkrāt savus ieguves resursus ieguves fondos, lai tādējādi palielinātu savas izredzes saņemt bloka atlīdzības. Daži lieli ieguves fondi iegulda miljoniem dolāru un kontrolē tūkstošiem ASIC ieguves aparatūras vienību, lai ģenerētu iespējami vairāk skaitļošanas jaudas.

Uz 2021. gada decembri 4 lielākie ieguves fondi kopā kontrolē aptuveni 50 % kopējās Bitcoin skaitļošanas jaudas. Ieguves fondu dominēšana apgrūtina individuālo kriptovalūtu entuziastu iespējas patstāvīgi veikt bloka ieguvi. 

Cik decentralizēta īsti ir ieguve? No vienas puses, nepastāv neviena persona, kas varētu vienpusēji kontrolēt apstiprinājumus tīklā. Ja tā notiktu, kļūtu iespējams veikt 51 % uzbrukumus, un tīkls zaudētu savu vērtību. Daži varētu iebilst, ka, lai arī ieguves decentralizācija joprojām pastāv, tā vairs nav tik izteikta. Noteiktas jomas, ieguves aprīkojuma ražotāji un enerģijas ražotāji, joprojām dominē ieguves procesā un samazina darba apliecinājuma blokķēžu vispārējo decentralizācijas līmeni.

Likmes apliecinājuma konsensa mehānisms izmanto atšķirīgu pieeju un aizstāj ieguves jaudu ar steikingu. Šis mehānisms ļauj mazināt šķēršļus, kas liedz atsevišķām personām apstiprināt darījumus, mazinot uzsvaru uz atrašanās vietu, aprīkojumu un citiem faktoriem. Dalībnieka likmi vienkārši nosaka pēc viņa rīcībā esošo tokenu daudzuma.

Tomēr vairumā PoS tīklu dalībniekam ir jādarbina validētāja mezgls, lai sāktu apstiprināt darījumus. Tas var izmaksāt dārgi, bet ne tik dārgi kā dažas ieguves iekārtas. Lietotāji pēc tam var ieguldīt savus tokenus steikingā, atbalstot noteiktus validētājus, kā rezultātā veidojas ieguves fondiem līdzīgs modelis. Tāpēc, lai arī likmes apliecinājuma gadījumā dalība vidusmēra lietotājam ir vienkāršāka, arī šim mehānismam ir raksturīga līdzīga centralizācijas problēma kā ieguves fondiem.


Drošības riski

Bez centralizācijas riska varētu arī palielināties 51 % uzbrukumu risks, jo četriem lielākajiem ieguves fondiem pieder lielākā daļa Bitcoin tīkla skaitļošanas jaudas. 51 % uzbrukumi ir potenciāli uzbrukumi blokķēdes sistēmas drošībai, un tos veic ļaunprātīgas personas vai organizācijas, kuras kontrolē vairāk nekā pusi no tīkla kopējās skaitļošanas jaudas. Uzbrucējs var ignorēt blokķēdes konsensa algoritmu un veikt ļaunprātīgas darbības savā labā, piemēram, dubultos tēriņus, darījumu ierakstu noraidīšanu vai rediģēšanu vai neļaušanu citām personām veikt ieguvi. Tomēr Bitcoin tīkla izmēra dēļ šāds iznākums ir maz ticams.

Turpretī, ja kāds nolemtu veikt uzbrukumu PoS tipa blokķēdei, viņam būtu jāpieder vairāk nekā 50 % kriptovalūtas attiecīgajā tīklā. Tā rezultātā palielinātos pieprasījums tirgū un paaugstinātos kriptovalūtas cena, un tas varētu izmaksāt desmitiem miljardu dolāru. Pat, ja uzbrucējam izdotos veikt 51 % uzbrukumu, viņu steikingā ieguldītās kriptovalūtas vērtība krasi samazinātos tīkla apdraudējuma dēļ. Tāpēc 51 % uzbrukumu iespējamība kriptovalūtu tīklos, kas izmanto PoS konsensu, ir maza, jo īpaši – ja kriptovalūtai augsts tirgus kapitalizācijas līmenis.


Likmes apliecinājuma trūkumi

Daudzi uzskata likmes apliecinājumu par labāku alternatīvu salīdzinājumā ar darba apliecinājumu, tomēr jāpiebilst, ka PoS algoritmam ir arī savi trūkumi. Atlīdzību piešķiršanas mehānisma dēļ validētājiem ar lielāku ieguldīto līdzekļu apjomu var būt lielākas iespējas apstiprināt nākamo bloku. Jo vairāk kriptovalūtas uzkrāj validētājs, jo vairāk kriptovalūtas viņš var ieguldīt un nopelnīt, tāpēc daudzi šo mehānismu kritizē, sakot, ka tā rezultātā "bagātie kļūst vēl bagātāki". "Bagātie" validētāji var arī ietekmēt balsošanu tīklā, jo PoS blokķēdēs validētājiem bieži tiek piešķirtas pārvaldības tiesības.

Vēl viena problēma ir drošības riski kriptovalūtām, kurām ir mazāks tirgus kapitalizācijas līmenis un kuras izmanto PoS mehānismu. Kā jau tika minēts, ir maz ticams, ka 51 % uzbrukumi tiks veikti tādām populārām kriptovalūtām kā ETH vai BNB. Tomēr mazākiem digitālajiem aktīviem ar mazāku vērtību pastāv lielāks uzbrukumu risks. Uzbrucēji varētu iegūt pietiekami daudz kriptovalūtas, lai gūtu priekšrocību salīdzinājumā ar citiem validētājiem. Viņi varētu izmantot PoS sistēmu savā labā, ja viņus bieži izvēlētos kā validētājus. Šādā gadījumā viņi varētu izmantot saņemto atlīdzību turpmākiem ieguldījumiem un tādējādi palielināt savas izredzes tikt izvēlētiem katrā nākamajā kārtā.


Noslēgumā

Gan darba apliecinājumam, gan likmes apliecinājumam ir sava vieta kriptovalūtu ekosistēmā, un ir grūti ar pārliecību noteikt, kurš konsensa protokols darbojas labāk. PoW varētu kritizēt par oglekļa emisijām ieguves procesā, taču tas ir sevi pierādījis kā drošs algoritms, kas spēj aizsargāt blokķēžu tīklus. Tomēr, līdz ar Ethereum plānoto pāreju no PoW uz PoS, jaunie projekti nākotnē varētu biežāk izvēlēties likmes apliecinājuma sistēmu.