Что означает Proof-of-Stake (PoS) в криптовалюте?

Содержание

• Что такое Proof-of-Stake в блокчейне?
• Как работает Proof-of-Stake?
• Чем Proof-of-Stake отличается от Proof-of-Work?
• Основные цели доказательной базы
• Безопасность доказательств
• Преимущества доказательной базы
• Недостатки системы Proof of Stake
• Какие криптовалюты используют Proof of Stake?
• Заключительные слова о доказательстве наличия (PoS)
• Часто задаваемые вопросы о Proof-of-stake (PoS)

Proof-of-stake (PoS) — это механизм консенсуса, используемый в сетях блокчейн для достижения согласия по поводу состояния блокчейна. В отличие от Proof-of-Work (PoW), который требует от майнеров решения сложных математических головоломок для подтверждения транзакций и создания новых блоков, PoS выбирает валидаторов для создания и подтверждения новых блоков на основе количества криптовалюты, которой они владеют и готовы «поставить» в качестве залога.

Вот несколько ключевых моментов, касающихся PoS:

• Более энергоэффективный: Поскольку PoS не полагается на грубую вычислительную силу, он потребляет гораздо меньше энергии, чем PoW.
• Более быстрое проведение транзакций: Благодаря упрощенному процессу проверки блокчейн PoS часто обрабатывает транзакции быстрее, чем цепочки PoW.
• Повышенная доступность: Любой человек, обладающий достаточным количеством криптовалюты, может участвовать в стейкинге, в отличие от PoW, который требует специализированного оборудования.
• Проблемы безопасности: Некоторые утверждают, что системы PoS менее безопасны, чем PoW, поскольку крупные заинтересованные лица могут манипулировать сетью.

Вот подробная информация:

• Ставки: В системе PoS участники, часто называемые валидаторами, должны «поставить на кон» определенную сумму криптовалюты, используемой в блокчейне. Эта сумма служит залогом и хранится в специальном кошельке или смарт-контракте. Сумма криптовалюты может варьироваться в зависимости от конкретного протокола блокчейна.
• Создание блоков и валидация: Валидаторы выбираются для создания новых блоков и подтверждения транзакций на основе алгоритма отбора. Вероятность быть выбранным в качестве валидатора часто пропорциональна количеству поставленной криптовалюты — те, кто ставит больше, имеют больше шансов быть выбранными.
• Предложение блока: Валидаторы, выбранные для создания нового блока, предлагают новый блок с набором транзакций. Этот предложенный блок включает криптографический хэш предыдущего блока, образуя цепочку блоков — блокчейн.
• Голосование: Затем другие валидаторы в сети оценивают валидность предложенного блока. Они могут проголосовать за то, считают ли они предложенный блок действительным или нет. Валидаторы могут иметь возможность голосовать напрямую, либо их доля может автоматически голосовать от их имени.
• Консенсус: Консенсус достигается, когда подавляющее большинство валидаторов (часто большинство в две трети голосов или более) соглашается с действительностью предложенного блока. Как только консенсус достигнут, блок добавляется в блокчейн, и процесс начинается заново для следующего блока.
• Распределение вознаграждений: Валидаторы, участвующие в создании и проверке блоков, получают вознаграждение в виде комиссии за транзакции, а иногда и новоиспеченных монет. Вознаграждение распределяется между валидаторами в зависимости от их доли и участия в сети.
• Наказания: Валидаторы, действующие злонамеренно или пытающиеся подтвердить мошеннические транзакции, могут понести наказание, включая уменьшение части поставленных монет или временную или постоянную потерю права на ставку.
• Безопасность: Системы PoS часто включают в себя механизмы, обеспечивающие безопасность сети и предотвращающие централизацию. Это может включать случайный выбор валидаторов, штрафы за нечестное поведение, а также механизмы, не позволяющие одному субъекту контролировать значительную часть сети.

В целом PoS предлагает энергоэффективную альтернативу механизмам консенсуса PoW и стимулирует валидаторов к честным действиям по обеспечению безопасности сети.

Proof-of-Stake (PoS) и Proof-of-Work (PoW) — два фундаментальных механизма консенсуса, используемых в блокчейне для подтверждения транзакций и обеспечения безопасности сети. Хотя оба они достигают одной и той же цели, их подходы существенно отличаются, что приводит к различным преимуществам и недостаткам.

Вот описание основных различий:

Характеристика	Proof-of-Stake (PoS)	Proof-of-Work (PoW)
Процесс валидации	Ставка криптовалюты	Решение сложных головоломок с помощью вычислительных мощностей
Потребление энергии	Очень низкий	Очень высокий
Доступность	Каждый, у кого достаточно криптовалюты, может сделать ставку.	Требуется специализированное оборудование
Безопасность	Изменения, потенциальные проблемы с крупными заинтересованными сторонами	Создана, но уязвима для атак на майнинг-пулы
Скорость транзакций	Как правило, быстрее	Как правило, медленнее
Децентрализация	Может быть менее децентрализованным из-за концентрации майнинговых пулов	Может быть очень децентрализованным
Воздействие на окружающую среду	Низкий	Высокий
Стоимость входа	Нижний	Выше
Награды	Зарабатывается за проверку блоков	Зарабатывается за добычу блоков
Зрелость	Новейшие технологии	Отработанная технология

• PoW: Майнинг обеспечивает безопасность сети блокчейн, решая сложные математические головоломки, подтверждая транзакции и создавая новые блоки, стимулируя майнеров вознаграждением за их вычислительные усилия.
• PoS: Пользователи «ставят на карту» свои существующие криптовалютные запасы, по сути, блокируя их на определенный период. Сумма ставки определяет их шанс быть случайно выбранными в качестве валидатора для следующего блока. Валидаторы проверяют транзакции и добавляют новые блоки в цепочку, получая за свою работу вознаграждение.

• PoW: Из-за конкурентного процесса майнинга блокчейн PoW, такой как биткоин, потребляет огромное количество энергии, что вызывает озабоченность экологов.
• PoS: Благодаря отсутствию необходимости в мощном оборудовании для майнинга, блокчейн PoS значительно более энергоэффективен, что снижает его воздействие на окружающую среду.

• PoW: Для участия в майнинге PoW часто требуется дорогостоящее специализированное оборудование, что делает его менее доступным для людей с ограниченными ресурсами.
• PoS: Любой человек, обладающий достаточным количеством криптовалюты, может участвовать в ставке, что делает ее более доступной и демократичной.

• PoW: распределенный характер майнинга с большим количеством участников делает блокчейн PoW в целом устойчивым к атакам. Однако возможность получения контроля крупными майнинговыми пулами вызывает опасения по поводу безопасности.
• PoS: Хотя PoS обеспечивает достойную безопасность, некоторые утверждают, что крупные участники, обладающие значительными суммами криптовалют в ставках, могут манипулировать сетью. Это тема постоянных дебатов и исследований.

• PoW: сложный процесс проверки в PoW может привести к замедлению времени проведения транзакций, особенно в периоды высокой активности сети.
• PoS: Более простой процесс проверки в PoS часто приводит к более высокой скорости транзакций по сравнению с PoW.

Выбор между PoW и PoS зависит от конкретных приоритетов блокчейн-проекта. Хотя PoW обеспечивает надежную безопасность, его энергопотребление является основным недостатком. PoS представляет собой более экологичную и инклюзивную альтернативу, но пока находится в стадии разработки, и его долгосрочные последствия для безопасности находятся в стадии оценки.

• Безопасная и децентрализованная сеть: Как и PoW, PoS в первую очередь нацелен на обеспечение безопасности сети блокчейна и поддержание ее децентрализации. Это означает обеспечение точности и неизменности данных о транзакциях при сохранении устойчивости к манипуляциям или контролю со стороны какого-либо одного субъекта.
• Повышенная эффективность: PoS стремится обеспечить безопасность и децентрализацию более эффективно, чем PoW. При этом отпадает необходимость в энергоемком майнинге, что приводит к ускорению обработки транзакций и снижению воздействия на окружающую среду.
• Повышенная доступность: PoS призван сделать участие в блокчейне более доступным, устранив аппаратные барьеры, связанные с майнингом PoW. Любой человек, обладающий достаточным количеством криптовалюты, может участвовать в майнинге, что способствует более широкому вовлечению сети.
• Устойчивый рост: PoS стремится обеспечить устойчивый рост экосистемы блокчейна, решая проблемы высокого энергопотребления PoW. Это обеспечивает более широкое внедрение и потенциал применения в реальном мире.
• Динамические поощрения: PoS поощряет участие, предлагая динамические вознаграждения за подтверждение транзакций и обеспечение безопасности сети. Это поощряет честное поведение и препятствует неправильной деятельности.

Хотя безопасность остается основной целью, PoS стремится достичь ее более эффективным, доступным и устойчивым способом, прокладывая путь к более широкому внедрению и развитию технологии блокчейн.

Безопасность PoS основывается на двух основных принципах: экономических стимулах и рандомизированной проверке. Оба принципа работают вместе, чтобы создать систему, в которой честное поведение вознаграждается, а злонамеренная деятельность наказывается.

• Стакинг: Пользователи «ставят на карту» свои криптовалюты, по сути, запирая их на определенный срок. Это выступает в качестве залога, аналогичного гарантийному депозиту.
• Слэш: если валидатор ведет себя нечестно, он теряет часть поставленной криптовалюты, что создает сильную тягу к мошенничеству.
• Вознаграждения: Честные валидаторы, которые помогают обеспечить безопасность сети, получают вознаграждение, что еще больше мотивирует их действовать честно.

• Валидаторы: Не все могут подтверждать транзакции. Вместо этого валидаторы выбираются случайным образом, исходя из размера их ставки и других факторов.
• Сложность атаки: Эта случайность затрудняет контроль над сетью и манипулирование транзакциями, так как они не могут заранее знать, кто является валидаторами.
• Византийская отказоустойчивость (Byzantine Fault Tolerance, BFT): Некоторые системы PoS используют BFT, позволяя сети функционировать, даже если небольшое количество валидаторов вредоносно или недоступно.

• Концентрация ставок: Если небольшая группа контролирует большую часть поставленных монет, она потенциально может манипулировать сетью. Это серьезная проблема и активная область исследований.
• Новая технология: PoS — более новая технология, чем PoW, и ее долгосрочные последствия для безопасности все еще изучаются и обсуждаются.
• Социальная инженерия: Целенаправленные атаки могут обмануть валидаторов и заставить их вести себя плохо.
• Уязвимости смарт-контрактов: Уязвимости в смарт-контрактах, развернутых на блокчейне, могут быть использованы независимо от механизма консенсуса.

PoS предлагает многообещающий подход к безопасности блокчейна, но он не идеален. Безопасность — это непрерывный процесс, требующий постоянного мониторинга, обновлений и исследований для устранения меняющихся угроз. Выбор между PoS и PoW зависит от конкретных потребностей и приоритетов безопасности блокчейн-проекта.

• Энергоэффективность: PoS устраняет необходимость в энергоемком оборудовании для майнинга, значительно снижая воздействие технологии блокчейн на окружающую среду. Это соответствует растущему беспокойству по поводу устойчивости систем PoW, таких как биткойн.
• Более быстрые транзакции: PoS обычно обеспечивает более быстрое время обработки транзакций по сравнению с PoW. Это связано с упрощенным процессом проверки, когда валидаторы выбираются случайным образом, а не соревнуются между собой путем сложных вычислений.
• Повышенная доступность: Любой человек, обладающий достаточным количеством криптовалюты, может участвовать в стейкинге, что делает PoS более доступным, чем PoW, для которого требуется специализированное оборудование. Такое более широкое участие укрепляет децентрализацию и безопасность сети.
• Более низкие комиссии за транзакции: Благодаря сниженному потреблению энергии и упрощенному процессу проверки, блокчейн PoS часто имеет более низкие комиссии за транзакции по сравнению с блокчейном PoW. Это может быть особенно полезно для микротранзакций и повседневных случаев использования.

• Концентрация ставок: Если небольшая группа физических или юридических лиц владеет значительной долей монет, поставленных на кон, они могут потенциально манипулировать сетью или влиять на принятие решений. 
• Делегирование и пулы: Валидаторы могут делегировать свои полномочия по ставке третьим лицам, создавая ставочные пулы. Хотя это повышает доступность, это также может привести к централизации, если крупные пулы получат слишком большое влияние.
• Более новая технология: По сравнению с PoW, PoS — относительно новая технология, и ее долгосрочные последствия для безопасности все еще активно изучаются и обсуждаются.
• Атаки социальной инженерии: Целенаправленные атаки с использованием социальной инженерии могут заставить валидаторов действовать нечестно.
• Уязвимости смарт-контрактов: Уязвимости в смарт-контрактах, развернутых на блокчейне, могут быть использованы независимо от механизма консенсуса.
• Первоначальное распределение монет: В зависимости от того, как была распределена первоначальная криптовалюта, могут возникнуть опасения по поводу справедливости и потенциальной централизации, если большая доля будет сосредоточена в руках нескольких человек.
• Атаки по принципу «ничего не стоит» (Nothing-at-Stake Attacks): Некоторые реализации PoS могут быть уязвимы к атакам типа «ничего не стоит», когда валидаторы могут подтвердить как валидные, так и невалидные блоки без штрафа.
• Неопределенность в сфере регулирования: Регулирование криптовалют и систем PoS все еще находится в стадии разработки, что создает неопределенность для пользователей.

Несколько известных криптовалют используют механизм консенсуса Proof-of-Stake (PoS), включая Ethereum (ETH), Cardano (ADA), Binance Coin (BNB), Polkadot (DOT), Solana (SOL), Tezos (XTZ), Cosmos (ATOM) и Algorand (ALGO).

• Ethereum (ETH): В настоящее время переходит от PoW к PoS благодаря обновлению Ethereum 2.0, направленному на повышение масштабируемости и эффективности.
• Cardano (ADA): Один из первых широко распространенных PoS-блокчейнов, известный своим исследовательским подходом и ориентацией на смарт-контракты.
• Binance Coin (BNB): Родной токен биржи Binance, в котором реализована гибридная система PoS и Proof-of-Authority (PoA) для ускорения транзакций.
• Polkadot (DOT): многоцепочечная сеть с уникальной архитектурой шардинга, использующая PoS для своей основной цепи и позволяющая гибко использовать различные механизмы консенсуса на отдельных парачейнах.
• Solana (SOL): Высокопроизводительный блокчейн, известный своей высокой скоростью транзакций и низкими комиссиями, использует уникальный гибридный механизм PoS с узлами-валидаторами и доказательством истории.
• Tezos (XTZ): Платформа управления цепочкой, известная своим формальным процессом верификации и поправками, работает с делегированной системой PoS.
• Cosmos (ATOM): Блокчейн-концентратор, соединяющий независимые блокчейны, использует систему PoS на основе византийской отказоустойчивости (BFT) для своей основной цепи.
• Algorand (ALGO): Чистый PoS-блокчейн, известный своим эффективным и безопасным механизмом консенсуса, разработанным для быстрой и масштабируемой работы.

PoS является многообещающей альтернативой PoW, устраняя его основные недостатки. Однако для обеспечения безопасного и децентрализованного будущего необходимо знать о его проблемах и постоянных усилиях по развитию.