Proof of Work и Proof of Stake: Различия, Что Имеют Значение
В данном разделе поговорим о том, что такое “Proof-of-Work и Proof-of-Stake”, а также обсудим связанные с ними подробности.
Когда дело касается блокчейна, вопрос о “Proof-of-Work и Proof-of-Stake” просто нельзя игнорировать. В предыдущих разделах мы раскрыли определения обоих механизмов, но вопрос сравнения и различий требует отдельного внимания.
Есть причины по которой обсуждения и споры вокруг данной темы не утихают до сих пор. И они могут быть весьма напряжёнными, так как обе стороны имеют аргументы и факты, которые нельзя игнорировать. Я расскажу о них в данном разделе и мы поймём насколько сложно выбрать сторону!
В разделе разберём вопрос “что такое Proof-of-Work и Proof-of-Stake”. Также узнаем, что изменилось в майнинге Эфириума, расскажем про различия между двумя механизмами и обсудим многие другие детали.
Приступаем!
Видео с Объяснениями
Видео с Объяснением: Proof of Work и Proof of Stake: Различия, Что Имеют Значение
Читать, это не для вас? Посмотрите видео с объяснениями 'Proof of Work и Proof of Stake: Различия, Что Имеют Значение'
Proof of Work vs Proof of Stake: Which is Better? (ANIMATED)
Определения
Чтобы понять “Proof-of-Work и Proof-of-Stake”, нужно сделать шаг назад и вспомнить: Proof-of-Work и Proof-of-Stake являются механизмами консенсуса. Что это такое?
Механизм консенсуса считается чем-то вроде свода правил, что контролирует процесс работы блокчейна. Он указывает правильный способ подтверждения транзакций и в каком порядке их нужно добавлять в блокчейн. Таким образом, это обеспечивает, что каждый участник сети получает одну и ту же информацию; поэтому нет возможности вмешаться в блокчейн или изменить данные.
Можно представить всё в качестве правил дорожного движения. Каждый водитель соглашается соблюдать правила и знает чего ожидать на дороге. Но при этом, правила в Великобритании работают на другом “механизме консенсуса”. Британцы имеют левостороннее движение, хотя правила всё равно организованы. Это благодаря “механизму консенсуса”!
Подчинение общим правилам важно так как сохраняет целостность блокчейна и делает его безопасным. Всё это достигается без необходимости в центральной власти и всё благодаря механизму консенсуса.
Различные блокчейны имеют разные криптовалюты. И набор правил, которым следуют эти блокчейны зачастую отличается. Proof-of-Work и Proof-of-Stake можно назвать двумя различными наборами правил так как они оба являются механизмами консенсуса. Есть и многие другие, но эти два наиболее популярны так как их используют наиболее известные и распространённые криптовалюты, вроде Биткоина и Эфириума.
Основные Принципы
Хорошо, это была фундаментальная теория для механизма консенсуса, блокчейна, дебатов между “Proof-of-Work и Proof-of-Stake” и всего остального. Настало время рассказать про основные принципы. Сделав это, мы также увидим основные различия.
Начнём с того, что такое PoW или Proof-of-Work.
PoW почти синоним “вычислительной мощности” так как полностью на неё полагается. Участники PoW, также известные как майнеры, используют их собственные ресурсы, вроде вычислительной мощности и энергии, чтобы внести вклад в безопасность и функционирование сети.
Инвестируя в специальные устройства для майнинга, майнеры участвуют в подтверждении транзакций и создании новых блоков. Блокчейн фактически создаётся с помощью вычислительной мощности, что предоставляют майнеры. Именно поэтому амбассадоры Биткоина, вроде Майкла Сайлора, даже называют коин “Цифровой Энергией” так как он фактически превращает электричество в цифровую валюту.
На этой основе майнеры конкурируют друг с другом, инвестируя в майнинг риги, чтобы увеличивать вычислительную мощность и таким образом увеличивать шансы быть тем, кто получит возможность подтверждать транзакции и выстраивать блокчейн.
Если майнер достигает успеха, то получает поощрение в виде награды. Эти награды идут в форме криптовалюты, собственной для цепочки, в которую майнеры вносят вклад.
Майнинг можно представить в качестве сложной онлайн игры. Каждый майнер в данном случае - игрок, что подключается к серверу для участия в напряженной игре все против всех. Первый достигнувший цели побеждает и получает награду. Но все другие игроки тоже инвестируют своё время, энергию и вычислительную мощность для участия в игре!
Очевидно, что майнеры хотят добиться успеха и получить награду так как это единственный способ вернуть деньги с их инвестиций. Так как блокчейн на архитектуре PoW, то участники с большей вычислительной мощностью имеют больше шансов “выиграть” гонку по подтверждению новых блоков.
Из этого можно сделать вывод, что основным принципом PoW является конкуренция. Это лишь одно слово, но уже помогает понять различия между Proof-of-Work и Proof-of-Stake.
Теперь, что такое PoS или Proof-of-Stake. Данный механизм полагается на стейкинг, поэтому в термине “Proof-of-Stake” есть слово “стейк”.
Стейкинг - процесс блокировки определённой суммы криптовалюты в блокчейне. Она выступает в качестве залога, который обеспечивает подотчётность стейкеров и стимулирует их добросовестно выполнять свою работу. Эта “работа” такая же, как и у майнеров в сети PoW - подтверждать новые данные транзакций, добавлять их к существующим блокам и, когда они заполняются, создавать новые блоки.
Итак, в PoS, стейкеры - это те, кто следит за тем, чтобы блокчейн сохранял целостность, безопасность и функциональность.
PoS не так сильно зависит от вычислительной мощности, как PoW. В этом механизме консенсуса не вычислительная мощность решает, кто будет проверять транзакции и создавать новые блоки, а количество коинов, которые стейкеры удерживают в сети.
Давайте объясним всё на простом примере. Если хотите выиграть джекпот, то должны купить лотерейный билет. Чем больше билетов, тем больше шансов стать счастливчиком. Поэтому чем больше активов в стейкинге, тем больше шансов стать “счастливчиком” и подтвердить транзакция.
И также как с PoW, в случае успешного подтверждения транзакции валидаторы получают награду. Если же они ведут нечестную игру, то рискуют потерять все свои активы в стейкинге. Таким образом, все участники сети чувствуют ответственность так как такие действия наказываются. Это эффективный способ отпугнуть участников действующих со злым умыслом.
Если PoW поощряет конкуренцию между валидаторами, PoS идёт другим путём. Механизм полагается не на огромную вычислительную мощность, а на шанс. И под “шансом” я подразумеваю, то что валидаторы PoS чаще всего выбираются случайно. Система случайно выбирает “победителя” среди стейкеров.
Но чем выше сумма стейкинга, тем выше шанс быть выбранным. Но при этом сколько бы вычислительной мощности не предлагали валидаторы, это не повысит их шансы подтвердить транзакцию и получить награду.
Поэтому вместе конкуренции, PoS применяет метод “лотереи”.
Безопасность
Чтобы решить пазл “Proof-of-Work и Proof-of-Stake”, нужно рассмотреть вопрос безопасности. Оба механизма консенсуса имеют свои преимущества и недостатки в этом плане.
Чтобы правильно понять их, необходимо узнать про концепт известный как “атака 51%”.
В PoW сеть поддерживается вычислительной мощностью, которая предоставляется участниками сети. Но что если кто-то создаст настолько мощный риг для майнинга, что сможет предоставлять более половины всей вычислительной мощности?
Это будет означать, что в теории он сможет контролировать создание блоков и по сути, какие данные хочет подтверждать. Проще говоря, это бы позволило манипулировать блокчейном.
В итоге, атаку 51% (также известную как атака большинства) принято считать сценарием при котором одна личность или группа людей получает контроль над более чем 50% общей вычислительной мощности. Это позволило бы “атакующему” манипулировать транзакциями, изменять их и даже полностью нарушить работу сети.
Насколько уязвим PoW для подобной атаки?
Зависит от размера сети. К примеру, самым важным блокчейном PoW считается сеть Биткоина. И чтобы провести успешную атаку 51% на сеть Биткоина… Потребуется очень много денег.
Чтобы создать подобный риг для майнинга, который бы смог пересилить всю сеть, потребуется астрономическое количество вычислительной мощности, специальных программ и электричества. Стоимость такой операции будет настолько огромной, что это просто не будет стоить усилий, если учесть возможность неудачи.
Это бы означало, что атакующий инвестировал в необходимое оборудование, но не достиг цели. Поэтому размер сети действует как сдерживающий фактор.
Что насчёт PoS?
В Proof-of-Stake даже обладание самой крупной в мире криптовалютной фермой не увеличит шансы заполучить большую часть сети. Угроза здесь заключается в другом.
В данном механизме консенсуса атакующему необходимо стать самым крупным стейкером во всей сети. И под самым крупным я подразумеваю, что атакующему потребуется обладать более 50% общей суммы криптовалюты, находящейся в стейкинге блокчейна. Это потребует обладания суммой, что должна превышать активы всех других стейкеров.
Но даже при этом существует механизм, который снижает подобную угрозу.
Для начала, это будет невероятно дорого. Чем больше стейкеров, тем дороже обойдётся гипотетическая атака для получения более 50% всех коинов в стейкинге.
Затем, даже если гипотетический сценарий воплотится, то атакующий всё равно не сможет избежать риска неудачи. В таком случае, PoS активирует защитный механизм и конфискует все коины атакующего.
И наконец, если атакующий сможет провести атаку, то новости такого масштаба просто разрушат репутацию криптовалюты, люди начнут её продавать, тем самым снижая ценность. Атакующий получит меньше, чем инвестировал даже при успешной атаке.
Подводя итог этой части, можно сказать, что PoW и PoS уязвимы для атак 51%, но шанс их проведения чрезвычайно мал. Это зависит от размера сети и если мы говорим про основные криптовалюты, то шанс 51% становится ничтожным.
Критика
Наконец, нужно уделить внимание основной критике, что имеется об этих механизмах консенсуса. Для начала рассмотрим PoW.
Как упоминалось, Proof-of-Work поддерживается конкуренцией. И эта конкуренция ведёт к объективным проблемам, которые беспокоят не только крипто индустрию, но и весь мир.
Так как PoW требует от майнеров конкуренции в том, кто первым получит право подтвердить транзакции и создать новые блоки, это приводит к колоссальному увеличению уровней потребления энергии. Электричество часто производится путем сжигания ископаемого топлива. Что, конечно же, увеличивает углеродный след, который индустрия крипто оставляет на планете. Критики описывают такой подход как расточительный, неустойчивый и разрушительный.
В контексте изменения климата, не стоит удивляться, что как локальные, так и глобальные учреждения начнут всё более строго относится к данной проблеме. Поэтому блокчейны PoW могут встретить регуляторное сопротивление в долгосрочной перспективе. Это будет разрушительным для криптовалют, что полагаются на данный механизм.
Proof-of-Stake удаётся избежать критики о влиянии на окружающую среду так как требуемая для него энергия несравнимо меньше. Но при этом, PoS критикуют по другой причине. Критики говорят о том, что PoS гораздо более уязвим к проблеме централизации, чем PoW.
Для участников сети имеется больше вариантов приобрести значительную сумму коинов в PoS. чем в PoW. К примеру, во время запуска блокчейна, проходит первичное предложение коинов, когда инвесторы получают свою часть коинов.
Это автоматически даёт им больше влияния на блокчейн и уже не позволяет иметь сбалансированные отношения с другими участниками сети. В итоге, эти участники могут продолжить накапливать средства, что приведёт к ещё большей централизации власти в руках нескольких участников сети.
Этими участниками не обязательно являются обычные люди. Иногда это корпорации, криптобиржи и другие крупные компании. Следовательно, их возможности увеличить состояние и получить больше влияния в блокчейне остаётся достаточно высоким.
По этой причине критики говорят, что PoS гораздо менее нацелен на децентрализацию и ставит участников в невыгодные условия, что противоречит идее системы одноранговой сети.
Заключение
Как видите, дебаты между сторонниками Proof-of-Work и Proof-of-Stake весьма нешуточные. Механизмы имеют два разных подхода к достижению оптимального блокчейна. И эти дебаты не будут прекращаться ещё очень долго. Стороны имеют разные цели, ценности и общее видение идеального блокчейн проекта.
Конечно, есть и другие механизмы консенсуса и новые также не прекратят появляться. Ведь особые проблемы требуют особых решений. Но иногда эти решения создают новые невиданные ранее проблемы. Поэтому в качестве итога можно сказать, что дебаты о различиях и преимуществах Proof-of-Work и Proof-of-Stake далеки от завершения.