TL;DR
Proof of Stake este un mecanism popular de consens alternativ la Proof of Work. În loc să aibă nevoie de putere de calcul pentru a valida tranzacțiile, validatorii trebuie să facă staking cu monede. Acest lucru reduce drastic consumul de energie necesar. Proof of Stake îmbunătățește, de asemenea, descentralizarea, securitatea și scalabilitatea.
Cu toate acestea, participarea la Proof of Stake poate fi mai puțin accesibilă fără acces la cripto. Un atac 51% poate fi, de asemenea, ușor de realizat în cazul unor blockchainuri cu capitalizare de piață scăzută. Deoarece Proof of Stake este foarte versatil, are o gamă largă de variații pentru diferite blockchainuri și cazuri de utilizare.
Introducere
Proof of Stake este de departe cea mai populară alegere pentru rețelele blockchain din prezent. Dar cu atât de multe variații, poate fi dificil să înțelegem conceptele sale de bază. În prezent, este puțin probabil să-l mai vedem în forma sa inițială. Cu toate acestea, toate tipurile de Proof of Stake au aceleași concepte cheie de bază. Înțelegerea acestor asemănări vă va ajuta să faceți alegeri mai bune cu privire la blockchainurile pe care le utilizați și la modul în care acestea funcționează.
Ce înseamnă Proof of Stake (PoS)?
Algoritmul de consens Proof of Stake a fost introdus în 2011 pe forumul Bitcointalk. A fost propus ca o soluție la problemele Proof of Work. Deși ambele au același obiectiv de a ajunge la consensul blockchain, procesul pe care îl parcurg este destul de diferit. În loc să fie nevoiți să demonstreze că au resurse de calcul importante, participanții dovedesc doar că au făcut staking cu monede.
Cum funcționează Proof of Stake?
Algoritmul Proof Of Stake folosește un proces de alegere pseudo-aleatoriu pentru a selecta validatorii dintr-un grup de noduri. Sistemul folosește o combinație de factori, inclusiv durata stakingului, un element de randomizare și bogăția nodului.
În sistemele Proof of Stake, blocurile sunt „forged” mai degrabă decât minerite. Cu toate acestea, s-ar putea să auziți totuși termenul „minerit” folosit ocazional. Majoritatea criptomonedelor Proof of Stake se lansează cu o sursă de monede „prefabricate” pentru a permite nodurilor să pornească imediat.
Utilizatorii care participă la procesul de forging trebuie să blocheze o anumită cantitate de monede în rețea ca stake. Dimensiunea stake-ului determină șansele ca un nod să fie selectat ca următor validator - cu cât stake-ul este mai mare, cu atât șansele sunt mai mari. În procesul de selecție sunt adăugate metode unice pentru a nu favoriza doar cele mai bogate noduri din rețea. Cele două metode cel mai frecvent utilizate sunt Randomized Block Selection și Coin Age Selection.
Randomized Block Selection
În metoda Randomized Block Selection, validatorii sunt selectați prin căutarea nodurilor cu o combinație dintre cea mai mică valoare hash și cel mai mare stake. Deoarece dimensiunile stake-urilor sunt publice, următorul forger poate fi, de obicei, prezis de alte noduri.
Coin Age Selection
Metoda Coin Age Selectionod alege nodurile în funcție de cât timp au fost blocate în staking tokenurile lor. Vârsta monedelor se calculează înmulțind numărul de zile în care monedele au fost blocate în staking cu numărul de monede din staking.
Odată ce un nod a fabricat un bloc, vârsta monedei sale este resetată la zero și trebuie să aștepte o anumită perioadă pentru a putea fabrica un alt bloc - acest lucru împiedică nodurile mari de staking să domine blockchainul.
Validarea tranzacțiilor
Fiecare criptomonedă care utilizează un algoritm Proof of Stake are propriul set de reguli și metode combinate pentru ceea ce consideră că este cea mai bună combinație posibilă pentru rețea și utilizatorii săi.
Când un nod este ales pentru a fabrica următorul bloc, acesta va verifica dacă tranzacțiile din bloc sunt valide. Apoi semnează blocul și îl adaugă la blockchain. Ca recompensă, nodul primește comisioanele de tranzacție de la bloc și, pe unele blockchainuri, o recompensă în monede.
Dacă un nod dorește să nu mai fabrice blocuri, stake-ul și recompensele câștigate vor fi deblocate după o anumită perioadă, dând rețelei timp să verifice dacă nu există blocuri frauduloase adăugate la blockchain de către nod.
Ce blockchainuri folosesc Proof of Stake?
Majoritatea blockchainurilor post-Ethereum folosesc mecanisme de consens Proof of Stake. De obicei, fiecare este modificat pentru a corespunde nevoilor rețelei. Vom acoperi aceste variații mai târziu în articol. Ethereum în sine este în prezent în curs de trecere la Proof of Stake cu Ethereum 2.0.
Rețelele blockchain care utilizează Proof of Stake sau o formă a acestuia includ:
1. BNB Chain
3. Solana
4. Avalanche
5. Polkadot
Avantajele Proof of Stake
Proof of Stake are multe avantaje clare față de Proof of Work. Din acest motiv, noile blockchainuri folosesc aproape întotdeauna Proof of Stake. Beneficiile sale includ:
Adaptabilitate
Pe măsură ce nevoile utilizatorilor și blockchainurile se modifică, la fel se modifică și Proof of Stake. Acest lucru este clar vizibil dacă ne uităm la numărul mare de adaptări disponibile. Mecanismul este versatil și se poate potrivi cu ușurință în majoritatea cazurilor de utilizare în blockchain.
Descentralizare
Mai mulți utilizatori sunt încurajați să ruleze noduri, deoarece este mai accesibil. Acest stimulent și procesul de randomizare fac rețeaua mai descentralizată. Deși există centralizatoare de staking, există o șansă mult mai mare ca o persoană să creeze cu succes un bloc cu Proof of Stake. În general, acest lucru reduce nevoia de centralizatoare de staking.
Eficiența energetică
Proof of Stake este incredibil de eficient din punct de vedere energetic în comparație cu Proof of Work. Costul de participare se bazează mai degrabă pe costul economic al stakingului monedelor decât pe costul de calcul al rezolvării puzzle-urilor. Acest mecanism duce la o reducere semnificativă a energiei necesare rulării mecanismului de consens.
Scalabilitate
Deoarece Proof of Stake nu se bazează pe mașini fizice pentru a genera consens, este mai scalabil. Nu este nevoie de ferme de minerit uriașe sau de aprovizionare cu surse mari de energie. Adăugarea mai multor validatori în rețea este mai ieftină, mai simplă și mai accesibilă.
Securitate
Stakingul funcționează ca un motivator financiar pentru ca validatorul să nu proceseze tranzacții frauduloase. Dacă rețeaua detectează o tranzacție frauduloasă, validatorul va pierde o parte din stake și dreptul său de a participa în viitor. Deci, atât timp cât stake-ul este mai mare decât recompensa, validatorul ar pierde mai multe monede decât ar câștiga cu o activitate frauduloasă.
Pentru a controla eficient rețeaua și a aproba tranzacțiile frauduloase, un nod ar trebui să dețină stake majoritar în rețea, cunoscut și sub numele de atac 51%. În funcție de valoarea unei criptomonede, poate fi aproape imposibil să obțineți controlul rețelei, deoarece ar trebui să achiziționați 51% din fondul în circulație.
Totuși, acesta poate fi și un dezavantaj pe care îl vom explica mai jos.
Dezavantajele Proof of Stake
Deși Proof of Stake are multe avantaje în comparație cu Proof of Work, are totuși câteva puncte slabe:
Forking
Cu un mecanism standard Proof of Stake, nu există niciun element care să descurajeze mineritul ambelor părți ale unui fork. În cazul Proof of Work, mineritul ambelor părți duce la o risipă de energie. Cu Proof of Stake, costul este mult mai mic, ceea ce înseamnă că oamenii pot „paria” pe ambele părți ale unui fork.
Accesibilitate
Pentru a începe să faceți staking, veți avea nevoie de o rezervă de token nativ al unui blockchain. Acest lucru necesită să achiziționați tokenul pe o platformă de schimb sau altă metodă. În funcție de suma necesară, este posibil să aveți nevoie de o investiție semnificativă pentru a începe să faceți staking eficient.
Pentru Proof of Work, puteți cumpăra echipament de minerit ieftin sau chiar îl puteți închiria. Cu acesta, puteți să vă înscrieți într-un centralizator și să începeți să validați și să câștigați rapid.
Atac 51%
În timp ce Proof of Work este, de asemenea, predispus la atacuri 51%, acestea pot fi semnificativ mai ușoare în cazul Proof of Stake. Dacă prețul unui token se prăbușește sau blockchainul are o capitalizare de piață scăzută, teoretic, poate fi ieftin să cumpărați mai mult de 50% din tokenuri și să controlați rețeaua.
Proof of Work vs. Proof of Stake
Când comparăm cele două mecanisme de consens, există câteva diferențe de bază.
Cu toate acestea, există o mare varietate de mecanisme Proof of Stake în blockchainuri. Multe diferențe vor depinde de mecanismul exact utilizat.
Alte mecanisme de consens care se bazează pe Proof of Stake
Proof of Stake este foarte adaptabil. Dezvoltatorii pot schimba mecanismul exact pentru a se potrivi cu cazurile de utilizare specifice ale unui blockchain. Mai jos sunt unele dintre cele mai frecvent întâlnite
Delegated Proof of Stake (DPoS)
Delegated Proof of Stake permite utilizatorilor să facă staking cu monede fără a deveni validatori. În acest caz, aceștia fac staking în spatele unui validator pentru a împărți recompensele blocului. Cu cât mai mulți delegatori fac staking în spatele unui posibil validator, cu atât este mai mare șansa de selectare a acestuia. Validatorii pot modifica, de obicei, suma împărțită cu delegatorii ca stimulent. Reputația unui validator este, de asemenea, un factor important pentru delegatori.
Nominated Proof of Stake (NPoS)
Nominated Proof of Stake este un model de consens dezvoltat de Polkadot. Are multe asemănări cu Delegated Proof of Stake, dar există o diferență cheie. Dacă un nominalizator (delegator) face staking în spatele unui validator rău intenționat, își poate pierde stake-ul.
Nominalizatorii pot alege până la 16 validatori în spatele cărora să facă staking. Rețeaua va distribui apoi în mod egal stake-ul lor în spatele validatorilor aleși. Polkadot folosește, de asemenea, mai multe abordări din teoria jocurilor și teoria alegerilor pentru a determina cine va crea un nou bloc.
Proof of Staked Authority (PoSA)
BNB Smart Chain folosește Proof of Staked Authority pentru a genera consens în rețea. Acest mecanism de consens combină Proof of Authority și Proof of Stake, permițând validatorilor să creeze pe rând blocuri. Un grup de 21 de validatori activi este eligibil pentru a participa, selectați în funcție de suma BNB pe care o alocă în staking sau pe care o au delegată în spatele lor. Acest set este determinat zilnic, iar BNB Chain stochează selecția.
Concluzie
Modul în care adăugăm blocuri de tranzacții într-o rețea s-a schimbat semnificativ de la Bitcoin. Acum nu mai trebuie să ne bazăm pe puterea de calcul pentru a genera consens cripto. Sistemul Proof of Stake are multe avantaje, iar istoria a arătat că Proof of Stake funcționează. Pe măsură ce trece timpul, se pare că Bitcoin va fi una dintre puținele rețele Proof of Work rămase. Deocamdată, se pare că Proof of Stake va trece testul timpului.