Proof-of-Stake PoS и Proof-of-Work PoW: алгоритмы консенсуса

Первый майнер, решивший задачу, передает решение в сеть, а другие майнеры проверяют его, прежде чем добавить блок в цепочку. Proof of Stake уменьшает количество вычислительной работы, задействованной для подтверждения блоков и операций, обеспечивающих безопасность блокчейна и, соответственно, самой криптовалюты. Проверка блоков с помощью оборудования владельцев монет регулируется Proof of Stake. Владельцы, предоставляющие свои валюты в качестве залога в обмен на возможность верификации блоков, известны как «валидаторы». Proof of Work – это метод, подтверждающий выполнение определенного объема работы для верификации транзакций в сети и майнинга новых биткоинов.

В данной статье мы собираемся подробнее рассказать Вам о том, как сеть Биткойн зависит от набора правил, называемого алгоритмом консенсуса Proof of Work. Если кто-то хочет провести атаку 51%, ему сначала нужно иметь более половины всех криптовалют в своем распоряжении. Шансы на то, что это произойдет, настолько малы, что можно предположить, что этого никогда не произойдет.

Proof-of-work (PoW) — децентрализованный алгоритм консенсуса, впервые представленный Bitcoin (BTC). Перевод Биткоина в систему Proof-of-Stake (PoS) возможен, но маловероятен. Это связано с тем, что такой переход потребует внесения фундаментальных изменений в существующую сеть, что может оказаться нецелесообразным с учетом ее нынешних размеров и сложности.

Значимость Proof of Work в системе блокчейн

Его использовали исследователь компьютерной безопасности Маркус Якобссон и профессор Технион-Корнельского института Джейкобса Ари Джуэлс в статье Proofs of Work and Bread Pudding Protocols. Если бы Proof-of-Stake выбирал следующий блок по балансу счета, то это привело бы к нежелательной централизации – тот, у кого больше денег, всегда имел бы преимущество. До биткоина неоднократно принимались попытки создать децентрализованную систему, которая бы позволяла совершать переводы и верифицировать их без необходимости иметь центрального оператора. Однако в большинстве случаев у майнеров нет реальной причины нарушать правила из-за огромных затрат как времени, так и денег, необходимых для непрерывной добычи.

Этот процесс называется майнингом, что означает, что майнеры заняты добавлением новых блоков. Proof-of-Work (POW) – это алгоритм консенсуса, который используется в блокчейн-сетях для подтверждения транзакций и создания новых блоков. Он основывается на математически сложных вычислениях, которые выполняются участниками сети, известными как «майнеры», чтобы доказать, что они внесли свой вклад в обработку транзакций и создание новых блоков. Поскольку для доказательства доли владения не требуется столько вычислительной мощности, сколько для подтверждения выполнения работы, оно более масштабируемое. Этот механизм консенсуса может обрабатывать транзакции быстрее, с меньшими комиссиями и с меньшим потреблением энергии, что делает криптовалюты с доказательством доли владения более экологически безопасными.

Что такое Proof of Work

Будучи первым алгоритмом консенсуса, он является основой децентрализации биткоина, а также нескольких других популярных блокчейнов. Хотя критики скептически относились к PoW из-за высокого энергопотребления, многие майнинговые операции переходят на использование возобновляемых источников энергии. Это дает более позитивные долгосрочные перспективы для обеспечения устойчивости сетей блокчейн по мере роста их внедрения.

Если этот хеш соответствует определенным условиям, он будет проверен другими узлами в сети. Если эти узлы подтвердят его действительность, майнер получит свое вознаграждение. Proof-of-Work затрудняет изменение любого аспекта блокчейна, поскольку при каждом таком изменении потребуется переделывать (перемайнивать) все последующие блоки. Это также затрудняет пользователю или пулу пользователей монополизировать вычислительную мощность сети, поскольку машины и мощность, необходимые для реализации хеш-функций, являются дорогостоящими. Следует также отметить и то, что в сети безопасность будет осуществляться в PoW с помощью хэша – чем будет больше, тем наиболее безопаснее становится сама сеть.

Альтернативы PoW

В двух словах, алгоритм консенсуса — это набор правил, управляющих сетью блокчейн. Это соглашение о правилах конкретного блокчейна и о том, как пользователи могут участвовать в сети. Для этого майнеры должны предоставить решение арифметической задачи, показывая, что в транзакциях нет ошибок. Среди них Bitcoin с алгоритмом SHA-256, Ethereum с Ethash, Litecoin с Script и Monero с CryptoNight.

Proof-of-Work оказалось безопасным и надежным механизмом для достижения консенсуса по блокчейну. Однако у него есть недостатки, такие как высокое энергопотребление и централизация мощности майнинга. Еще одна проблема с доказательством работы — это централизация мощности майнинга . Со временем отдельным майнерам становится все труднее конкурировать с более крупными предприятиями, у которых больше ресурсов, или с тем, что мы называем «майнинг-фермами» или «майнинг-фермами». Это может привести к меньшему количеству майнеров и потенциально меньшей децентрализации сети.

• Например, атака, направленная на контроль над 51% ресурсов сети Bitcoin с целью создания нелегитимных монет или проведения мошеннических транзакций, стоит невероятно дорого.
• Таким образом, все зависит от потребностей конкретного пользователя и от того, какая система ему больше подходит.
• Заработанные ими награды можно также стейкать, за счет чего увеличится шанс быть выбранными в следующем раунде.
• Изначально майнинг через proof of work можно было выполнять с помощью центральных процессоров (CPU) и графических процессоров (GPU).
• При наличии огромных средств в виде токенов может в значительной степени уменьшить статус децентрализации сети всего блокчейна.
• На сегодняшний день для главных криптовалют сегодня становится все труднее найти решения, а процесс вычисления огромного количества хэшей может быть дорогим из-за оборудования и электроэнергии.

В дальнейшем в других криптовалютах (например Litecoin) вместо SHA-256 стали применяться KDF, такие как scrypt, bcrypt, PBKDF2 и другие[5]. Доказательство работы (Proof of Work) является старейшим из протоколов консенсуса blockchain. Его первое приложение относится к анти-спаму, используемому для почтовых ящиков.

С другой стороны, модели PoS появились позднее и все еще находятся на ранних этапах развития как с технической точки зрения, так и в процессе принятия рынком. Многие сомневаются в моделях консенсуса на основе PoS, поскольку многие из них пока не успели полностью протестировать. Алгоритм PoW прошел проверку временем, и сеть Bitcoin — наглядное тому доказательство. Это самая мощная сеть в мире, сохранившая подлинность данных, надежность и безопасность. Это опасно, так как группа участников, получившая 51% токенов, может изменить блокчейн для получения личной выгоды. Откройте глаза — мы живем в подобной системе довольно давно и смотрите, куда это нас привело.

Блокчейн — это сеть распределенных узлов (нод), каждая из которых несет собственную копию реестра. Алгоритм консенсуса обеспечивает способность каждой ноды проверить, что майнер (в роли которого выступает другой узел, добавляющий новый блок в блокчейн) фактически выполнил необходимые расчеты. Proof of Stake дает узлам с долей сетевых токенов право получать вознаграждение за проверку блоков. Этот консенсус в отличие от алгоритма Proof of Work намного более экологичен. Они делают это, потому что Proof of Stake имеет несколько преимуществ перед Proof of Work.

Напротив, многие сторонники PoW утверждают, что PoS как новая технология еще не доказала свой потенциал в том, что касается безопасности сети. Тот факт, что сети PoW требуют значительных ресурсов (оборудование для майнинга, электричество и т. д.), делает атаки на них более дорогими. Согласно модели PoW, майнеры получают дивиденды за решение сложных математических задач — награду за блок и иногда комиссии Обзор криптовалюты Axie Infinity AXS за транзакции. Это стимулирует участников верным образом, поскольку ноды соревнуются за решение задачи для получения награды. В механизмах консенсуса Proof-of-Stake (PoS) валидаторы должны стейкать определенное количество монет, чтобы получить право на вознаграждение за блок. Количество монет зависит от конкретного проекта, но обычно оно составляет около 1% или более от общего объема циркулирующих монет.

Как мы уже говорили, маловероятно, что атака 51% произойдет на популярные криптовалюты, такие как ETH или BNB. Однако небольшие цифровые активы с меньшей ценностью более уязвимы для атак. Атакующие могут завладеть достаточным количеством монет, чтобы получить преимущество против других валидаторов. Тогда они смогут эксплуатировать систему PoS, становясь часто выбираемыми в качестве валидаторов.

В рамках POW каждый майнер решает сложную математическую задачу, требующую больших вычислительных мощностей и энергозатрат, и отправляет решение на проверку всей сети. Если решение верно, майнер получает вознаграждение за свой вклад и новый блок добавляется в блокчейн. Proof-of-Work (PoW) — это механизм консенсуса, используемый в блокчейне для подтверждения и обеспечения безопасности транзакций. PoW гарантирует, что участники сети согласуют порядок и достоверность транзакций без участия центрального органа. Комиссии не только ниже, но и потребление энергии также ниже, что делает криптовалюты, использующие proof-of-stake, более экологичными.