Czym Jest Proof of Stake (PoS)?
Strona G艂贸wna
Artyku艂y
Czym Jest Proof of Stake (PoS)?

Czym Jest Proof of Stake (PoS)?

艢rednio zaawansowany
Opublikowane Dec 6, 2018Zaktualizowane May 9, 2024
8m

TL;DR

Proof of Stake to popularny, alternatywny mechanizm konsensusu w por贸wnaniu z Proof of Work. Zamiast potrzebowa膰 mocy obliczeniowej do zatwierdzania transakcji, walidatorzy musz膮 stakowa膰 monety. Fakt ten drastycznie zmniejsza zapotrzebowanie na energi臋. Proof of Stake poprawia r贸wnie偶 decentralizacj臋, bezpiecze艅stwo i skalowalno艣膰.聽

Proof of Stake mo偶e by膰 jednak mniej przyst臋pny, je艣li nie ma si臋 dost臋pu do krypto. Atak 51% mo偶e by膰 r贸wnie偶 艂atwy do przeprowadzenia w przypadku blockchain贸w o niskiej kapitalizacji rynkowej. Poniewa偶 Proof of Stake jest bardzo uniwersalny, istnieje wiele jego odmian dla r贸偶nych blockchain贸w i zastosowa艅.


Wprowadzenie

Proof of Stake to zdecydowanie najpopularniejszy obecnie wyb贸r dla sieci blockchain. Jednak przy tak wielu odmianach zrozumienie podstawowych poj臋膰 mo偶e by膰 trudne. Dzi艣 jest ma艂o prawdopodobne, 偶e zobaczysz go w jego oryginalnej formie. Niemniej jednak wszystkie rodzaje Proof of Stake charakteryzuj膮 si臋 tymi samymi podstawowymi koncepcjami. Zrozumienie tych podobie艅stw pomo偶e Ci dokonywa膰 lepszych wybor贸w dotycz膮cych u偶ywanych przez Ciebie blockchain贸w i sposobu ich dzia艂ania.


Co oznacza Proof of Stake?

Algorytm konsensusu Proof of Stake zosta艂 wprowadzony w 2011 roku na forum Bitcointalk. Zosta艂 on zaproponowany jako rozwi膮zanie problem贸w zwi膮zanych z Proof of Work. Cho膰 oba maj膮 ten sam cel - osi膮gni臋cie konsensusu w blockchainie - proces, kt贸ry realizuj膮, jest zupe艂nie inny. Zamiast przedstawia膰 wymagaj膮cy obliczeniowo dow贸d, uczestnicy musz膮 jedynie udowodni膰, 偶e stakowali monety.


Jak dzia艂a Proof of Stake?

Algorytm Proof Of Stake wykorzystuje pseudolosowy proces wybierania walidator贸w z grupy w臋z艂贸w. System wykorzystuje kombinacj臋 czynnik贸w, w tym czas stakingu, element losowo艣ci oraz zamo偶no艣膰 w臋z艂a.
W systemach Proof of Stake bloki s膮 "forgowane", a nie wydobywane. Nadal jednak mo偶na us艂ysze膰 termin "wydobywany". Wi臋kszo艣膰 kryptowalut Proof of Stake startuje z dostaw膮 "wst臋pnie sforgowanych" monet, aby umo偶liwi膰 w臋z艂om natychmiastowy start.
U偶ytkownicy bior膮cy udzia艂 w procesie tworzenia musz膮 zablokowa膰 w sieci okre艣lon膮 liczb臋 monet jako sw贸j staking. Wielko艣膰 stakingu okre艣la szanse na wyb贸r w臋z艂a jako kolejnego walidatora - im wi臋kszy staking, tym wi臋ksze szanse. W procesie selekcji stosuje si臋 unikalne metody, aby faworyzowa膰 nie tylko najbogatsze w臋z艂y w sieci. Dwie najcz臋艣ciej stosowane metody to Randomized Block Selection i Coin Age Selection.

Randomized Block Selection

W metodzie Randomized Block Selection walidatorzy s膮 wybierani poprzez wyszukiwanie w臋z艂贸w o kombinacji najni偶szej warto艣ci hash i najwy偶szego stakingu. Poniewa偶 rozmiary stakingu s膮 jawne, nast臋pny forger mo偶e by膰 zwykle przewidziany przez inne w臋z艂y.

Coin Age Selection

Metoda Coin Age Selection wybiera w臋z艂y na podstawie tego, jak d艂ugo ich tokeny by艂y stakowane. Wiek monet oblicza si臋 poprzez pomno偶enie liczby dni, w kt贸rych monety zosta艂y zestakowane, przez liczb臋 zestakowanych monet.聽

Po forgowaniu bloku przez w臋ze艂 jego wiek monety zostaje wyzerowany i musi on odczeka膰 pewien czas, aby m贸c forgowa膰 kolejny blok - zapobiega to zdominowaniu blockchaina przez w臋z艂y z du偶膮 ilo艣ci膮 zestakowanych monet.

Sprawdzanie poprawno艣ci transakcji

Ka偶da kryptowaluta wykorzystuj膮ca algorytm Proof of Stake ma sw贸j w艂asny zestaw zasad i metod, po艂膮czonych w spos贸b, kt贸ry uwa偶a za najlepsz膮 mo偶liw膮 kombinacj臋 dla sieci i jej u偶ytkownik贸w.

Gdy w臋ze艂 zostanie wybrany do forgowania kolejnego bloku, sprawdza, czy transakcje w bloku s膮 wa偶ne. Nast臋pnie podpisuje blok i dodaje go do blockchaina. W nagrod臋 w臋ze艂 otrzymuje op艂aty transakcyjne z danego bloku oraz, w niekt贸rych blockchainach, nagrod臋 w postaci monety.

Je艣li w臋ze艂 chce przesta膰 by膰 forgerem, jego staking i zdobyte nagrody zostan膮 zwolnione po pewnym czasie, daj膮c sieci czas na sprawdzenie, czy nie ma fa艂szywych blok贸w dodanych do blockchaina przez ten w臋ze艂.


Kt贸re blockchainy wykorzystuj膮 Proof of Stake?

Wi臋kszo艣膰 blockchain贸w po Ethereum wykorzystuje mechanizmy konsensusu Proof of Stake. Zazwyczaj ka偶dy z nich jest modyfikowany w zale偶no艣ci od potrzeb sieci. Warianty te zostan膮 om贸wione w dalszej cz臋艣ci artyku艂u. Samo Ethereum jest obecnie w trakcie procesu przechodzenia na system Proof of Stake w wersji Ethereum 2.0.

Do sieci blockchain wykorzystuj膮cych Proof of Stake lub jedn膮 z jej form nale偶膮:

1. BNB Chain


Zalety Proof of Stake

Proof of Stake ma wiele wyra藕nych zalet w por贸wnaniu z Proof of Work. Z tego powodu nowe blockchainy prawie zawsze wykorzystuj膮 Proof of Stake. Jego zalety obejmuj膮:

Zdolno艣膰 Adaptacji

W miar臋 jak zmieniaj膮 si臋 potrzeby u偶ytkownik贸w i blockchainy, zmienia si臋 r贸wnie偶 Proof of Stake. Wida膰 to wyra藕nie na przyk艂adzie ogromnej liczby dost臋pnych adaptacji. Mechanizm ten jest wszechstronny i z 艂atwo艣ci膮 mo偶na go zastosowa膰 w wi臋kszo艣ci przypadk贸w u偶ycia blockchaina.

Decentralizacja

Wi臋ksza liczba u偶ytkownik贸w jest zach臋cana do uruchamiania w臋z艂贸w, poniewa偶 jest to bardziej przyst臋pne cenowo. Ta zach臋ta i proces randomizacji sprawiaj膮, 偶e sie膰 jest bardziej zdecentralizowana. Chocia偶 istniej膮 pule stakingu, istnieje znacznie wi臋ksza szansa na to, 偶e pojedyncza osoba z powodzeniem sforguje blok w ramach Proof of Stake. Og贸lnie rzecz bior膮c, zmniejsza to zapotrzebowanie na pule stakingu.聽

Efektywno艣膰 energetyczna

Proof of Stake jest niezwykle energooszcz臋dny w por贸wnaniu z Proof of Work. Koszt udzia艂u opiera si臋 na ekonomicznym koszcie stakingu monet, a nie na obliczeniowym koszcie rozwi膮zywania zagadek. Mechanizm ten prowadzi do znacznego zmniejszenia ilo艣ci energii potrzebnej do uruchomienia mechanizmu konsensusu.

Skalowalno艣膰

Poniewa偶 Proof of Stake nie polega na fizycznych maszynach do generowania konsensusu, jest bardziej skalowalny. Nie ma potrzeby tworzenia wielkich farm wydobywczych ani pozyskiwania du偶ych 藕r贸de艂 energii. Dodanie wi臋kszej liczby walidator贸w do sieci jest ta艅sze, prostsze i bardziej dost臋pne.聽

Bezpiecze艅stwo

Staking dzia艂a jako motywacja finansowa dla podmiotu zatwierdzaj膮cego, aby nie przetwarza艂 fa艂szywych transakcji. Je艣li sie膰 wykryje transakcj臋 o z艂ych intencjach, osoba zatwierdzaj膮ca straci cz臋艣膰 swojego stakingu i prawo do uczestnictwa w przysz艂o艣ci. Tak d艂ugo, jak staking jest wy偶szy ni偶 nagroda, walidator straci wi臋cej monet, ni偶 zyska w wyniku oszustwa.

Aby skutecznie kontrolowa膰 sie膰 i zatwierdza膰 nieuczciwe transakcje, w臋ze艂 musia艂by posiada膰 wi臋kszo艣ciowy udzia艂 w sieci, znany r贸wnie偶 jako atak 51%. W zale偶no艣ci od warto艣ci kryptowaluty, przej臋cie kontroli nad sieci膮 mo偶e by膰 prawie niemo偶liwe, poniewa偶 trzeba by zdoby膰 51% znajduj膮cej si臋 w obiegu poda偶y.聽

Mo偶e to by膰 jednak r贸wnie偶 wad膮, co wyja艣nimy poni偶ej.


Wady Proof of Stake

Chocia偶 Proof of Stake ma wiele zalet w por贸wnaniu z Proof of Work, nadal ma pewne s艂abo艣ci:

Forkowanie

W przypadku standardowego mechanizmu Proof of Stake nie ma 偶adnego czynnika zniech臋caj膮cego do wydobywania po obu stronach forka. W systemie Proof of Work wydobywanie po obu stronach prowadzi do marnowania energii. W przypadku Proof of Stake koszt jest znacznie ni偶szy, co oznacza, 偶e ludzie mog膮 "stawia膰" na obie strony forka.

Dost臋pno艣膰

Do rozpocz臋cia stakowania potrzebna jest rodzima poda偶 token贸w danego blockchaina. Wymaga to zakupu tokena za po艣rednictwem gie艂dy lub w inny spos贸b. W zale偶no艣ci od wymaganej kwoty, mo偶esz potrzebowa膰 znacznej inwestycji, aby rozpocz膮膰 efektywne stakowanie.聽

Dzi臋ki Proof of Work mo偶na kupi膰 tani sprz臋t g贸rniczy, a nawet go wypo偶yczy膰. Dzi臋ki temu mo偶na do艂膮czy膰 do puli i szybko rozpocz膮膰 walidacj臋 i zarabianie.

Atak 51%

Chocia偶 Proof of Work jest r贸wnie偶 podatny na ataki 51%, w przypadku Proof of Stake s膮 one znacznie 艂atwiejsze. Je艣li cena tokena spada lub blockchain ma nisk膮 kapitalizacj臋 rynkow膮, zakup ponad 50% token贸w i kontrola nad sieci膮 mo偶e by膰 teoretycznie mo偶liwa.


Proof of Work vs. Proof of Stake

Por贸wnuj膮c te dwa mechanizmy konsensusu, mo偶na dostrzec kilka zasadniczych r贸偶nic.


Proof of Work (PoW)

Proof of Stake (PoS)

Wymagane wyposa偶enie

Sprz臋t g贸rniczy

Minimalna kwota lub brak

Zu偶ycie energii

Wysokie

Niskie

Sk艂onno艣膰 do

Centralizacji

Decentralizacja

Metoda walidacji

Dow贸d obliczeniowy

Stakowanie monet


Istnieje jednak wiele r贸偶nych mechanizm贸w Proof of Stake w r贸偶nych blockchainach. Wiele r贸偶nic b臋dzie zale偶a艂o od dok艂adnie zastosowanego mechanizmu.


Inne mechanizmy konsensusu oparte na Proof of Stake

Proof of Stake charakteryzuje si臋 du偶膮 zdolno艣ci膮 adaptacji. Programi艣ci mog膮 zmieni膰 dok艂adny mechanizm, aby dostosowa膰 go do konkretnych przypadk贸w u偶ycia blockchaina. Poni偶ej przedstawiono niekt贸re z najcz臋艣ciej spotykanych.聽

Delegated Proof of Stake (DPoS)

Delegated Proof of Stake umo偶liwia u偶ytkownikom stakowanie monet bez konieczno艣ci zostania walidatorem. W tym przypadku stakuj膮 je za walidatorem, aby mie膰 udzia艂 w nagrodach za blok. Im wi臋cej delegat贸w stoi za danym walidatorem, tym wi臋ksza jest szansa na jego wyb贸r. Osoby zatwierdzaj膮ce mog膮 zazwyczaj zmienia膰 kwot臋 udost臋pnian膮 delegatom w ramach zach臋ty. Reputacja walidatora jest r贸wnie偶 wa偶nym czynnikiem dla delegat贸w.

Nominated Proof of Stake (NPoS)

Nominated Proof of Stake to model konsensusu opracowany przez Polkadot. Ma wiele podobie艅stw do Delegated Proof of Stake, ale jedn膮 kluczow膮 r贸偶nic臋. Je艣li osoba nominuj膮ca (delegat) stakuje za z艂o艣liwym walidatorem, mo偶e r贸wnie偶 straci膰 sw贸j staking.聽

Nominowani mog膮 wybra膰 maksymalnie 16 walidator贸w, za kt贸rymi b臋d膮 stakowa膰. Nast臋pnie sie膰 r贸wno rozdzieli ich staking pomi臋dzy wybranych walidator贸w. Polkadot wykorzystuje r贸wnie偶 kilka podej艣膰 z zakresu teorii gier i teorii wybor贸w, aby ustali膰, kto forguje nowy blok.

Proof of Staked Authority (PoSA)

BNB Smart Chain wykorzystuje Proof of Staked Authority do generowania konsensusu sieci. Ten mechanizm konsensusu 艂膮czy w sobie mechanizmy Proof of Authority i Proof of Stake, pozwalaj膮c walidatorom na zmian臋 forgowania blok贸w. Do udzia艂u w konkursie kwalifikuje si臋 grupa 21 aktywnych walidator贸w, wybranych na podstawie kwoty BNB, kt贸r膮 stakuj膮 lub za kt贸r膮 zostali oddelegowani. Zestaw ten jest ustalany codziennie, a BNB Chain przechowuje ten wyb贸r.


Wniosek

Spos贸b, w jaki dodajemy bloki transakcji do sieci, zmieni艂 si臋 znacz膮co od czasu Bitcoina. Obecnie nie musimy ju偶 polega膰 na mocy obliczeniowej, aby wygenerowa膰 konsensus kryptowalut. System Proof of Stake ma wiele zalet, a historia pokaza艂a, 偶e Proof of Stake si臋 sprawdza. W miar臋 up艂ywu czasu wygl膮da na to, 偶e Bitcoin b臋dzie jedn膮 z niewielu pozosta艂ych sieci Proof of Work. Wszystko wskazuje na to, 偶e Proof of Stake zostanie z nami na sta艂e.