TL;DR
Proof of Work (PoW) og Proof of Stake (PoS) er de vanligste konsensusmekanismene. De benyttes av store kryptovalutaer for å sikre nettverkene.
Proof of Work brukes i Bitcoin for å validere transaksjoner og sikre nettverket. Blant annet forhindrer PoW dobbeltforbruk. Blokkjeden blir sikret av deltakere som kalles minere, og som bruker datakraft til å konkurrere om retten til å bekrefte nye blokker og oppdatere blokkjeden. En miner som lykkes, blir belønnet i BTC av nettverket. Per desember 2021 kan en miner få en blokkbelønning på 6,25 BTC pluss transaksjonsgebyrer for mining av en Bitcoin-blokk.
Den største forskjellen på PoW og PoS er måten de bestemmer hvem som skal validere en blokk med transaksjoner. Proof of Stake er det mest populære alternativet til Proof of Work. Det er en konsensusmekanisme der målet er å forbedre noen av begrensningene til PoW, for eksempel problemer med skalerbarhet og energiforbruk. I PoS kalles deltakerne validatorer. De trenger ikke å bruke kraftig maskinvare for å konkurrere om muligheten til å validere en blokk. Isteden må de foreta staking (satse/låse) den integrerte kryptovalutaen til blokkjeden. Nettverket velger deretter en vinner basert på mengden krypto som det foretas staking av, og vinneren blir belønnet med en andel av transaksjonsgebyrene fra blokken de validerer. Jo flere mynter til staking, jo større er sjansen for å bli valgt som validator.
Innledning
For at transaksjoner som blir registrert på en blokkjede, skal være gyldige, bruker disse nettverkene forskjellige konsensusmekanismer. Proof of Work (PoW) er den eldste. Satoshi Nakamoto oppfant den, og den anses av mange som det sikreste alternativet. Proof of Stake (PoS) kom senere, men den benyttes nå i de fleste altcoin-prosjekter.
I tillegg til Bitcoin har PoW også vært brukt på andre store kryptovalutaer, som Ethereum (ETH) og Litecoin (LTC). Mens PoS brukes av Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) og andre altcoins. Det er verdt å merke seg at Ethereum gikk over fra PoW til PoS i 2022.
Hva er Proof of Work (PoW), og hvordan fungerer det?
Proof of Work (PoW) er konsensusalgoritmen som brukes av Bitcoin-nettverket og mange andre kryptovalutaer for å forhindre dobbeltforbruk. Det ble introdusert av Satoshi Nakamoto i Bitcoin-hvitboken, som ble publisert i 2008.
Kort sagt bestemmer PoW hvordan Bitcoin-blokkjeden skal oppnå distribuert konsensus. Den brukes til å validere peer-to-peer-transaksjoner på en pålitelig måte uten at det trengs tredjeparter som mellommenn.
På et PoW-nettverk som Bitcoin sitt, blir transaksjonene verifisert av minere. De er deltakere som bruker mye ressurser på å sikre at nettverket fortsetter å kjøre sikkert og riktig. Blant andre oppgaver oppretter og validerer minerne blokker med transaksjoner. Men for å konkurrere om retten til å validere neste blokk må de bruke helt spesiell maskinvare for mining for å løse komplekse matematiske oppgaver.
Den første mineren som klarer å finne en gyldig løsning på disse matematiske problemene, får retten til å legge til blokken på blokkjeden og motta det vi kaller en blokkbelønning. Blokkbelønninger består av nygenererte kryptovalutaer pluss transaksjonsgebyrer. Mengden krypto i en blokkbelønning varierer med blokkjeden. På Bitcoin-blokkjeden, for eksempel, kan en miner som lykkes, få 6,25 BTC, pluss gebyrer, fra hver blokkbelønning (per desember 2021). Men antall nye BTC som blir generert per blokk, reduseres med 50 % hver 210 000 blokker (omtrent hvert fjerde år) på grunn av en mekanisme som er kjent som halvering.
Hvis du vil lære mer om Proof of Work-modellen, sjekk ut Hva er Proof of Work (PoW)?
Hva er Proof of Stake (PoS), og hvordan fungerer det?
Proof of Stake (PoS) er en konsensusalgoritme som kom i 2011 som et alternativ til Proof of Work. Den har som mål å ta tak i begrensningene med skalerbarheten til PoW-nettverk. PoS er den nest mest populære algoritmen og benyttes av kryptovalutaer som Binance Coin (BNB), Solana (SOL) og Cardano (ADA).
PoW og PoS har det samme målet om å oppnå konsensus på blokkjeden, men PoS har en annen måte å avgjøre hvem som får validere en blokk med transaksjoner. Det finnes ingen minere på PoS-blokkjeder. Istedenfor at det benyttes kraftige datamaskiner for å konkurrere om rettigheter til blokkvalidering, benytter PoS-validatorer kryptobeholdningen sin.
For å bli kvalifisert til å validere en blokk må deltakerne låse av en viss mengde mynter i en spesifikk smart kontrakt på blokkjeden. Denne prosessen er kjent som staking. PoS-protokollen tildeler deretter en deltaker oppgaven å validere neste blokk. Avhengig av nettverket kan dette valget gjøres tilfeldig eller basert på beholdningen (stakingen). Den valgte validatoren kan motta transaksjonsgebyrer fra blokken de validerte som belønninger. Vanligvis er det slik at jo flere mynter som låses av, jo større er sjansen for å bli valgt.
Se Proof of Stake (PoS) forklart for flere detaljer.
Forskjeller mellom Proof of Work og Proof of Stake
Til tross for at begge er konsensusmekanismer som sørger for sikkerheten på blokkjedenettverket, er det visse forskjeller på de to. Den største forskjellen er selvfølgelig måten PoW og PoS bestemmer hvilken deltaker som skal validere nye transaksjoner. For å få en klarere forståelse kan vi ta en titt på tabellen under:
Er Proof of Stake bedre enn Proof of Work?
Proof of Stake-tilhengere mener at PoS har noen fordeler fremfor PoW, spesielt når det gjelder skalerbarhet og transaksjonshastighet. Det sies også at PoS-mynter er mindre miljøskadelige enn PoW. Men mange PoW-tilhengere hevder derimot at PoS, som en nyere teknologi, ennå ikke har bevist at den har potensial til å yte høy nok nettverkssikkerhet. Det at PoW-nettverk krever betydelige ressurser (maskinvare for mining, strøm, etc.) gjør dem dyrere å angripe. Dette gjelder spesielt Bitcoin, som er den største PoW-blokkjeden.
Som nevnt gikk Ethereum (ETH) over fra PoW til PoS i Ethereum 2.0-oppgraderingen. ETH 2.0 var en lenge etterlengtet oppgradering i Ethereum-nettverket som forbedret ytelsen og tok tak i problemet med skalerbarheten. Etter implementeringen av PoS på Ethereum kunne alle med minst 32 ETH delta i staking for å bli en validator og motta belønninger.
Er PoS bedre enn PoW? Hva får den nest største kryptovalutaen basert på markedsverdi til å ta i bruk en ny konsensusmekanisme?
Risikoen for sentralisering
På Proof of Work-blokkjedene innebærer mining å bruke datakraft til å hashe blokkens data helt frem til en gyldig løsning blir funnet. For de store kryptovalutaene i dag blir løsningene stadig vanskeligere å finne, og prosessen med å gjette enorme mengder hasher kan være dyr med tanke på maskinvare og elektrisitet.
Derfor foretrekker noen minere å samle mining-ressursene sine i mining-pooler for å få en større sjanse til å få blokkbelønningene. Noen store miningpooler investerer millioner av dollar og kontrollerer tusenvis av ASIC-maskinvareenheter for mining for å generere så mye hashkraft som mulig.
Per desember 2021 kontrollerer de 4 største mining-poolene rundt 50 % av den totale Bitcoin-hashkraften. Dominansen til miningpoolene gjør det vanskeligere for individuelle kryptoentusiaster å få mine en blokk på egen hånd.
Men hvor desentralisert er mining egentlig da? På den ene siden finnes det fortsatt ingen enkeltenhet som har kontroll over bekreftelsene på nettverket. Hvis dette skulle skje, ville et 51 %-angrep bli mulig, og nettverket ville miste sin verdi. Noen mener derfor kanskje at selv om mining fortsatt er desentralisert, er det ikke lenger sterkt desentralisert. Enkelte områder, produsenter av miningutstyr og energiprodusenter dominerer fortsatt miningen og reduserer den generelle desentraliseringen for Proof of Work-blokkjeder.
Proof of Stake-konsensusmekanismen har en annen tilnærming og erstatter mining-kraften med staking. Denne mekanismen senker adgangsbarrierene for en person som ønsker å bekrefte transaksjoner, og det reduserer forskjellene mellom plassering, utstyr og andre faktorer. Stakingen bestemmes ganske enkelt av antall tokener du har.
Men de fleste PoS-nettverk krever at du kjører en valideringsnode for å begynne å bekrefte transaksjoner. Dette kan være dyrt i drift, men ikke like dyrt som å ha flere mining-rigger. Brukerne foretar deretter staking av tokener bak visse validatorer, og dette fører til en modell som ligner på miningpooler. Så selv om Proof of Stake er lettere å delta i for en gjennomsnittlig bruker, er den fortsatt utsatt for det samme sentraliseringsproblemet som miningpooler er.
Sikkerhetsrisiko
I tillegg til risikoen for sentralisering, kan det at de fire største mining-poolene står for mesteparten av hashkraften til Bitcoin-nettverket, potensielt øke risikoen for et 51 %-angrep. Et 51 %-angrep sikter til et potensielt angrep på sikkerheten til et blokkjedesystem fra en ondsinnet aktør eller organisasjon som klarer å få kontroll over 50 % av nettverkets totale hashkraft. Angriperen kan da overstyre blokkjedens konsensusalgoritme og begå uærlige handlinger som er til fordel for angriperen selv, for eksempel dobbeltforbruk, avvisning eller endring av transaksjonsoppføringer eller å hindre andre i å drive mining. Men det er lite sannsynlig at dette skjer på Bitcoin, på grunn av størrelsen på nettverket.
Hvis noen derimot skulle angripe en PoS-blokkjede, ville de måtte eie mer enn 50 % av myntene på nettverket. Dette ville føre til at etterspørselen i markedet og myntprisen stiger, noe som kan koste titalls milliarder dollar. Selv om de skulle begå et 51 %-angrep, ville verdien av myntene deres gå drastisk ned etter hvert som nettverket blir utsatt for dette. Derfor er det lite sannsynlig at et 51 %-angrep skjer på en krypto som bruker PoS-konsensus, spesielt hvis det har stor markedsverdi.
Ulemper med Proof of Stake
Mange ser på Proof of Stake som et bedre alternativ til Proof of Work, men det er verdt å merke seg at det også er mangler i PoS-algoritmen. På grunn av mekanismen med belønningsfordeling kan validatorer med flere aktiva til staking øke sjansene for å få validert neste blokk. Jo flere mynter en validator akkumulerer, jo flere mynter kan de foreta staking av og dermed tjene, noe noen er kritiske til fordi det «gjør de rike rikere». Disse «rikere» validatorene kan også påvirke stemmegivningen på nettverket, ettersom PoS-blokkjeder ofte gir validatorer styringsrettigheter.
En annen bekymring er sikkerhetsrisikoen for kryptovalutaer som har lavere markedsverdi, og som tar i bruk PoS. Som nevnt er det ikke veldig sannsynlig at et 51%-angrep skjer på de mest populære kryptovalutaene som ETH eller BNB. Men mindre digitale aktiva med lavere verdi er mer sårbare for angrep. Angriperne kan potensielt skaffe seg nok mynter til å få en fordel mot andre validatorer. De kunne da utnytte PoS-systemet ved å bli ofte valgt til å bli validatorer. Belønningene de har tjent, kan deretter brukes til ytterligere staking som igjen øker sjansene deres for å bli valgt i neste runde.
Avsluttende tanker
Proof of Work og Proof of Stake har begge sin plass i kryptoøkosystemet, og det er vanskelig å si med sikkerhet hvilken konsensusprotokoll som fungerer best. PoW kan bli kritisert for å skape høye karbonutslipp under mining, men det har vist seg som en sikker algoritme for å beskytte blokkjedenettverk. Ettersom Ethereum har gått over fra PoW til PoS, kan Proof of Stake-systemet i fremtiden bli foretrukket av nye prosjekter.