PoW εναντίον PoS – Διαφορά μεταξύ Απόδειξης Εργασίας και Πονταρίσματος

Τι είναι το PoW;

Το PoW ή το proof of work είναι ένα ειδικό πρωτόκολλο που στοχεύει να αποτρέψει επιθέσεις στον κυβερνοχώρο όπως οι επιθέσεις DDoS (κατανεμημένες επιθέσεις άρνησης υπηρεσίας), οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιήσουν τους πόρους ενός στελέχους υπολογιστή με τη βοήθεια πολλαπλών πλαστών αιτημάτων. Χρησιμοποιεί ένα μη αξιόπιστο και κατανεμημένο σύστημα συναίνεσης.

Το PoW εφαρμόζει ένα αποκεντρωμένο σύστημα και λειτουργεί χωρίς να χρειάζεται κεντρική αρχή. Ο μηχανισμός συναίνεσης PoW μπορεί να επαληθεύσει τις συναλλαγές χωρίς να χρειάζεται τρίτο μέρος. Το PoW καθιστά δύσκολη τη διπλή δαπάνη αποδεικνύοντας ότι κάθε χρήστης έχει κάνει αρκετούς υπολογισμούς. Πολλά άλλα έργα blockchain που αντέγραψαν το πρωτότυπο Bitcoin Ο κώδικας ακολουθεί επίσης το μοντέλο απόδειξης εργασίας.

Τι είναι το PoS;

Το Proof of Stake (PoS) είναι ένας τύπος μηχανισμού συναίνεσης που χρησιμοποιείται για την επικύρωση συναλλαγών στο blockchain. Λειτουργεί επιτρέποντας στους ιδιοκτήτες κρυπτονομισμάτων να ποντάρουν τα νομίσματά τους. Αυτό τους δίνει το δικαίωμα να επαληθεύουν νέα μπλοκ συναλλαγών στο blockchain και να τα προσθέτουν στο δίκτυο.

Το μοντέλο του Proof of Stake υπάρχει ως εναλλακτικός μηχανισμός συναίνεσης. Λίγα κρυπτονομίσματα ακολουθούν αυτό το πρωτόκολλο που αντικαθιστά τους miners με στοιχήματα. Ο αλγόριθμος επιλέγει οποιονδήποτε από αυτούς τους παίκτες για να δημοσιεύσει το επόμενο μπλοκ. Δύο προγραμματιστές ονόματι Scott Nadal και Sunny King δημιούργησαν το PoS παρατηρώντας τα ελαττώματα στο PoW το έτος 2012. Η περιορισμένη επεκτασιμότητα και η ανάγκη πολλής ηλεκτρικής ενέργειας δεν αποτελούν πρόβλημα στο μοντέλο PoS.

Απόδειξη εργασίας (PoW) έναντι Απόδειξης στοιχήματος (PoS)

Απόδειξη-της-εργασίας	Απόδειξη πληρωμής
Το PoW ή η απόδειξη εργασίας είναι ένα ειδικό πρωτόκολλο που στοχεύει στην αποτροπή κυβερνοεπιθέσεων όπως το DDoS (κατανεμημένες επιθέσεις άρνησης υπηρεσίας).	Το Proof of Stake (PoS) είναι ένας τύπος μηχανισμού συναίνεσης που χρησιμοποιείται για την επικύρωση συναλλαγών στο blockchain.
Κάθε χάκερ πρέπει να αποκτήσει περισσότερο από το 50% της συνολικής υπολογιστικής ισχύος για να εκτελέσει μια επίθεση 51%.	Οι χάκερ πρέπει να κατέχουν περισσότερο από το 50% όλων των κρυπτονομισμάτων στο ίδιο δίκτυο, κάτι που είναι αδύνατο.
Η πιθανότητα εξόρυξης εξαρτάται από την υπολογιστική εργασία που γίνεται.	Η εγκυρότητα ενός νέου μπλοκ εξαρτάται από το μέγεθος του πονταρίσματος.
Οι ανθρακωρύχοι λαμβάνουν ανταμοιβές για περίπλοκη επίλυση κρυπτογραφικών προβλημάτων.	Ο επικυρωτής δεν λαμβάνει ανταμοιβή μπλοκ. Αντίθετα, εισπράττουν μόνο τέλη δικτύου ως ανταμοιβή τους.
Απαιτεί ισχυρό και ενημερωμένο υλικό εξόρυξης.	Απαιτείται μονάδα επιπέδου διακομιστή για αποτελεσματική επεξεργασία.
Το PoW είναι ο αρχικός μηχανισμός κρυπτογραφικής συναίνεσης που δημιουργήθηκε πολύ πριν από το PoS.	Το PoS προήλθε από το PoW, αλλά συνοδεύεται από αρκετές βελτιώσεις.
Για να επιτευχθεί μεγαλύτερη επεκτασιμότητα, εμπλέκονται όλοι οι κόμβοι σε μια συναλλαγή.	Ολόκληρο το δίκτυο δεν εμπλέκεται στην επαλήθευση κάθε συναλλαγής.

Τι είναι το Staking;

Τα πονταρισμένα κεφάλαια παραμερίζονται και αποθηκεύονται σε ένα έξυπνο συμβόλαιο από τους επικυρωτές. Αυτό είναι γνωστό ως διαδικασία πονταρίσματος. Όποιος έχει μεγαλύτερο μερίδιο μπορεί να επιλεγεί για να επαληθεύσει τις συναλλαγές και να δημιουργήσει μπλοκ. Τα μπλοκ που δημιουργήθηκαν με αυτόν τον τρόπο προστίθενται στο blockchain. Όλα τα νομίσματα pos δεν ακολουθούν το ίδιο σύνολο κανόνων, παρόλο που η έννοια της επικύρωσης είναι η ίδια. Κάθε πιστοποιημένος συμμετέχων στην αγορά επικυρωτή κερδίζει μια ανταμοιβή με βάση την ιδιοκτησία.

Πώς λειτουργεί το PoS;

Θεωρητικά, το PoS είναι μια «ιδανική» λύση για προβλήματα κλιμάκωσης εντός του μηχανισμού PoW. Ethereum Το 2.0 θα είναι 100% απόδειξη στοιχήματος. Ως εκ τούτου, θα επεξεργάζεται τις συναλλαγές του, τις συναλλαγές NFT και θα εκτελεί συναλλαγές έξυπνων συμβολαίων. Κάποιος πρέπει να έχει ένα ισχυρό σύστημα υπολογιστή και ένα πορτοφόλι επαρκούς μεγέθους. Αυξάνει τις πιθανότητές τους να κερδίσουν μια ανταμοιβή απόδειξης στοιχήματος.

Το μοντέλο PoS χειρίζεται τη διατήρηση της ακεραιότητας μέσα σε μια αλυσίδα μπλοκ. Εγγυάται επίσης ότι οι χρήστες κρυπτογράφησης δεν μπορούν να κόψουν νομίσματα χωρίς να τα κερδίσουν.

Η ιδέα του μηχανισμού συναίνεσης PoS βασίζεται στα ακόλουθα βήματα:

Βήμα 1) Οι χρήστες που έχουν στην κατοχή τους εγγενή διακριτικά ενός blockchain αποθηκεύουν το σύνολο ή μέρος του σε πονταρίσματα με ασφάλεια.

Βήμα 2) Ο αλγόριθμος επιλέγει ψευδοτυχαία τον επόμενο επικυρωτή στη σειρά.

Βήμα 3) Ο επιλεγμένος επικυρωτής πρέπει να προτείνει ένα μπλοκ και τον αριθμό των συναλλαγών σε αυτό.

Βήμα 4) Οι άλλοι συμμετέχοντες μπορούν να εγκρίνουν και να επαληθεύσουν την προτεινόμενη συναλλαγή.

Βήμα 5) Ένα νέο μπλοκ προστίθεται στο blockchain.

Βήμα 6) Το επιλεγμένο εργαλείο επικύρωσης κερδίζει μια χρέωση συναλλαγής.

Πώς λειτουργεί το PoW;

Η απόδειξη της εργασίας απαιτεί έναν ακριβό υπολογισμό μέσω υπολογιστή ή, με άλλα λόγια, τη διαδικασία εξόρυξης. Η εξόρυξη πρέπει να πραγματοποιηθεί για να δημιουργηθούν συναλλαγές χωρίς εμπιστοσύνη στο blockchain.

Βήμα 1) Οι συναλλαγές μεταγλωττίζονται και ομαδοποιούνται μαζί με τη μορφή μπλοκ.

Βήμα 2) Στη συνέχεια, οι εξορύκτες επαληθεύουν τις συναλλαγές σε κάθε μπλοκ, ελέγχοντας αν είναι νόμιμες.

Βήμα 3) Οι ανθρακωρύχοι λύνουν στη συνέχεια ένα μαθηματικό παζλ γνωστό ως πρόβλημα απόδειξης εργασίας για να συνεχίσουν. Όλοι οι ανθρακωρύχοι πρέπει να ανταγωνίζονται.

Βήμα 4) Ο πρώτος εξορύκτης που λύνει κάθε πρόβλημα μπλοκ ανταμείβεται.

Βήμα 5) Οι επαληθευμένες συναλλαγές αποθηκεύονται στη συνέχεια στο blockchain.

Πλεονεκτήματα του PoW

Μερικά σημαντικά οφέλη/πλεονεκτήματα της Απόδειξης Εργασίας είναι:

• Το Proof-of-Work επινοήθηκε για να σταματήσει τις προσπάθειες διπλής δαπάνης.
• Είναι ένας από τους πιο ασφαλείς μηχανισμούς συναίνεσης.
• Τα Cryptos που βασίζονται σε PoW έχουν μεγαλύτερη ισχύ εξόρυξης και είναι πιο ασφαλή.
• Η εξόρυξη κερδίζει ανταμοιβές σε ένα τυπικό μοντέλο PoW.
• Η απόδειξη εργασίας είναι τυχαία αλλά δίκαιη.

Πλεονεκτήματα του PoS

Μερικά σημαντικά πλεονεκτήματα/πλεονεκτήματα της Απόδειξης Πονταρίσματος είναι:

• Ο μηχανισμός PoS είναι ασφαλής από το 51% των επιθέσεων.
• Το Proof-of-stake δεν χρειάζεται ακριβό υλικό για επεξεργασία.
• Οι συναλλαγές είναι πιο γρήγορες και σχετικά φθηνές.
• Η επεξεργασία στην περίπτωση του PoS δεν καταναλώνει πολλή ενέργεια.
• Τα στοιχήματα λειτουργούν ως οικονομικό κίνητρο στο μοντέλο PoS.

Μειονεκτήματα του PoW

Μερικοί σημαντικοί κίνδυνοι/μειονεκτήματα της Απόδειξης Εργασίας είναι:

• Η εξόρυξη απαιτεί εξαιρετικά ισχυρό υλικό.
• Δεν είναι προσιτό για κάθε συμμετέχοντα στην αγορά.
• Η κατανάλωση ενέργειας λόγω της εξαιρετικά υψηλής συμμετοχής στην εξόρυξη είναι εκτός διαγράμματος.
• Η πλειοψηφία των δεξαμενών εξόρυξης ελέγχεται από μεμονωμένες οντότητες.
• Το μοντέλο PoW είναι επιρρεπές σε επιθέσεις κατά 51%.

Μειονεκτήματα του PoS

Μερικοί σημαντικοί κίνδυνοι/μειονεκτήματα της Απόδειξης Πονταρίσματος είναι:

• Τα μοντέλα PoS δεν έχουν εφαρμοστεί σε μια περίπλοκη αλυσίδα μπλοκ.
• Η λήψη του ελέγχου του δικτύου είναι εύκολη καθώς εξαρτάται από το κεφάλαιο.
• Το PoS χάνει πολλά οφέλη PoW, όπως ανταμοιβές εξόρυξης.
• Οι κεντρικές απειλές όπως η διπλή δαπάνη είναι εκτελέσιμες.
• Το PoS έχει ζητήματα διακυβέρνησης που σημαίνει ότι οι χρήστες με περισσότερα διακριτικά μπορούν να αλλάξουν τους κανόνες του δικτύου.

Παραδείγματα απόδειξης εργασίας

Το μοντέλο απόδειξης εργασίας υπάρχει εδώ και πολύ καιρό, οπότε ας δούμε μερικά παραδείγματα PoW.

Emails

Το πρώτο παράδειγμα που θα εξερευνήσουμε είναι μηνύματα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου που επισυνάπτονται με ένα εκτενές κείμενο. Οι απλοί υπολογιστές μπορούν να στέλνουν εκατομμύρια email την ημέρα, αλλά η εκτέλεση άλλων εργασιών και η λήψη πολλών ανεπιθύμητων μηνυμάτων μπορεί να επηρεάσει την αποτελεσματικότητά του και να μειώσει το κόστος επεξεργασίας. Το PoW χρησιμοποιείται για τη μείωση των κύκλων επεξεργασίας παρέχοντας σύνθετα υπολογιστικά προβλήματα που ενισχύουν την ασφάλεια.

Κρυπτοσυχνότητες

Ένα από τα πιο διάσημα χρησιμοποιούμενα παραδείγματα PoW είναι η εξόρυξη κρυπτονομίσματος. Το μοντέλο PoW διασφαλίζει ότι οι εξορύκτες έχουν άμεση εξουσία εντός του δικτύου. Αποτρέπει επίσης την εμφάνιση επιθέσεων διπλής δαπάνης. Οι ανθρακωρύχοι έχουν σταθερό εισόδημα επειδή το PoW περιλαμβάνει αρκετές κεφαλίδες σε νέα μπλοκ.

DDoS

Ένα άλλο παράδειγμα PoW είναι η μετεγκατάσταση επιθέσεων DDoS που προκαλούν ταλαιπωρία και διακοπές. Ο αλγόριθμος PoW λύνει πολύπλοκα μαθηματικά προβλήματα παίρνοντας μια συλλογική λύση. Το PoW βοηθά στην επίλυση προβλημάτων με κατανεμημένο τρόπο. Με αυτόν τον τρόπο, ακόμη και ένας μικρός αριθμός συμμετεχόντων μπορεί να λύσει σύνθετα προβλήματα.

Παραδείγματα απόδειξης στοιχήματος

Το Proof-of-Stake είναι ο λεγόμενος καλύτερος τρόπος επίλυσης κρυπτογραφικών προβλημάτων. Ακολουθούν μερικά κρυπτονομίσματα που χρησιμοποιούν το μοντέλο PoS που είναι πιο γρήγορο και ασφαλές από το PoW.

Τέζος:

Το αποκεντρωμένο δίκτυο της Tezos περιλαμβάνει έναν μηχανισμό κινήτρων που επιβραβεύει τους επικυρωτές. Για τη συντήρηση και την ασφάλιση του δικτύου, οι επικυρωτές λαμβάνουν κουπόνια που δημιουργήθηκαν πρόσφατα. Τα πονταρίσματα αυξάνονται καθώς νέοι συμμετέχοντες εισέρχονται στο δίκτυο και γίνονται ενεργοί. Το σύστημα PoS στο Tezos προστατεύει επίσης τις ανταμοιβές και τα δεδομένα blockchain από παραβιάσεις.

Ethereum 2.0:

Ο συνιδρυτής της Ethereum, Vitalik Buterin, πρότεινε το Ethereum Πρόταση βελτίωσης το 2016. Χρησιμοποιεί μια τροποποιημένη έκδοση του αλγορίθμου PoW που ονομάζεται Sharding. Η ιδέα του Sharding μπορεί να βελτιώσει την απόδοση του δικτύου διατηρώντας περισσότερη ισχύ κατακερματισμού. Η κοινή χρήση θα αύξανε επίσης τον αριθμό των συναλλαγών σε ένα μπλοκ.

Σύμπαν:

Το Cosmos είναι δημοφιλές για την ανάπτυξη ενός δικτύου PoS για ευρεία χρήση (περισσότερο από Bitcoin). Εξασφαλίζοντας εκατομμύρια χρήστες, το έργο ελπίζει να γίνει το μεγαλύτερο νόμισμα που βασίζεται σε PoS. Στο κοινό που απευθύνεται περιλαμβάνει άτομα που δεν έχουν πρόσβαση στο τραπεζικό σύστημα.

Πώς επαληθεύονται οι συναλλαγές: PoW

Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο λειτουργούν οι επαληθεύσεις συναλλαγών στο PoW μπορεί να είναι δύσκολη χωρίς παράδειγμα. Ας δούμε Bitcoinμοντέλο του.

Βήμα 1) Μέσα σε κάθε 10 λεπτά περίπου, δημιουργείται ένα νέο μπλοκ. Χρειάζεται περίπου το ίδιο χρονικό διάστημα για να επιβεβαιωθεί Bitcoin συναλλαγές ως έγκυρες.

Βήμα 2) Κάθε μπλοκ περιέχει διαφορετικές συναλλαγές που απαιτούν επαλήθευση. Μέσα σε ένα αποκεντρωμένο σύστημα, καθίσταται δύσκολη και ενεργοβόρα η επαλήθευση κάθε συναλλαγής.

Βήμα 3) Το Proof-of-Work προσφέρει ένα τεράστιο ποσό υπολογιστικής ισχύος για την επίλυση του κρυπτογραφικού αλγόριθμου. Καθιστά αδύνατο για τους συμμετέχοντες στο δίκτυο που έχουν λιγότερους πόρους να λάβουν καλύτερες ανταμοιβές.

Βήμα 4) Μόλις επαληθευτούν όλες οι συναλλαγές σε ένα μπλοκ, προστίθενται στη δημόσια αλυσίδα μπλοκ όπου μπορούν να τις δουν άλλοι χρήστες.

Ας υποθέσουμε το μαθηματικό άθροισμα 4+8 χρησιμοποιώντας την Απόδειξη Εργασίας. Τώρα ξέρουμε ότι η απάντηση είναι 12. Αλλά σε αυτό το μοντέλο, όποιος φτάσει πρώτος στην απάντηση κερδίζει την ανταμοιβή εξόρυξης. Φανταστείτε το miner 1 και το miner 2 να ανταγωνίζονται για να λύσουν αυτό το πρόβλημα. Τα αποτελέσματα θα είναι τα εξής.

Miner 1

Προσπάθεια 1: 4+8 = 11 *Λάθος*

Προσπάθεια 2: 4+8 = 9 *Λάθος*

Προσπάθεια 3: 4+8 = 10 *Λάθος*

Miner 2

Προσπάθεια 1: 4+8 = 13 *Λάθος*

Προσπάθεια 2: 4+8 = 12 *Σωστό*

Προσπάθεια 3: 4+8 = 14 *Λάθος*

Έτσι, μπορείτε να δείτε ότι ο ανθρακωρύχος 2 μάντεψε τη σωστή απάντηση στη 2η προσπάθεια, ώστε να λάβει την ανταμοιβή του ανθρακωρύχου. Αλλά στην πραγματικότητα, οι υπολογιστές μπορούν να εκτελέσουν εκατομμύρια συνδυασμούς κάθε δευτερόλεπτο.

Σε κάθε συγκεκριμένη στιγμή, πολλές συσκευές υλικού προσπαθούν να λύσουν κρυπτογραφικές εξισώσεις. Είναι σχεδόν σαν αγώνας να είσαι ο πρώτος που θα φτάσει στη γραμμή τερματισμού και θα πάρει την ανταμοιβή εξόρυξης.

Η διαδικασία είναι λίγο διαφορετική στην περίπτωση οποιουδήποτε νομίσματος PoW εκτός από Bitcoin, όπως αναμενόταν από έργα κρυπτονομισμάτων δεύτερης και τρίτης γενιάς που αναπτύχθηκαν για να διορθώσουν τα προβλήματα που υπάρχουν Bitcoin.

Πώς επαληθεύονται οι συναλλαγές: PoS

Σε σύγκριση με το μοντέλο Proof of Work, το μοντέλο Proof of Stake χρησιμοποιεί διαφορετικές διαδικασίες για την επιβεβαίωση της συναλλαγής και την επίτευξη συναίνεσης. Ενώ χρησιμοποιεί επίσης έναν κρυπτογραφικό αλγόριθμο, ο στόχος είναι αρκετά διαφορετικός.

Στην περίπτωση του Proof of Stake, η δημιουργία του επόμενου μπλοκ βασίζεται στο πόσο ποντάρει ένα άτομο. Το ποντάρισμα βασίζεται στον αριθμό των νομισμάτων που διαθέτει ένας χρήστης για το συγκεκριμένο blockchain που επιχειρεί να εξορύξει.

Τεχνικά μιλώντας, οι συμμετέχοντες δεν εξορύσσουν εδώ αλλά «σφυρηλατούν», καθώς δεν υπάρχει ανταμοιβή μπλοκ που πρέπει να επιτευχθεί. Διαφορετικός Bitcoin, τα κρυπτονομίσματα που χρησιμοποιούν PoS ανταμείβουν τους συμμετέχοντες επιβραβεύοντάς τους με το τέλος συναλλαγής.

Για να ξεκινήσουν τη διαδικασία πονταρίσματος, οι χρήστες πρέπει πρώτα να καταθέσουν κέρματα σε ένα συγκεκριμένο πορτοφόλι, το οποίο παγώνει τα νομίσματα, επιτρέποντάς τους να χρησιμοποιηθούν για ποντάρισμα στο δίκτυο. Τα περισσότερα blockchain PoS έχουν μια ελάχιστη απαίτηση νομισμάτων για να ξεκινήσουν τη διαδικασία πονταρίσματος, η οποία περιλαμβάνει σημαντική αρχική επένδυση.

Παράδειγμα επαλήθευσης PoS

Για να εξηγήσουμε καλύτερα τη διαδικασία PoS, ας πάρουμε το παράδειγμα του Dash(DASH). Η ελάχιστη απαίτηση είναι 1000 DASH, που σε ένα σημείο (Δεκέμβριος 2017) θα ισοδυναμούσε με 1.5 εκατομμύρια δολάρια.

Βήμα 1) Πρώτα, πρέπει να αποφασίσετε τον αριθμό των νομισμάτων που θέλετε να ποντάρετε για να δημιουργήσετε κάποιες ανταμοιβές από το PoS.

Βήμα 2) Μάθετε τον συνολικό αριθμό νομισμάτων n κυκλοφορία στο blockchain. Στο παράδειγμά μας, έχει 1000 νομίσματα σε κυκλοφορία.

Βήμα 3) Στη συνέχεια, πρέπει να αγοράσετε και να ποντάρετε 100 νομίσματα, που είναι το 10% των κερμάτων σε κυκλοφορία.

Βήμα 4) Είστε πλέον έτοιμοι να λάβετε τις ανταμοιβές πονταρίσματος. Σύμφωνα με αυτό το παράδειγμα, έχετε δέκα τοις εκατό πιθανότητες να κερδίσετε κάθε ανταμοιβή στο blockchain.

Καλύτερη απόδειξη συμμετοχής από την απόδειξη εργασίας; Λόγοι Γιατί

Το μοντέλο Proof-of-Work έχει γίνει ένα άδικο σύστημα όπου οι κοινοί συμμετέχοντες δεν έχουν καμία πιθανότητα να λάβουν τις ανταμοιβές εξόρυξης. Αλλά το ίδιο δεν ισχύει για την απόδειξη στοιχήματος, όπου όλοι έχουν ίσες ευκαιρίες να γίνουν πλαστογράφοι και να λάβουν ανταμοιβές.

Λόγω των πλεονεκτημάτων που αναφέρθηκαν παραπάνω, Ethereum ετοιμάζεται να μετατραπεί σε PoS στην έκδοση 2.0. Η κυκλοφορία του ETH 2.0 αναμένεται τον επόμενο χρόνο.

Ethereum οι προγραμματιστές και οι κοινότητες πάντα υποστήριζαν ένα αποκεντρωμένο και διαφανές οικοσύστημα. Βλέποντας πώς οι πιθανοί χάκερ εκμεταλλεύονται το μοντέλο απόδειξης εργασίας, είναι ξεκάθαρο γιατί Ethereum και άλλα έργα κρυπτογράφησης ευνοούν τον μηχανισμό απόδειξης συμμετοχής.