Proof of Work (PoW) vs. Proof of Stake (PoS)
Strona G艂贸wna
Artyku艂y
Proof of Work (PoW) vs. Proof of Stake (PoS)

Proof of Work (PoW) vs. Proof of Stake (PoS)

艢rednio zaawansowany
Opublikowane Dec 12, 2018Zaktualizowane Aug 17, 2023
9m

TL;DR

Proof of Work (PoW) i Proof of Stake (PoS) to najcz臋艣ciej u偶ywane mechanizmy konsensusu. S膮 one stosowane przez g艂贸wne kryptowaluty w celu zabezpieczenia ich sieci.

Proof of Work jest u偶ywany w Bitcoinie do walidacji transakcji i zabezpieczania sieci. Opr贸cz innych rzeczy, PoW zapobiega podw贸jnemu wydatkowaniu. Blockchain jest chroniony przez uczestnik贸w zwanych g贸rnikami, kt贸rzy wykorzystuj膮 moc obliczeniow膮, aby rywalizowa膰 o prawo do potwierdzania nowych blok贸w i aktualizacji blockchainu. G贸rnik, kt贸remu uda si臋 tego dokona膰 zostanie nagrodzony w BTC przez sie膰. Na stan z grudnia 2021 r. g贸rnik mo偶e otrzyma膰 nagrod臋 blokow膮 w wysoko艣ci 6,25 BTC plus op艂aty transakcyjne za pomy艣lne wydobycie bloku Bitcoina.

G艂贸wn膮 r贸偶nic膮 mi臋dzy PoW a PoS jest spos贸b, w jaki okre艣laj膮, kto mo偶e weryfikowa膰 blok transakcji. Proof of Stake to najpopularniejsza alternatywa dla Proof of Work. Jest to mechanizm konsensusu, kt贸ry ma na celu popraw臋 niekt贸rych ogranicze艅 PoW, takich jak kwestie skalowalno艣ci i zu偶ycie energii. W PoS uczestnicy nazywani s膮 walidatorami. Nie musz膮 u偶ywa膰 pot臋偶nego sprz臋tu, aby rywalizowa膰 o szans臋 sprawdzenia poprawno艣ci bloku. Zamiast tego musz膮 stakowa膰 (zablokowa膰) natywn膮 kryptowalut臋 danego blockchainu. Sie膰 nast臋pnie wybiera zwyci臋zc臋 na podstawie kwoty stakowanej kryptowaluty, kt贸ry otrzyma cz臋艣膰 op艂at transakcyjnych z bloku, kt贸ry waliduje. Im wi臋cej monet dany u偶ytkownik stakuje, tym wi臋ksza szansa, 偶e zostanie wybrany na walidatora.


Wprowadzenie

Aby zapewni膰, 偶e transakcje zarejestrowane na blockchainie s膮 prawid艂owe, sieci przyjmuj膮 r贸偶ne mechanizmy konsensusu. Proof of Work (PoW) jest najstarszym z nich. Stworzony przez Satoshiego Nakamoto, przez wielu uwa偶any jest za jedn膮 z najbezpieczniejszych opcji. Proof of Stake (PoS) powsta艂 p贸藕niej, ale jest teraz widoczny w wi臋kszo艣ci projekt贸w altcoin.

Nie licz膮c Bitcoina, PoW jest r贸wnie偶 u偶ywany w innych g艂贸wnych kryptowalutach, takich jak Ethereum (ETH) i Litecoin (LTC). Z kolei PoS jest u偶ywany przez Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) i inne altcoiny. Warto zauwa偶y膰, 偶e Ethereum planuje przej艣膰 z PoW na PoS w 2022 roku.


Co to jest Proof of Work (PoW) i jak dzia艂a?

Proof of Work (PoW) to algorytm konsensusu przyj臋ty przez sie膰 Bitcoina i wiele innych kryptowalut, aby zapobiec podw贸jnym wydatkom. Zosta艂 wprowadzony przez Satoshiego Nakamoto w whitepaperze Bitcoina, opublikowanym w 2008 roku.

Zasadniczo PoW okre艣la, w jaki spos贸b blockchain Bitcoina osi膮ga rozproszony konsensus. S艂u偶y do walidacji transakcji peer-to-peer w spos贸b niewymagaj膮cy zaufania, bez po艣rednik贸w zewn臋trznych.

W sieci PoW, takiej jak Bitcoin, transakcje s膮 weryfikowane przez g贸rnik贸w. S膮 to uczestnicy, kt贸rzy wykorzystuj膮 ogromne ilo艣ci zasob贸w, aby zapewni膰 bezpieczne i prawid艂owe dzia艂anie sieci. Mi臋dzy innymi g贸rnicy tworz膮 i weryfikuj膮 bloki transakcji. Aby jednak rywalizowa膰 o prawo do walidacji kolejnego bloku, musz膮 u偶y膰 wysoce wyspecjalizowanego sprz臋tu g贸rniczego do rozwi膮zywania z艂o偶onych zagadek matematycznych.聽
Pierwszy g贸rnik, kt贸remu uda si臋 znale藕膰 prawid艂owe rozwi膮zanie tych problem贸w matematycznych, zyskuje prawo do dodania swojego bloku do blockchainu i otrzymania tego, co nazywamy nagrod膮 blokow膮. Nagrody blokowe sk艂adaj膮 si臋 z nowo wygenerowanych kryptowalut oraz op艂at transakcyjnych. Ilo艣膰 krypto w nagrodzie za blok r贸偶ni si臋 w zale偶no艣ci od r贸偶nych sieci. Na przyk艂ad w blockchainie Bitcoina g贸rnik mo偶e otrzyma膰 6,25 BTC plus op艂aty w ramach nagrody (stan na grudzie艅 2021 r.). Jednak liczba nowych BTC generowanych na blok jest zmniejszana o 50% co 210 000 blok贸w (w przybli偶eniu co cztery lata) w ramach mechanizmu znanego jako halving.
Je艣li chcesz dowiedzie膰 si臋 wi臋cej o modelu Proof of Work, zapoznaj si臋 z artyku艂em Czym Jest Proof of Work (PoW)?.聽


Czym jest Proof of Stake (PoS) i jak dzia艂a?

Proof of Stake (PoS) to algorytm konsensusu wprowadzony w 2011 roku jako alternatywa dla Proof of Work. Ma na celu przezwyci臋偶enie ogranicze艅 skalowalno艣ci sieci PoW. PoS to drugi najpopularniejszy algorytm przyj臋ty przez kryptowaluty, takie jak Binance Coin (BNB), Solana (SOL) i Cardano (ADA).

Podczas gdy PoW i PoS maj膮 ten sam cel, jakim jest osi膮gni臋cie konsensusu w blockchainie, PoS ma inny spos贸b okre艣lania, kto weryfikuje blok transakcji. Na blockchainach PoS nie ma g贸rnik贸w. Zamiast polega膰 na pot臋偶nych komputerach, aby konkurowa膰 o prawa do walidacji blok贸w, walidatorzy PoS bazuj膮 na swoich zasobach krypto.

Aby kwalifikowa膰 si臋 do walidacji bloku, uczestnicy musz膮 zablokowa膰 okre艣lon膮 ilo艣膰 monet w okre艣lonym smart kontrakcie na blockchainie. Ten proces nazywa si臋 stakingiem. Protok贸艂 PoS nast臋pnie przypisze uczestnika do weryfikacji nast臋pnego bloku. W zale偶no艣ci od sieci, ten wyb贸r mo偶e by膰 dokonany losowo lub zgodnie z posiadanymi zasobami (stake). Wybrany walidator mo偶e otrzymywa膰 op艂aty transakcyjne z bloku, kt贸ry zatwierdzi艂, w ramach nagrody. Zazwyczaj im wi臋cej monet zostanie zablokowanych, tym wi臋ksza szansa na zostanie wybranym.
Wi臋cej informacji mo偶na znale藕膰 w Wyja艣nieniu Proof of Stake (PoS).聽


R贸偶nice mi臋dzy Proof of Work a Proof of Stake

Mimo 偶e oba s膮 mechanizmami konsensusu, kt贸re zapewniaj膮 bezpiecze艅stwo sieci blockchain, istniej膮 mi臋dzy nimi pewne r贸偶nice. G艂贸wn膮 r贸偶nic膮 jest oczywi艣cie spos贸b, w jaki PoW i PoS okre艣laj膮, kt贸ry uczestnik weryfikuje nowe transakcje. Dla lepszego zrozumienia sp贸jrzmy na poni偶sz膮 tabel臋:


Proof of Work (PoW)

Proof of Stake (PoS)

Kto mo偶e kopa膰/walidowa膰 bloki?

Im wy偶sza moc obliczeniowa, tym wi臋ksze prawdopodobie艅stwo wydobycia bloku.

Im wi臋cej stakowanych monet, tym wi臋ksze prawdopodobie艅stwo, 偶e zweryfikujesz nowy blok

Jak wydobywa si臋/waliduje blok?

G贸rnicy rywalizuj膮, rozwi膮zuj膮c z艂o偶one matematyczne zagadki przy u偶yciu swoich zasob贸w obliczeniowych.

Zazwyczaj algorytm losuje zwyci臋zc臋, bior膮c pod uwag臋 ilo艣膰 stakowanych monet.

Sprz臋t g贸rniczy聽

Profesjonalny sprz臋t g贸rniczy, taki jak ASIC, CPU i GPU

Dowolne komputery lub urz膮dzenia mobilne z po艂膮czeniem internetowym

Jak dystrybuowane s膮 nagrody?

Pierwsza osoba, kt贸ra wykopie blok, otrzymuje nagrod臋

Walidatorzy mog膮 otrzyma膰 cz臋艣膰 op艂at transakcyjnych pobranych z bloku, kt贸ry zwalidowali

Jak zabezpieczona jest sie膰

Im wi臋kszy hash, tym bezpieczniejsza sie膰

Staking blokuje krypto na blockchainie w celu zabezpieczenia sieci


Czy Proof of Stake jest lepszy ni偶 Proof of Work?

Zwolennicy Proof of Stake twierdz膮, 偶e PoS ma pewne zalety w por贸wnaniu z PoW, zw艂aszcza w zakresie skalowalno艣ci i szybko艣ci transakcji. M贸wi si臋 r贸wnie偶, 偶e monety PoS s膮 mniej szkodliwe dla 艣rodowiska w por贸wnaniu z PoW. W przeciwie艅stwie do tego, wielu zwolennik贸w PoW twierdzi, 偶e PoS, jako nowsza technologia, jeszcze nie udowodni艂a swojego potencja艂u w zakresie bezpiecze艅stwa sieci. Fakt, 偶e sieci PoW wymagaj膮 znacznych ilo艣ci zasob贸w (sprz臋tu wydobywczego, energii elektrycznej itp.), czyni je dro偶szymi w zakresie ataku. Dotyczy to szczeg贸lnie Bitcoina, jako najwi臋kszego blockchainu PoW.

Jak wspomniano, oczekuje si臋, 偶e Ethereum (ETH) zmieni si臋 z PoW na PoS w aktualizacji Ethereum 2.0. ETH 2.0 to d艂ugo oczekiwana aktualizacja sieci Ethereum utworzona w celu poprawy jej wydajno艣ci i rozwi膮zania problemu skalowalno艣ci. Po wdro偶eniu PoS na Ethereum ka偶dy, kto ma co najmniej 32 ETH, b臋dzie m贸g艂 wzi膮膰 udzia艂 w stakingu, aby zosta膰 walidatorem i otrzyma膰 nagrody.聽

Czy PoS jest lepszy ni偶 PoW? Co sprawia, 偶e druga co do wielko艣ci kryptowaluta pod wzgl臋dem kapitalizacji rynkowej przyjmuje nowy mechanizm konsensusu?


Ryzyko centralizacji

W blockchainie typu Proof of Work wydobywanie polega na wykorzystaniu mocy obliczeniowej do hashowania danych bloku do momentu znalezienia prawid艂owego rozwi膮zania. W przypadku g艂贸wnych kryptowalut rozwi膮zania staj膮 si臋 coraz trudniejsze do znalezienia, a proces zgadywania ogromnych ilo艣ci hash贸w mo偶e by膰 kosztowny pod wzgl臋dem sprz臋tu i energii elektrycznej.

Dlatego niekt贸rzy g贸rnicy wol膮 gromadzi膰 swoje zasoby w pulach miningowych, aby uzyska膰 wi臋ksz膮 szans臋 na otrzymanie nagrody blokowej. Niekt贸re du偶e pule inwestuj膮 miliony dolar贸w i kontroluj膮 tysi膮ce jednostek ASIC, aby generowa膰 jak najwi臋cej mocy hashuj膮cej.

Na stan z grudnia 2021 r. 4 najlepsze pule wydobywcze razem kontroluj膮 oko艂o 50% ca艂kowitej mocy hashowania Bitcoina. Dominacja puli miningowych sprawia, 偶e pojedynczym entuzjastom kryptowalut trudniej jest samodzielnie wydoby膰 blok.聽

Ale jak zdecentralizowane jest wtedy wydobycie? Z jednej strony wci膮偶 nie ma jednego podmiotu, kt贸ry m贸g艂by kontrolowa膰 potwierdzenia w sieci. Gdyby tak si臋 sta艂o, mo偶liwy by艂by atak 51% i sie膰 straci艂aby swoj膮 warto艣膰. Niekt贸rzy mog膮 argumentowa膰, 偶e chocia偶 wydobycie nadal nie jest scentralizowane, nie jest ju偶 tak mocno zdecentralizowane. Niekt贸re obszary, producenci sprz臋tu g贸rniczego i producenci energii nadal dominuj膮 w g贸rnictwie i zmniejszaj膮 og贸ln膮 decentralizacj臋 blockchain贸w proof of work.

Mechanizm konsensusu Proof of Stake ma inne podej艣cie i zast臋puje moc g贸rnicz膮 stakingiem. Obni偶a w ten spos贸b bariery wej艣cia dla osoby fizycznej, kt贸ra chcia艂aby potwierdza膰 transakcje, zmniejszaj膮c jednocze艣nie nacisk na lokalizacj臋, wyposa偶enie i inne czynniki. Tw贸j stake jest po prostu okre艣lony przez ilo艣膰 posiadanych token贸w.

Jednak wi臋kszo艣膰 sieci PoS wymaga uruchomienia w臋z艂a walidatora, aby rozpocz膮膰 potwierdzanie transakcji. Mo偶e to by膰 kosztowne w eksploatacji, ale nie tak bardzo, jak kilka zestaw贸w wydobywczych. U偶ytkownicy nast臋pnie stakuj膮 swoje tokeny w ramach pewnych walidator贸w, co daje nam podobny model do puli wydobywczych. Tak wi臋c, chocia偶 Proof of Stake jest 艂atwiejszy je艣li chodzi o uczestnictwo dla przeci臋tnego u偶ytkownika, nadal jest podatny na ten sam problem z centralizacj膮, co pule wydobywcze.


Zagro偶enia bezpiecze艅stwa

Opr贸cz ryzyka centralizacji, fakt, 偶e cztery najwi臋ksze pule wydobywcze posiadaj膮 wi臋kszo艣膰 mocy hashuj膮cej sieci Bitcoina, mo偶e potencjalnie zwi臋ksza膰 ryzyko ataku 51%. Atak 51% odnosi si臋 do potencjalnego ataku na bezpiecze艅stwo systemu blockchain przez z艂o艣liwego aktora lub organizacj臋, kt贸rej udaje si臋 kontrolowa膰 ponad 50% ca艂kowitej mocy hashuj膮cej sieci. W takiej sytuacji mo偶na obej艣膰 algorytm konsensusu blockchain i prowadzi膰 z艂o艣liwe dzia艂ania, aby odnie艣膰 korzy艣ci, do takich zaliczaj膮 si臋 podw贸jne wydatkowanie, odrzucanie lub zmiana rekordu transakcji, lub uniemo偶liwianie innym wydobycia. Jednak jest to ma艂o prawdopodobne w przypadku Bitcoina ze wzgl臋du na rozmiar jego sieci.

Z drugiej strony, gdyby kto艣 chcia艂 zaatakowa膰 blockchain PoS, musia艂by posiada膰 ponad 50% monet w sieci. Spowodowa艂oby to wzrost popytu i ceny monet na rynku, co mog艂oby potencjalnie kosztowa膰 dziesi膮tki miliard贸w dolar贸w. Nawet je艣li dokonaj膮 ataku 51%, warto艣膰 ich stakowana monet drastycznie spadnie, gdy bezpiecze艅stwo sieci zostanie naruszone. Dlatego jest ma艂o prawdopodobne, 偶e atak 51% nast膮pi w przypadku krypto korzystaj膮cego z konsensusu PoS, zw艂aszcza je艣li jest to moneta lub token o du偶ej kapitalizacji rynkowej.


Wady Proof of Stake

Wielu postrzega Proof of Stake jako lepsz膮 alternatyw臋 dla Proof of Work, ale warto zauwa偶y膰, 偶e istniej膮 r贸wnie偶 niedoci膮gni臋cia w algorytmie PoS. W zwi膮zku z mechanizmem dystrybucji nagr贸d, walidatorzy z wi臋ksz膮 liczb膮 stakowanych aktyw贸w mog膮 zwi臋kszy膰 swoje szanse na walidacj臋 nast臋pnego bloku. Im wi臋cej monet zgromadzi walidator, tym wi臋cej monet mo偶e stakowa膰 i zarabia膰, co niekt贸rzy krytykuj膮 jako 鈥瀋zynienie bogatych bogatszymi鈥. Ci 鈥瀊ogatsi鈥 walidatorzy mog膮 r贸wnie偶 wp艂ywa膰 na g艂osowania w sieci, poniewa偶 blockchainy PoS cz臋sto przyznaj膮 walidatorom prawa do zarz膮dzania.

Innym problemem s膮 zagro偶enia bezpiecze艅stwa dla kryptowalut o mniejszej kapitalizacji rynkowej, kt贸re przyjmuj膮 PoS. Jak wspomniano, jest ma艂o prawdopodobne, 偶e atak 51% nast膮pi w przypadku bardziej popularnych kryptowalut, takie jak ETH czy BNB. Jednak mniejsze aktywa cyfrowe o ni偶szej warto艣ci s膮 bardziej podatne na ataki. Osoby atakuj膮ce mog膮 potencjalnie zdoby膰 wystarczaj膮c膮 ilo艣膰 monet, aby zyska膰 przewag臋 nad innymi walidatorami. Mogliby wykorzystywa膰 system PoS dla swoich cel贸w, b臋d膮c cz臋sto wybierani na walidator贸w. Zdobyte nagrody mo偶na nast臋pnie wykorzysta膰 do dalszego stakowania, a tak偶e zwi臋kszy膰 szans臋 na zostanie wybranym w nast臋pnej rundzie.


Przemy艣lenia ko艅cowe

Proof of Work i Proof of Stake maj膮 swoje miejsce w ekosystemie krypto i trudno powiedzie膰 z ca艂膮 pewno艣ci膮, kt贸ry protok贸艂 konsensusu dzia艂a lepiej. PoW mo偶e by膰 krytykowany za tworzenie wysokiej emisji dwutlenku w臋gla podczas wydobycia, ale sprawdzi艂 si臋 jako bezpieczny algorytm do ochrony sieci blockchain. Niemniej jednak, jako i偶 Ethereum przechodzi z PoW do PoS, system Proof of Stake mo偶e by膰 bardziej preferowany przez nowe projekty w przysz艂o艣ci.