Čo je Proof of Stake (PoS)?

Zhrnutie

Proof of Stake je populárny, alternatívny mechanizmus konsenzu k Proof of Work. Namiesto potreby výpočtového výkonu na overenie transakcií musia validátori stakovať mince. Táto skutočnosť výrazne znižuje spotrebu energie. Proof of Stake tiež zlepšuje decentralizáciu, bezpečnosť a škálovateľnosť.

Proof of Stake však môže byť menej prístupné na vstup bez prístupu ku kryptomenám. Útok 51 % môže byť tiež ľahko dosiahnuteľný pomocou blockchainov s nízkou trhovou kapitalizáciou. Keďže Proof of Stake je vysoko všestranný, má širokú škálu variácií pre rôzne blockchainy a prípady použitia.

Úvod

Proof of Stake je dnes zďaleka najobľúbenejšou voľbou pre blockchainové siete. Ale s toľkými variáciami môže byť zložité pochopiť jeho základné pojmy. V dnešnej dobe ho už len ťažko uvidíte v jeho pôvodnej podobe. Všetky druhy Proof of Stake však zdieľajú rovnaké kľúčové základné pojmy. Pochopenie týchto podobností vám pomôže lepšie sa rozhodnúť o blockchainoch, ktoré používate, a o tom, ako fungujú.

Čo znamená Proof of Stake?

Algoritmus konsenzu Proof of Stake bol predstavený už v roku 2011 na fóre Bitcointalk. Bol navrhnutý ako riešenie problémov s Proof of Work. Aj keď obaja majú rovnaký cieľ dosiahnuť konsenzus blockchainu, proces, ktorý podstupujú, je úplne odlišný. Namiesto toho, aby museli poskytnúť výpočtovo náročný dôkaz, účastníci iba dokazujú, že vsadili mince.

Ako funguje Proof of Stake?

Algoritmus Proof Of Stake používa pseudonáhodný výberový proces na výber validátorov zo skupiny uzlov. Systém využíva kombináciu faktorov vrátane stakingového veku, prvku randomizácie a bohatstva uzla.

V systémoch Proof of Stake sú bloky „kované“ a nie ťažené. Stále však môžete počuť, že sa príležitostne používa tím „vyťažený“. Väčšina kryptomien Proof of Stake sa spúšťa s dodávkou „predfalšovaných“ mincí, aby sa uzly mohli spustiť okamžite.

Používatelia, ktorí sa zúčastňujú procesu falšovania, musia uzamknúť určité množstvo mincí v sieti ako svoj vklad. Veľkosť stávok určuje šance, že uzol bude vybraný ako ďalší validátor – čím väčšia stávka, tým väčšia šanca. Do výberového procesu sa pridávajú jedinečné metódy, ktoré uprednostňujú nielen najbohatšie uzly v sieti. Dve najčastejšie používané metódy sú Randomized Block Selection a Coin Age Selection.

Randomizovaný výber bloku

V metóde Randomized Block Selection sa validátory vyberajú tak, že hľadajú uzly s kombináciou najnižšej hodnoty hash a najvyššieho staku. Keďže veľkosti stakov sú verejné, ďalšieho falšovateľa môžu zvyčajne predpovedať iné uzly.

Výber veku mincí

Metóda výberu veku mincí vyberá uzly podľa toho, ako dlho boli ich tokeny stakované. Vek mincí sa vypočíta vynásobením počtu dní, počas ktorých boli mince stakované, počtom vložených mincí.

Keď uzol vytvorí blok, jeho vek mincí sa vynuluje a musí počkať určitú dobu, aby mohol vytvoriť ďalší blok – to bráni uzlom s veľkými stávkami, aby dominovali v blockchaine.

Overovanie transakcií

Každá kryptomena využívajúca algoritmus Proof of Stake má svoj vlastný súbor pravidiel a metód kombinovaných pre to, čo považuje za najlepšiu možnú kombináciu pre sieť a jej používateľov.

Keď sa uzol vyberie na falšovanie ďalšieho bloku, skontroluje, či sú transakcie v bloku platné. Potom podpíše blok a pridá ho do blockchainu. Ako odmenu dostáva uzol transakčné poplatky z bloku a na niektorých blockchainoch odmenu v minciach.

Ak uzol chce prestať byť falšovateľom, jeho stak a získané odmeny sa po určitom čase uvoľnia, čo dáva sieti čas na overenie, či uzol nepridáva do blockchainu žiadne podvodné bloky.

Ktoré blockchainy používajú Proof of Stake?

Väčšina blockchainov po Ethereu využíva mechanizmy konsenzu Proof of Stake. Zvyčajne je každý upravený tak, aby vyhovoval potrebám siete. Týmito variáciami sa budeme zaoberať neskôr v článku. Samotné Ethereum je momentálne v procese prechodu na Proof of Stake s Ethereum 2.0.

Medzi blockchainové siete, ktoré využívajú Proof of Stake alebo niektorú z jeho foriem, patria:

1. BNB reťazec

2. Inteligentný reťazec BNB

3. Solana

4. Avalanche

5. Polkadot

Výhody Proof of Stake

Proof of Stake má oproti Proof of Work mnoho jasných výhod. Z tohto dôvodu nové blockchainy takmer vždy používajú Proof of Stake. Medzi jeho výhody patrí:

Prispôsobivosť

Ako sa menia potreby používateľov a blockchainy, mení sa aj Proof of Stake. Je to jasne vidieť pri veľkom množstve dostupných úprav. Mechanizmus je všestranný a ľahko sa hodí pre väčšinu prípadov použitia blockchainu.

Decentralizácia

Viac používateľov vyzýva, aby spúšťali uzly, pretože je to cenovo dostupnejšie. Tento stimul a proces randomizácie tiež robia sieť decentralizovanejšou. Hoci existujú stakingové pooly, existuje oveľa väčšia šanca, že jednotlivec úspešne vytvorí blok na základe Proof of Stake. Celkovo to znižuje potrebu staking poolov.

Energetická účinnosť

Proof of Stake je neuveriteľne energeticky efektívny v porovnaní s Proof of Work. Náklady na účasť závisia skôr od ekonomických nákladov na staking mincí než od výpočtových nákladov na riešenie hádaniek. Tento mechanizmus vedie k významnému zníženiu energie potrebnej na spustenie mechanizmu konsenzu.

Škálovateľnosť

Keďže Proof of Stake sa pri vytváraní konsenzu nespolieha na fyzické stroje, je škálovateľnejší. Nie sú potrebné veľké ťažobné farmy ani získavanie veľkých zásob energie. Pridanie ďalších validátorov do siete je lacnejšie, jednoduchšie a dostupnejšie.

Bezpečnosť

Staking funguje ako finančný motivátor pre validátora, aby nespracovával podvodné transakcie. Ak sieť odhalí podvodnú transakciu, validátor stratí časť svojho podielu a právo na účasť v budúcnosti. Pokiaľ je teda vklad vyšší ako odmena, validátor by stratil viac mincí, ako by získal podvodnou činnosťou.

Na efektívnu kontrolu siete a schvaľovanie podvodných transakcií by uzol musel vlastniť väčšinový podiel v sieti, známy aj ako 51 % útok. V závislosti od hodnoty kryptomeny môže byť takmer nemožné získať kontrolu nad sieťou, pretože by ste potrebovali získať 51 % objemu v obehu.

To však môže byť aj nevýhoda, ktorú si vysvetlíme nižšie.

Nevýhody Proof of Stake

Hoci Proof of Stake má v porovnaní s Proof of Work mnoho výhod, stále má niektoré slabé stránky:

Rozdvojenie

So štandardným mechanizmom Proof of Stake nie je nič odrádzajúce od ťažby na oboch stranách forku. Podľa Proof of Work povedie ťažba na oboch stranách k plytvaniu energiou. Pri Proof of Stake sú náklady oveľa nižšie, čo znamená, že ľudia môžu „stakovať“ na obe strany forku.

Prístupnosť

Ak chcete začať stakovať, budete potrebovať zásobu vlastného tokenu blockchainu. Vyžaduje si to zakúpenie tokenu na burze alebo iným spôsobom. V závislosti od požadovanej sumy možno budete potrebovať značné investície, aby ste mohli začať efektívne stakovať.

Pri Proof of Work si môžete kúpiť lacné ťažobné zariadenie alebo si ho dokonca prenajať. Vďaka tomu sa môžete pripojiť k poolu a začať rýchlo overovať a zarábať.

Útok 51 %

Zatiaľ čo Proof of Work je tiež náchylný na 51 % útoky, môžu byť výrazne jednoduchšie pri Proof of Stake. Ak cena tokenu padne alebo má blockchain nízku trhovú kapitalizáciu, môže byť teoreticky lacné kúpiť viac ako 50 % tokenov a ovládať sieť.

Proof of Work verzus Proof of Stake

Keď porovnáme dva mechanizmy konsenzu, existuje niekoľko základných rozdielov.

	Proof of Work (PoW)	Proof of Stake (PoS)
Požadované zariadenie	Ťažobné zariadenia	Minimálne množstvo alebo žiadne
Spotreba energie	Vysoká	Nízka
Tendencia k	Centralizácia	Decentralizácia
Metóda validácie	Výpočtový dôkaz	Stakovanie mincí

Existuje však široká škála mechanizmov Proof of Stake naprieč blockchainmi. Mnohé rozdiely budú závisieť od presného použitého mechanizmu.

Ďalšie mechanizmy konsenzu, ktoré sú založené na Proof of Stake

Proof of Stake je vysoko prispôsobivý. Vývojári môžu zmeniť presný mechanizmus tak, aby vyhovoval špecifickým prípadom použitia blockchainu. Nižšie sú uvedené niektoré z najbežnejších

Delegovaný Proof of Stake (DPoS)

Delegovaný Proof of Stake umožňuje používateľom stakovať mince bez toho, aby sa stali validátormi. V tomto prípade ich stakujú za validátorom, aby sa podelili o odmeny za blok. Čím viac delegátov stakuje za prípadným validátorom, tým väčšia je jeho šanca na výber. Validátori môžu zvyčajne zmeniť sumu zdieľanú s delegátmi ako stimul. Reputácia validátora je tiež dôležitým faktorom pre delegátov.

Nominovaný Proof of Stake (NPoS)

Nominovaný Proof of Stake je model konsenzu vyvinutý spoločnosťou Polkadot. Má veľa podobností s delegovaným Proof of Stake, no jeden kľúčový rozdiel. Ak nominátor (delegátor) stakuje za zlomyseľného validátora, môže o svoj vklad aj prísť.

Nominátori si môžu vybrať až 16 validátorov, za ktorého budú stakovať. Sieť potom rovnomerne rozdelí svoj stake za vybraných validátorov. Polkadot tiež používa niekoľko prístupov v teórii hier a teórii volieb na určenie toho, kto vytvorí nový blok.

Proof of Staked Authority (PoSA)

BNB Smart Chain používa Proof of Staked Authority na generovanie konsenzu siete. Tento mechanizmus konsenzu kombinuje Proof of Authority a Proof of Stake, čo umožňuje validátorom striedať sa pri vytváraní blokov. Zúčastniť sa môže skupina 21 aktívnych validátorov, ktorí sú vybraní podľa výšky BNB, ktorú stakujú, alebo ktorú za nimi delegovali. Táto sada sa určuje denne a BNB Chain ukladá výber.

Záver

Spôsob, akým pridávame bloky transakcií do siete, sa od Bitcoinu výrazne zmenil. Teraz sa už nemusíme spoliehať na výpočtový výkon pri vytváraní krypto konsenzu. Systém Proof of Stake má mnoho výhod a história ukázala, že Proof of Stake funguje. Postupom času to vyzerá tak, že bitcoin bude len jednou z mála sietí Proof of Work. Zatiaľ sa zdá, že Proof of Stake tu zostane.