Proof-of-Work против Proof-of-Stake

Скорее всего, вы до недавнего времени даже не слышали, что криптовалюта Ethereum переходит с системы на Proof-of-Work на систему Proof-of-Stake. Что же изменится в технологиях майнинга, когда сообщество Ethereum решит сменить одно на другое?

Proof-of-Work против Proof-of-Stake

Что такое Proof-of-Work?

Введение

Proof-of-Work — это особый протокол, ключевая задача которого — это защита от кибератак, DDoS-атак, при которых хакеры перегружают вычислительную мощность системы, посылая множество ложных запросов.

Концепция PoW (Proof-of-Work)  существовала еще задолго до биткоина, однако когда Сатоси Накамото применил (или же применила — мы ведь до сих пор ничего не знаем о личности знаменитого создателя криптовалюты) данную технику к собственному изобретению, то это положило начало революции в сфере цифровых транзакций.

Строго говоря, идея Proof-of-Work предложена была Мони Наор и Синтией Дворк еще в 1993 году, однако сам термин появился намного позже, в 1999-м, в статье Ари Джуэлса и Маркуса Джейкобсона.

Однако давайте вернемся в сегодняшний день. Без преувеличения Proof-of-Work — это основная идея, лежащая в основе популярного биткоина. Именно она служит специальной базой для распределенного реестра.

Что такое распределенный реестр?

Распределенный реестр — система, при помощи которой можно делать переводы денег напрямую, не прибегая при этом к услугам каких-то посредников.

При привычных способах проведения денежных операций вы практически доверяете свои средства какой-то третьей стороне (к примеру, Visa, PayPal, Mastercard или банку), которая и выполняет транзакцию. Третья сторона ведет свой закрытый реестр транзакций, который включает записи об истории сделок и информацию о балансе каждого отдельного аккаунта.

Тем не менее, в случае биткоина и многих иных криптовалют копия данного реестра есть фактически у каждого участника системы. Именно этот распределенный реестр и называется сегодня блокчейном. При этом каждая сторона в транзакции в праве проверить все данные самостоятельно, поэтому потребность в посредниках просто отпадает.

Proof-of-Work против Proof-of-Stake

Proof-of-Work и майнинг

На более сложном уровне PoW — это набор требований к различным сложным вычислениям, которые следует сделать, дабы создать новую группу официальном заверенных транзакций (или блок) и добавить ее к распределенному реестру (то есть блокчейну). Данный процесс называют майнингом. Майнинг же преследует две основные цели:

  • Верификация сделки, позволяющая избежать двойного расходования.
  • Создание новых единиц крипты (практически, майнеры получают их как награду за осуществление предыдущей задачи).

Во время транзакции с криптой происходит следующее:

  • Транзакции группируются в блоки случайным образом.
  • Майнеры подтверждают легитимность всех транзакций в каждом блоке.
  • Для этого им необходимо решить достаточно сложную математическую задачу, более известную как proof of work problem.
  • Первый майнер, который решит сложную задачу, связанную с определенным блоком, получает свое вознаграждение в форме криптовалюты.
  • Все заверенные майнерами транзакции добавляются к блокчейну, доступному каждому участнику системы.

Главная особенность данной математической задачи — это асимметрия. Она должна быть сложной для майнера, однако достаточно простой для всей сети в общем. Это достигается посредством криптографии.

Каждый отдельный майнер в сети старается найти решение такой задачи первым. Причем найти его можно только способом прямого перебора, потому для удачного решения требуется очень много попыток.

Когда кто-либо из майнеров находит правильное решение, то система извещает об этом всех участников сети, одновременно начисляя такому майнеру вознаграждение согласно протоколу.

Сложность майнинга дает возможность поддерживать его особую соревновательную природу. Чем выше вычислительная распределенная мощность сети, тем больше становится данный параметр. Другими словами, возрастает количество вычислений, которые надо провести для того, чтобы создать еще один новый блок.

Также метод повышает цену создания блока, побуждая всех майнеров наращивать эффективность собственных систем, дабы сохранить позитивный экономический баланс. Увеличение порога в среднем должно происходить каждые две недели, а новый блок образуется примерно каждые 10 минут.

Proof-of-Work применяется не только лишь в системе биткоина, но также в Ethereum и многих остальных системах, которые основаны на блокчейне.

В каждом отдельном случае особенности PoW-системы могут отличаться, так как для каждого блокчейна создаются индивидуально.

Разработчики криптовалюты Ethereum желают изменить систему полностью, перейдя к новой PoW-системе.

Proof-of-Work против Proof-of-Stake

Что такое Proof-of-Stake?

Введение

Proof-of-Stake — это другой метод верифицирования транзакции и обеспечения distributed consensus.

Это особый алгоритм, который используется с теми же целями, что и PoW, но метод достижения данных целей сильно отличается.

Идея Proof-of-Stake впервые была предложена на крупном форуме bitcointalk еще в 2011 году. Спустя год появились первые криптовалюты, которые используют данный способ, — ShadowCash, Nxt, Peercoin, BlackCoin, NuShares/NuBits, Nav Coin и Qora.

В отличие от того же PoW, где алгоритм вознаграждает майнеров, делающих вычисления для валидации транзакций, а также создания новых блоков, в системе Proof-of-Stake создатель нового блока системой выбирается заранее на основании его состояния, то есть его доли в общем числе криптовалюты.

Без вознаграждения за блок

Вдобавок, это означает, что весь объем крипты в системе создан изначально и вообще никогда не меняется. В связи с этим в системе Proof-of-Stake вознаграждение за блок полностью отсутствует. Доход майнеров составляют только комиссии с транзакций. Потому для майнинга в PoS-системе существует термин - форджинг.

Почему Ethereum планирует перейти на PoS?

Сообщество крипты Ethereum, а также создатель этой криптовалюты Виталий Бутерин собираются сделать хардфорк, дабы перейти с системы PoW на более новый Proof-of-Stake.

Однако почему? Распределенный реестр, который основан на PoW требует от майнеров гораздо больших затрат энергии. То есть, одна транзакция с популярным биткоином требует столько электричества, сколько полторы семьи потребляют за весь день.

А за электроэнергию майнерам приходится платить фиатными деньгами. Это сдерживает рост ценности крипты.

Исследования показали, что к 2020 году транзакции в биткоин-сети потреблять будут столько же электроэнергии, сколько все население государства Дания.

Это очень беспокоит создателей криптовалют. Сообщество Ethereum желает использовать Proof-of-Stake как более дешевую и экологичную форму поддержания блокчейна.

Вдобавок, изменится механизм вознаграждения: у майнера в системе PoW может вообще не быть той криптовалюты, для которой он делает вычисления. В случае же Proof-of-Stake, форджеры всегда владеют определенной частью криптовалюты.

Как можно стать форджером?

В случае если новый протокол алгоритма Proof-of-Stake — Casper будет применен, то в системе появится пул валидаторов. Пользователи смогут легко присоединяться к пулу, дабы войти в число форджеров.

У системы не будет каких-либо предпочтений по поводу того, кто именно сможет войти в пул валидаторов. Так, кто угодно сможет присоединиться на любом этапе, в независимости от количества остальных участников.

Специальное вознаграждение для валидаторов при этом составит от 2% до 15% от общей суммы транзакции.

Вдобавок, было заявлено, что, хотя количество валидаторов (или форджеров) не будет программно ограничиваться, его можно будет регулировать экономически, уменьшая размер комиссии, в случае еесли желающих станет очень много, либо увеличивая, если их будет вдруг не хватать.

Proof-of-Work против Proof-of-Stake

Более надежная система?

Все компьютерные системы нуждаются в защите от атак хакеров, в особенности когда она связана с денежными средствами. В связи с этим ключевой вопрос сводится к следующему: будет ли безопаснее Proof-of-Stake, чем PoW?

Он сильно беспокоит не только лишь экспертов — скептики есть и в сообществе. В случае PoW хакерам сложно получить доступ к системе из-за высокого экономического и технологического порога вхождения.

Атаки хакеров в PoW-системе обходятся достаточно дорого. Зачастую вам для этого потребуется больше денег, нежели вы в результате сможете похитить.

Системе Proof-of-Stake, наоборот, потребуются дополнительные инструменты защиты — без этого ее атаковать будет намного проще.

Для того, чтобы разрешить данный очень важный вопрос, Бутерин создал специальный протокол под названием Casper, —алгоритм, который способен определять особые обстоятельства, при которых любой неблагонадежный валидатор может потерять собственный депозит. Casper требует, чтобы все валидаторы вносили вклад для участия.

Конкретный частник теряет свой депозит, если данный протокол определяет, что он нарушил набор специальных правил.

Вывод

За счет PoS валидаторам не требуется применять собственную вычислительную мощность. Факторами, которые влияют на успех, является общее число их собственных монет, а также текущая сложность всей системы.

В итоге, переход от PoW к Proof-of-Stake может обеспечить такие важные преимущества:

  • Экономия энергии.
  • Гораздо более безопасная сеть, так как атаки станут более дорогостоящими. Если хакер захочет приобрести 51% от всего количества монет, то рынок отреагирует стремительным повышением цен.

Узлы сети должны заплатить специальный залог, дабы стать частью всего распределенного реестра. Система Casper определит определенную сумму вознаграждений, которые причитаются валидаторам, исходя из сумм, внесенных ими.

В случае если какой-то валидатор создаст какой-то недопустимый блок, то его залог будет сразу удален, а он сам лишится возможности участия в этой системе.

Иными словами, система безопасности под названием Casper базируется на чем-то типа ставок. В PoS-системе валидатор будто делает ставку на транзакцию и затем получает денежный приз, который пропорционален его вкладу.


Оставить комментарий