Модель PoW требует значительных затрат на майнинг, что позволяет при ее использовании обеспечить более децентрализованную структуру. Сетью владеют и управляют тысячи нод по всему миру, образуя децентрализованную и защищенную систему. Proof-of-work (PoW) — децентрализованный алгоритм консенсуса, впервые представленный Bitcoin (BTC). Одним из недостатков PoW является тенденция к централизации майнинга. Крупные майнинговые компании и пулы, обладающие значительными вычислительными мощностями, имеют большее влияние на сеть стратегии торговли на криптобирже и процесс принятия решений.
Основные различия майнинга на PoW и PoS
PoW накладывает определенные ограничения на действия участников, поскольку для решения задачи требуются значительные усилия. Эффективная атака также требует больших вычислительных мощностей и продолжительных вычислений, поэтому она возможна, но невыгодна что такое pow на фоне высоких затрат. Именно здесь дело для PoS принимает серьезный оборот, по крайне мере, в теории.
История появления и объяснение алгоритма Proof of Stake (PoS)
В человеческом обществе всегда большинство составляют те, кто зарабатывает на жизнь честным трудом. К сожалению, существуют и великие комбинаторы, знающие множество способов отъема денег у тех, кто скопил их слишком много. Очевидно, что появление криптовалют и возможность добывать их на компьютерах не остались без внимания непорядочных людей. Они используют такой инновационный способ мошенничества, как скрытый майнинг криптовалют. Попробуем разобраться, что это такое и насколько это явление распространено.
Недостатки алгоритма Proof of Stake
А поскольку награда чаще всего существенно меньше доли, то попытки мошенничества банально не выгодны. Чем больше монет на стейкинге имеет валидатор, тем больше он может заработать, из-за чего такую схему называют обогащением богатых. Такие валидаторы также могут влиять на голосование в сети, поскольку блокчейны Proof-of-Stake зачастую предоставляют валидаторам права управления.
Даже подсчитано уже, когда оно перестанет компенсировать затраты электроэнергии. Для сетей PoS это не характерно, что и привлекает в них множество новых пользователей. Они помещают монеты в стейкинг и занимаются проверкой транзакций. Это похоже на лотерею — чем больше заблокированных токенов, тем выше вероятность стать валидатором. Например, в сети Ethereum требуется внести минимальную сумму в размере 32 ETH (около $52 тыс.).
Этот метод был предложен в 2011 году и с тех пор получил широкое распространение. Очевидное преимущество Proof-of-Stake перед Proof-of-Work заключается в том, что его выполнение не требует от майнеров гигантского расхода электроэнергии, что делает его намного более эффективным. Он также позволяет реализовать системы управления нового поколения, например, предоставив участникам сети возможность принять участие в выборе между хард- и софт-форками.
Одним из самых значительных событий в истории PoS стал переход Ethereum с PoW на PoS в сентябре 2022 года. Этот апгрейд, известный как “The Merge”, представлял собой крупный шаг к более устойчивой структуре одной из крупнейших блокчейн-сетей, сократив энергопотребление Ethereum на предполагаемые 99%.
Далее атакующие майнеры присоединяются к одной из веток, и, поскольку у них больше вычислительной мощности, их цепочка содержит больше блоков. Неважно, сколько денег у вас в кошельке — важно иметь большие вычислительные возможности для решения задач и формирования новых блоков, а значит, держатели больших капиталов не могут принимать решения за всю сеть. Валидатор дает сети в залог свои монеты, чтобы участвовать в процессе валидации.
Впервые идея доступа к какой-либо сети путем решения некой, достаточно трудной криптозадачи прозвучала в 1993 году. Авторами столь инновационной идеи стали Синтия Двор и Мони Наор, эксперты в области вычислительных устройств. Были определены и решены несколько проблем в дизайне систем PoS, включая начальное распределение монет, потенциал монополизации крупными держателями стейков, уязвимость к 51% атакам и проблему “Ничего на кону”. Difficulty_bits определяет сложность задачи (чем выше значение, тем сложнее найти подходящий хеш). В данном случае, система ищет nonce, который, будучи добавленным к header, дает хеш, соответствующий заданной сложности.
Награды за майнинг биткоина высоки, что стимулирует майнеров искать альтернативные источники энергии. Поскольку наибольшие затраты в сети Bitcoin идут на электричество, майнеры постоянно ищут самые дешевые и чистые источники энергии, чтобы максимально увеличить прибыль. В модели PoS участники стремятся получить вознаграждение, только чтобы увеличить свой баланс и в будущем иметь еще большие шансы на вознаграждение. Это ведет к централизации сети, когда участники с бо́льшим балансом получают больший контроль над блокчейном.
Сложность задачи в PoW регулируется автоматически, чтобы среднее время создания нового блока оставалось постоянным, например, 10 минут для Bitcoin. Когда общая вычислительная мощность сети увеличивается, сложность задачи соответственно повышается, и наоборот. Еще один плюс — снижение риска атаки 51%, при которой определенная группа лиц может контролировать большую часть хеширования, чтобы использовать ее для личной выгоды. Это сложно осуществить, поскольку злоумышленник может потерять заблокированные токены. В крупных сетях, таких как Ethereum, ему придется потратить несколько миллионов долларов.
Стать майнером и / или оператором полного узла может любой желающий. При этом один пользователь может выполнять обе эти роли параллельно. Когда Сатоси Накамото придумал концепцию криптовалюты Биткоин, он решил убрать из транзакций сторону гаранта, переложив его функцию на саму систему.
С помощью PoW майнеры конкурируют друг с другом за завершение транзакций в сети и за вознаграждение. PoW требует от участников сети выполнения сложных вычислительных задач для доказательства того, что они затратили определенное количество вычислительных ресурсов (времени, энергии). В крипте к примеру это означает то, что кто первым решает задачу, получает право добавить новый блок в блокчейн и за это вознаграждается определенным количеством криптовалюты. Proof of Work (PoW) — это один из первых и наиболее известных алгоритмов консенсуса, используемый в таких криптовалютах, как Bitcoin и Ethereum (до перехода на PoS). В основе PoW лежит решение сложных математических задач, требующих значительных вычислительных ресурсов. Этот метод был предложен Сатоши Накамото в 2008 году и стал основой для первой криптовалюты — Биткоина.
Эта “работа” сводится к поиску числа nonce, которое, будучи добавленным к данным блока, дает хеш, начинающийся с определенного количества нулей. По словам Виталика Бутерина для завершения нового Протокола Proof of Stake потребуется еще «некоторая работа», в том числе небольшие изменения, предложенные в ходе академических исследований и рождения новых идей. Выступая на пресс-конференции 5 марта 2018 года в Singapore University of Social Sciences, он заявил, что до внедрения нового Протокола Proof of Stake (PoS) для майнинга Ethereum, осталось не так уж много времени. Итак, после того, как узел избирается гарантом-валидатором, он проверяет, действительны ли транзакции в блоке. Кроме того, существенное отличие между двумя алгоритмами заключается в том, что PoS в качестве вознаграждения использует комиссию от подтверждённой сделки.
- Итак, после того, как узел избирается гарантом-валидатором, он проверяет, действительны ли транзакции в блоке.
- В статье мы рассмотрим, как работает алгоритм Proof of Work (PoW) и для чего он нужен в децентрализованных блокчейнах.
- Для добавления новых блоков в блокчейн биткоина майнеры должны решать сложные криптографические задачи, что требует значительных вычислительных мощностей.
- Классическая стратегия предотвращения ближних атак состоит в исключении вредоносных узлов.
- В сухом остатке, биткоин — это первая децентрализованная база данных в истории, и трансфер ценности — это одно из многих естественных применений для биткоина.
Здесь используется алгоритм Hashcash, позволяющий менять сложность задачи в зависимости от общей вычислительной мощности сети. Подобная же система реализована в похожих на биткоин криптовалютах, например, в лайткоине. Это корень знаменитой проблемы Nothing-at-Stake (пустой стэк), которая делает PoS системы по своей природе нестабильными в глазах многих криптовалютных энтузиастов. Создать более длинную альтернативную цепочку посредством расходования «несуществующих» ресурсов.
Несмотря на различия в механизмах консенсуса, криптовалюты, работающие на PoW и PoS, по сути функционируют одинаково с точки зрения пользователей. Их можно покупать, продавать на биржа и обменниках, хранить в кошельках и использовать для различных целей, таких как инвестиции, платежи и участие в децентрализованных приложениях (dApps). Выбор между PoW и PoS зависит от приоритетов проекта, таких как безопасность, масштабируемость и энергоэффективность.