Proof of Work vs. Proof of Stake. Простыми словами, в чем отличие?

За последние несколько лет осведомленность о технологии блокчейн выросла в геометрической прогрессии. Крупные институты и ключевые фигуры в бизнесе и политике в настоящее время знают о потенциале технологий для децентрализации наших глобальных финансово-экономических систем.

Следующий протокол
Долгосрочная цель криптовалюты и технологии блокчейна состояла в том, чтобы достичь желанного статуса массового внедрения. Однако для этого технологии сначала необходимо достичь требуемой масштабируемости посредством согласованных протоколов.

Протокол консенсуса является основой каждой цепочки блоков; это набор кодифицированных правил, которые определяют, как распределенная сеть узлов приходит к соглашению о достоверности транзакций, совершаемых участниками.

Децентрализованные сети по своей природе работают без лидеров. Поэтому очень важно, чтобы решения могли приниматься быстро и эффективно без какого-либо центрального органа управления сетью. Метод, в котором это должно быть сделано, был интенсивным предметом обсуждения с тех пор, как Биткоин был изобретен Сатоши Накамото в 2009 году.

[irp]

Десять лет спустя сообщества разработчиков по всему миру разработали несколько согласованных протоколов, направленных на достижение скорости, безопасности и децентрализации в блокчейне.

В этой части мы идентифицируем и анализируем 2 самых популярных протокола в этой статье: Доказательство работы и доказательство заинтересованности.

Доказательство работы (PoW)
Первоначальный консенсусный протокол, разработанный самим Сатоши для защиты блокчейна Биткоин; Доказательство работы требует от майнеров проверять транзакции, решая ряд сложных вычислительных задач с использованием мощного компьютера или майнинг-установки.

Майнеры конкурируют за проверку этих транзакций, и первый, решивший проблему вычислений, получает приз в виде любой криптовалюты, присущей этой цепочке блоков, которая также известна как «награда за блок».

Как только несколько вычислений успешно выполнены для различных транзакций, проверенные транзакции объединяются и сохраняются в новом «блоке» в блокчейне. Чем больше монет добыто, тем сложнее вычислительные проблемы, что затрудняет добычу майнеров.  

Pros
Доказательством работы на самом деле многие считают наиболее безопасный протокол консенсуса. Чтобы взломать систему POW и манипулировать транзакцией, злоумышленнику потребуется получить не менее 51% вычислительной мощности сети. Стоимость приобретения аппаратного обеспечения, необходимого для этого, была рассчитана на сумму более $1 миллиарда .  

[irp]

Даже со всеми конкурентами Биткоин, которые появились в последнее десятилетие и пообещали лучшую масштабируемость и конфиденциальность, Биткоин по-прежнему ценится, когда речь идет о византийской отказоустойчивой безопасности, что в первую очередь связано с тем, как узлы Биткоин достигают консенсуса в системе PoW.

Cons
Проблема с доказательством работы состоит из трех частей: энергопотребление, отсутствие масштабируемости и централизация майнинга.

1) Потребление энергии

Запуск узлов, которые проверяют транзакции, является огромным энергопотреблением. На самом деле, по оценкам, сеть Биткоин потребляет 0,22% мирового энергопотребления и потребляет больше энергии, чем несколько развивающихся стран.

Кроме того, майнеры берут на себя начальные затраты на оборудование и электроэнергию при настройке этих компьютеров или майнинг-буровых установок и должны компенсировать эти затраты, зарабатывая криптовалюты, когда они первыми успешно проверяют транзакцию.

2) Недостаток масштабируемости

В результате огромных требований к оборудованию системы PoW не очень хорошо масштабируются. В настоящее время единственным вариантом для масштабирования Биткоин является разработка решений второго уровня, таких как сеть Lightning , которые только расширяют возможности существующих блокчейнов, так что транзакции могут быть дешевле и чаще.

[irp]

3) Централизация горного дела

Если вы станете первым, кто подтвердит транзакцию, вы получите приз в 12,5 Биткоин или около $48 тысяч в сегодняшней цене. Этот приз создает стимул для майнеров накапливать большую часть аппаратного обеспечения, чтобы управлять узлами с мощным хэшированием для более быстрого решения вычислительных задач.

В результате этой модели стимулирования происходит то, что некоторые участники накапливают гораздо больше оборудования, чем другие, и в итоге монополизируют процесс майнинга, что приводит к централизации.

Это подтверждается тем фактом, что Antpool и BTC.com (2 майнинговых пула, принадлежащих компании Bitmain) занимают около 30% всей вычислительной мощности в глобальной сети Биткоин.

Доказательство кола (PoS)
В протоколе согласования PoS пользователи «ставят» определенное количество токенов в качестве обеспечения в обмен на возможность проверки транзакций в новом блоке блокчейна. Это обеспечивает мотивацию валидаторов действовать честно; в противном случае они рискуют потерять всю свою долю, если попытаются каким-либо образом манипулировать процессом транзакции.

В отличие от PoW, единственным требованием для участия в протоколе PoS является то, что вы демонстрируете владение определенным количеством криптовалютных модулей, принадлежащих этому блокчейну. Блоки в системе PoS являются «поддельными» или «отчеканенными», а не добытыми.

Pros
PoS не требует никакого физического оборудования для проверки транзакций и поэтому потребляет гораздо меньше энергии, чем PoW, и является более экологически чистым.
Большему количеству людей рекомендуется управлять узлами и участвовать, потому что участие в этой системе легко и доступно; это приводит к большей децентрализации.
PoS исключает возможность атаки на 51%, так как не хватает вычислительной мощности для обгона.

Cons
Системы PoS могут привести к тому, что участники, у которых больше всего монет, окажут большее влияние на изменения, внесенные в сеть. Поскольку основные изменения основаны на консенсусе при голосовании, и те, кто имеет наибольшее количество монет, имеют наибольшее право голоса, PoS Blockchains может легко стать централизованным.

[irp]

Такая централизация может привести к проблемам с безопасностью, так как крупные заинтересованные стороны могут консолидировать власть в попытке сговориться с другими крупными заинтересованными сторонами, чтобы обогнать сеть.

Делегированное подтверждение кола (DPoS)
Делегированное доказательство кола принимает демократическую избирательную систему в дополнение к традиционному протоколу доказательства кола.

С помощью DPoS сеть голосует в нескольких «узлах-свидетелях» как представители, которые помогают быстрее принимать решения на высоком уровне без опроса всей сети. Участники сети используют свое право голоса основанное на количестве имеющихся у них токенов, чтобы влиять на решение о голосовании для новых узлов-свидетелей.

Как только за узлы-свидетели можно будет голосовать, они также могут быть исключены, не выполняя свои обязанности по защите сети.

Pros
Основным преимуществом DPoS является скорость. Назначив всего 100 узлов-свидетелей, было доказано, что DPoS обеспечивает блокчейны, такие как EOS, с 50 000 транзакций в секунду в Testnet.

Cons
В прошлом году EOS стала эмблемой для всего положительного и отрицательного в делегированном доказательстве кола.

В прошлом году 27 производителей блоков (или «узлы-свидетели»), отвечающие за проверку транзакций и получившие право голоса, были направлены на немедленное прекращение всех транзакций, чтобы остановить несколько краж. Хотя это и понятно, учитывая обстоятельства, многие расценили это вмешательство как авторитарное, ставя под сомнение, действительно ли вся система DPoS является просто еще одной замаскированной централизованной структурой власти.

Консенсус
В целом, споры о том, какой протокол консенсуса лучше, кажется, сводятся к тому, насколько хорошо блокчейн способен сбалансировать более высокие скорости транзакций с надежной защитой, конфиденциальностью и сопротивлением цензуре.

Эта задача была придумана « трилеммой масштабируемости» основателем Ethereum Виталиком Бутерином, и она решает проблему разработки технологии блокчейна, которая предлагает масштабируемость, децентрализацию и безопасность, не ставя под угрозу ни одну из них.

Хотя ни доказательство работы, ни доказательство заинтересованности полностью не решают эту проблему, чем больше прогресс, который мы можем достичь в достижении гармонии между тремя компонентами, тем ближе технология блокчейна, наконец, может двигаться к достижению массового принятия.