Vad är bevis på insats (PoS)?

TL;DR

Bevis på insats är en populär, alternativ konsensusmekanism till bevis på arbete. Istället för att behöva datorkraft för att validera transaktioner måste validerarna satsa coin. Detta minskar drastiskt den energiförbrukning som krävs. Bevis på insats förbättrar också decentralisering, säkerhet och skalbarhet.

Bevis på insats kan dock vara svårare att komma igång med utan tillgång till krypto. En 51 %-attack kan också lätt uppnås med blockkedjor som har ett lågt marknadsvärde. Eftersom bevis på insats är väldigt mångsidigt har det ett brett utbud av variationer för olika blockkedjor och användningsområden.

Introduktion

Bevis på insats är det överlägset mest populära valet för blockkedjenätverk idag. Men med så många olika variationer kan det vara svårt att förstå dess kärnbegrepp. Numera är det osannolikt att du ser detta i dess ursprungliga form. Ändå delar alla typer av bevis på insats samma nyckelbegrepp. Att förstå dessa likheter hjälper dig att göra bättre val för de blockkedjor du använder och förstå hur de fungerar.

Vad menas med bevis på insats?

Konsensusalgoritmen i bevis på insats introducerades redan 2011 på Bitcointalk-forumet. Det föreslogs som en lösning på bevis på arbete-problemen. Även om de båda delar samma mål att nå blockkedjekonsensus är processen de utför helt annorlunda. Istället för att tillhandahålla ett beräkningsintensiva bevis bevisar deltagarna bara att de har satsat coin.

Hur fungerar bevis på insats?

Bevis på insats-algoritmen använder en pseudo-slumpmässig valprocess för att välja validerare från en grupp noder. Systemet använder en kombination av faktorer, inklusive staking-period, ett slumpmässigt element och nodens antal token.

I bevis på insats-system "smids" block snarare än att de utvinns. Men termen "utvinns" används fortfarande ibland. De flesta bevis på insats-kryptovalutor lanseras med ett utbud av "tidigare utvunna" coin, så att noderna kan starta omedelbart.

Användarna som vill delta i utvinningsprocessen måste låsa in en viss mängd coin i nätverket som insats. Storleken på insatsen avgör chanserna för att en nod ska väljas som nästa validator för att skapa nästa block – ju större insats, desto större chanser. Unika metoder läggs till i urvalsprocessen för att inte bara gynna de rikaste noderna i nätverket. De två vanligaste metoderna är slumpmässigt blockval och coinåldersval.

Slumpmässigt blockval

I metoden slumpmässigt blockval väljs validerarna genom att leta efter noder med en kombination av det lägsta hashvärdet och den högsta insatsen. Eftersom storleken på insatserna är offentliga kan nästa utvinnare vanligtvis förutsägas av andra noder.

Coinåldersval

Metoden coinåldersval väljer noder baserat på hur länge deras token har satsats. Coinåldern beräknas genom att multiplicera antalet dagar som detta coin har satsats med antalet coin som är satsade.

När en nod väl har smidit ett block återställs dess coinålder till noll och de måste vänta en viss tid för att kunna smida ytterligare ett block – detta förhindrar noder med stora insatser från att dominera blockkedjan.

Validera transaktioner

Varje kryptovaluta som använder bevis på insats-algoritmen har sin egen uppsättning regler och metoder kombinerade för vad den tror är den bästa möjliga kombinationen för nätverket och dess användare.

När en nod väljs för att skapa nästa block kontrollerar den om transaktionerna i blocket är giltiga. Den signerar sedan blocket och lägger till det i blockkedjan. Som belöning får noden transaktionsavgifterna från blocket och, på vissa blockkedjor, även en coinbelöning.

Om en nod vill sluta försöka smida kommer dess insats och de intjänade belöningarna att släppas efter en viss tid, vilket ger nätverket tid att verifiera att det inte finns några falska block som lagts till blockkedjan av noden.

Vilka blockkedjor använder bevis på insats?

De flesta blockkedjorna efter Ethereum använder konsensusmekanismer med bevis på insats. Vanligtvis modifieras var och en för att passa nätverkets behov. Vi kommer att ta upp dessa variationer senare i artikeln. Ethereum själva håller för närvarande på att övergå till bevis på insats med Ethereum 2.0.

BLockkedjenätverk som använder bevis på insats eller en form av det inkluderar:

1. BNB Chain

2. BNB Smart Chain

3. Solana

4. Avalanche

5. Polkadot

Fördelar med bevis på insats

Bevis på insats har många tydliga fördelar jämfört med bevis på arbete. Av denna anledning använder nya blockkedjor nästan alltid bevis på insats. Dess fördelar är:

Anpassningsförmåga

När användarnas behov och blockkedjan förändras kan bevis på insats också göra det. Det är enkelt att se detta tack vare det stora antalet tillgängliga anpassningar. Mekanismen är mångsidig och kan enkelt passa de flesta blockkedjors användningsområden.

Decentralisering

Fler användare uppmuntras att köra noder eftersom det är billigare. Detta incitament och den slumpmässiga processen gör även nätverket mer decentraliserat. Även om staking-pooler finns, finns det en mycket större chans för en person att smida ett block framgångsrikt med bevis på insats. Sammantaget minskar detta behovet av staking-pooler.

Energieffektiviteten

Bevis på insats är otroligt energieffektivt jämfört med bevis på arbete. Kostnaden för att delta beror på den ekonomiska kostnaden för att satsa coin, snarare än beräkningskostnaden för att lösa pussel. Denna mekanism leder till en betydande minskning av den energi som krävs för att driva konsensusmekanismen.

Skalbarhet

Eftersom bevis på insats inte förlitar sig på fysiska maskiner för att skapa konsensus är det mer skalbart. Det finns inget behov av stora utvinningsfarmar eller inköp av stora energiförsörjningar. Att lägga till fler validerare i nätverket är billigare, enklare och mer tillgängligt.

Säkerhet

Staking fungerar som en ekonomisk motivator för valideraren att inte behandla falska transaktioner. Om nätverket upptäcker en falsk transaktion kommer förfalskarnoden att förlora en del av dess insats och dess rätt att delta som utvinnare i framtiden. Så länge som insatsen är högre än belöningen skulle valideraren förlora fler coin än hen skulle vinna i händelse av ett bedrägeriförsök.

För att effektivt kunna kontrollera nätverket och godkänna falska transaktioner måste en nod äga en majoritetsandel i nätverket, även känd som en 51 %-attack. Beroende på värdet av en kryptovaluta skulle detta vara väldigt opraktiskt, eftersom du för att få kontroll över nätverket skulle behöva skaffa 51 % av den cirkulerande tillgången.

Detta kan dock även vara en nackdel, som vi kommer att förklara nedan.

Nackdelar med bevis på insats

Även om bevis på insats har många fördelar jämfört med bevis på arbete har det fortfarande vissa svagheter:

Gafflar

Med en vanlig bevis på insats-mekanism finns det inget avskräckande incitament för att utvinna på båda sidor av en gaffel. Under bevis på arbete kommer utvinning på båda sidorna att leda till slöseri med energi. Med bevis på insats är kostnaden mycket mindre, vilket innebär att man kan "satsa" på båda sidorna av en gaffel.

Tillgänglighet

För att börja med staking behöver du en blockkedjas egen tokenförsörjning. Detta kräver att du köper token via en börs eller en annan metod. Beroende på det belopp som krävs kan du behöva en betydande investering för att börja satsa effektivt.

Med bevis på arbete kan du köpa billig utvinningsutrustning eller till och med hyra den. Med denna kan du gå med i en pool och börja validera och tjäna tillgångar snabbt.

51 %-attacker

Även om bevis på arbete också är benäget för 51 %-attacker, kan de vara betydligt enklare med bevis på insats. Om priset för en token kraschar, eller blockkedjan har ett lågt marknadsvärde, kan det vara teoretiskt billigt att köpa mer än 50 % av token och kontrollera nätverket.

Bevis på arbete kontra bevis på insats

När vi jämför de två konsensusmekanismerna finns det några grundläggande skillnader.

	Bevis på arbete (PoW)	Bevis på insats (PoS)
Utrustning som krävs	Utvinningsutrustning	Minimal mängd eller ingen
Energiförbrukning	Hög	Låg
Tendens mot	Centralisering	Decentralisering
Valideringsmetod	Beräkningsbevis	Staking med coin

Det finns dock ett brett utbud av bevis på insats-mekanismer över blockkedjorna. Många av skillnaderna beror på den exakta mekanismen som används.

Andra konsensusmekanismer som bygger på bevis på insats

Bevis på insats är mycket anpassningsbar. Utvecklare kan ändra den exakta mekanismen så att den passar en blockkedjas specifika användningsområde. Nedan följer några av de vanligaste

Vad är delegerat bevis på insats (DPoS)?

Delegerat bevis på insats låter användaren satsa coin utan att bli validerare. I det här fallet satsar denne coin bakom en validerare för att dela i blockbelöningarna. Ju fler delegater som står bakom en möjlig validerare, desto större är dess urvalschans. Validerare kan vanligtvis ändra det belopp som delas med delegerare som ett incitament. En validerares rykte är också en viktig faktor för delegaterna.

Nominerat bevis på insats (NPoS)

Nominerat bevis på insats är en konsensusmodell utvecklad av Polkadot. Det har många likheter med delegerat bevis på insats, men med en viktig skillnad. Om en nominator (delegat) satsar bakom en dålig validerare kan denne förlora sin insats.

Nominatorer kan välja upp till 16 validerare att satsa bakom. Nätverket kommer då att fördela sin insats lika mycket bakom de valda validerarna. Polkadot använder även flera tillvägagångssätt inom spelteori och valteori för att avgöra vem som ska skapa ett nytt block.

Bevis på satsad auktoritet (PoSA)

BNB Smart Chain använder bevis på satsad auktoritet för att skapa nätverkskonsensus. Denna konsensusmekanism kombinerar bevis på auktoritet och bevis på insats, så att validerare kan turas om att skapa block. En grupp med 21 aktiva validerare är berättigade att delta, valda efter det antal BNB som de satsar eller har delegerat bakom sig. Denna uppsättning bestäms dagligen och BNB Chain sparar urvalet.

Sammanfattningsvis

Hur vi lägger till transaktionsblock i ett nätverk har förändrats avsevärt sedan Bitcoin. Vi behöver nu inte längre förlita oss på datorkraft för att skapa kryptokonsensus. Bevis på insats-systemet har många fördelar och historien har visat att bevis på insats fungerar. Ju mer tiden går, desto mer ser det ut som att Bitcoin bara kommer att vara ett av ett fåtal bevis på arbete-nätverk som finns kvar. För tillfället verkar det som att bevis på insats är här för att stanna.