Осторожно! Много текста.
Proof of Stake — это популярная альтернатива алгоритму консенсуса Proof of Work. В этом механизме для подтверждения транзакций используется не вычислительная мощность, а монеты в стейкинге, предоставленные валидаторами. Proof of Stake позволяет значительно снизить потребление энергии, а также повысить децентрализацию, безопасность и масштабируемость.
Однако Proof of Stake может быть не таким удобным для пользователей, у которых нет доступа к криптовалюте, а также может повлечь риск атаки 51% на блокчейнах с низкой рыночной капитализацией. Поскольку Proof of Stake крайне универсален, он имеет широкий спектр вариаций для различных блокчейнов и задач.
Введение
На сегодняшний день Proof of Stake является самым популярным алгоритмом консенсуса для многих сетей блокчейна, но из-за большого количества вариаций в нем бывает сложно разобраться. Более того, встретить этот механизм в первозданном виде почти невозможно. Тем не менее все виды Proof of Stake работают на основе одних и тех же концепций, понимание которых поможет принять наилучшее решение при выборе блокчейна.
Что означает Proof of Stake
Как работает Proof of Stake
Случайный выбор блока
При случайном выборе блоков валидаторы определяются путем поиска нод с наименьшим значением хеша и наибольшей суммой в стейкинге. При этом обычно можно заранее предсказать, кто станет следующим валидатором, поскольку объем монет в стейкинге каждого участника находится в открытом доступе.
Выбор по длительности стейкинга
При выборе по длительности стейкинга валидаторы определяются в зависимости от того, как долго их токены находятся в стейкинге. Длительность рассчитывается путем умножения количества дней монеты в стейкинге на количество размещенных монет.
После создания блока длительность обнуляется, поэтому потребуется некоторое время перед тем, как та же нода будет выбрана для создания следующего блока, что позволяет предотвратить доминирование «богатых» нод в блокчейне.
Проверка транзакций
Каждая криптовалюта с алгоритмом консенсуса Proof of Stake имеет собственный набор правил и методов, которые обеспечивают эффективность сети.
Если участник больше не хочет быть инициатором, его заработанные вознаграждения и монеты в стейкинге блокируются на некоторое время. Это дает системе возможность проверить, не добавил ли инициатор мошеннические блоки в блокчейн.
Какие блокчейны используют Proof of Stake
Сети блокчейна, использующие Proof of Stake или его вариации, включают:
1. BNB Chain
Преимущества Proof of Stake
Так как Proof of Stake во многих аспектах превосходит Proof of Work, он используется почти во всех новых блокчейнах. К его преимуществам относятся:
Адаптируемость
Proof of Stake стремится соответствовать меняющимся потребностям пользователей и развивающемуся блокчейну, что отражается в появлении новых разнообразных вариаций алгоритма. Этот механизм многофункционален и подходит для большинства задач блокчейна.
Децентрализация
Запуск нод стал более доступным, и сеть стремится поощрять их запуск пользователями. Система стимулов и процесс рандомизации также делают сеть более децентрализованной. Несмотря на существование стейкинг-пулов, вероятность того, что отдельный человек успешно создаст блок в рамках Proof of Stake, гораздо выше. Это снижает необходимость в создании стейкинг-пулов.
Энергоэффективность
По сравнению с Proof of Work, алгоритм Proof of Stake невероятно экономичен с точки зрения энергии. В таком механизме стоимость участия зависит от экономических затрат на стейкинг, а не от вычислительных затрат на решение головоломок. Таким образом, работа этого механизма консенсуса требует гораздо меньше затрат на электроэнергию.
Масштабируемость
Поскольку Proof of Stake не полагается на физические машины для достижения консенсуса, этот механизм более масштабируем. Для него не требуется покупать огромные майнинг-фермы и затрачивать большое количество энергии. Использование множества валидаторов в сети гораздо дешевле, проще и доступнее.
Безопасность
Механизм стейкинга стимулирует инициатора создавать только проверенные блоки. Если сеть обнаружит мошенническую транзакцию, валидатор потеряет часть своей доли в стейкинге и право создавать блоки в будущем. Таким образом, если доля в стейкинге больше вознаграждения, недобросовестный валидатор потеряет больше монет, чем получит.
И все же в некоторых случаях это может быть недостатком — мы рассмотрим это далее.
Недостатки Proof of Stake
Несмотря на то, что Proof of Stake имеет множество преимуществ по сравнению с Proof of Work, у него все еще есть некоторые недостатки:
Форки
Доступность
Для стейкинга пользователям понадобятся нативные токены блокчейна — их можно приобрести через биржу или любым другим способом. Иногда для эффективного стейкинга могут потребоваться значительные вложения.
Механизм Proof of Work же позволяет работать на дешевом оборудовании для майнинга или даже брать его в аренду. Благодаря этому пользователи могут присоединиться к пулу и начать быстро проверять транзакции и зарабатывать.
Атака 51%
Хотя Proof of Work также подвержен атакам 51%, блокчейны с механизмом Proof of Stake более уязвимы к ним. Если цена токена рухнет или блокчейн будет иметь низкую рыночную капитализацию, теоретически злоумышленники смогут приобрести более 50% токенов по низкой цене и захватить контроль над сетью.
Proof of Work и Proof of Stake
Если сравнить эти два механизма консенсуса, то можно выделить несколько основных различий.
Proof of Work (PoW) | Proof of Stake (PoS) | |
Необходимое оборудование | Оборудование для майнинга | Минимум оборудования или его отсутствие |
Потребление энергии | Высокое | Низкое |
Направление тенденции | Централизация | Децентрализация |
Метод валидации | Вычислительные мощности | Стейкинг монет |
Однако в блокчейнах существует большое разнообразие версий Proof of Stake. Многие различия будут зависеть от конкретных задач механизма.
Вариации механизма Proof of Stake
Proof of Stake обладает высокой адаптируемостью. Разработчики могут изменить механизм в соответствии со спецификой работы блокчейна. Далее приведены некоторые из наиболее часто встречающихся вариаций.
Delegated Proof of Stake (DPoS)
Delegated Proof of Stake позволяет пользователям вносить монеты в стейкинг, не становясь валидатором. В этом случае они выступают делегатами: вносят средства в стейкинг через валидатора и получают часть вознаграждений за блок. Чем больше делегатов поддерживают возможного валидатора, тем выше шансы на его выбор. Обычно делегаты ориентируются на величину суммы стимула, который предлагают валидаторы, а также на их репутацию.
Nominated Proof of Stake (NPoS)
Номинанты могут выбрать до 16 валидаторов, через которых они будут добавлять средства в стейкинг. Затем сеть будет распределять монеты между выбранными валидаторами в равной степени. Polkadot также использует несколько подходов в теории игр и теории выборов с целью определить, кто будет форжить новый блок.
Proof of Staked Authority (PoSA)
Заключение
Методы добавления блоков в сети значительно изменились с начала появления Биткоина. Теперь пользователям не нужно полагаться на вычислительную мощность для создания криптоконсенсуса. Вместо этого они могут использовать алгоритм Proof of Stake, который имеет много преимуществ и доказал свою эффективность. Возможно, со временем его альтернативой, механизмом Proof of Work, будет пользоваться лишь Биткоин и небольшой ряд других сетей. Как бы то ни было, Proof of Stake определенно останется с нами надолго.