PoW vs PoS – erinevus töö tõendamise ja panuse vahel

Mis on PoW?

PoW ehk töötõend on spetsiaalne protokoll, mille eesmärk on tõrjuda küberrünnakuid, nagu DDoS (distributed denial-of-service attacks), mis võivad mitme võltspäringu abil arvutitüve ressursse ära kasutada. See kasutab usaldusväärset ja hajutatud konsensuse süsteemi.

PoW rakendab detsentraliseeritud süsteemi ja töötab ilma keskasutuseta. PoW konsensusmehhanism suudab tehinguid kontrollida ilma kolmandat osapoolt vajamata. PoW muudab topeltkulutamise keeruliseks, tõestades, et iga kasutaja on teinud mitu arvutust. Paljud teised plokiahela projektid, mis kopeerisid originaali Bitcoin kood järgib ka töötõendi mudelit.

Mis on PoS?

Panuse tõendamine (PoS) on teatud tüüpi konsensusmehhanism, mida kasutatakse plokiahelas tehingute kinnitamiseks. See toimib, võimaldades krüptovaluuta omanikel oma münte panustada. See annab neile õiguse kontrollida plokiahelas uusi tehinguplokke ja lisada need võrku.

Alternatiivse konsensusmehhanismina eksisteerib mängu tõestamise mudel. Vähesed krüptovaluutad järgivad seda protokolli, mis asendab kaevurid panustega. Algoritm valib järgmise ploki avaldamiseks ühe neist panustajatest. Kaks arendajat nimega Scott Nadal ja Sunny King lõid PoS-i, märgates PoW vigu aastal 2012. Piiratud mastaapsus ja palju elektrit ei ole PoS mudeli puhul probleemiks.

Proof-of-Work (PoW) vs Proof-of-stake (PoS)

Proof-of-töö	Proof-of-Stake
PoW ehk töötõend on spetsiaalne protokoll, mille eesmärk on ära hoida küberrünnakuid, nagu DDoS (hajutatud teenuse keelamise rünnakud).	Panuse tõendamine (PoS) on teatud tüüpi konsensusmehhanism, mida kasutatakse plokiahelas tehingute kinnitamiseks.
Iga häkker peab saama rohkem kui 50% kogu arvutusvõimsusest, et sooritada 51% rünnak.	Häkkeritele peab kuuluma rohkem kui 50% kõigist samas võrgus olevatest krüptovaluutadest, mis on võimatu.
Kaevandamise tõenäosus sõltub tehtud arvutustööst.	Uue ploki kehtivus sõltub panuse suurusest.
Kaevurid saavad tasu keerukate krüptograafiliste probleemide lahendamise eest.	Valideerija ei saa plokipreemiat. Selle asemel koguvad nad tasu ainult võrgutasusid.
Nõuab võimsat ja ajakohast kaevandusriistvara.	Tõhusaks töötlemiseks on vaja serveriklassi seadet.
PoW on algne krüptograafiline konsensusmehhanism, mis pärineb ammu enne PoS-i.	PoS tuletati PoW-st, kuid sellel on mitmeid täiustusi.
Suurema skaleeritavuse saavutamiseks on kaasatud kõik tehingu sõlmed.	Kogu võrk ei ole kaasatud iga tehingu kontrollimisse.

Mis on panustamine?

Validaatorid panevad panustatud raha kõrvale ja salvestavad nutikas lepingus. Seda tuntakse panustamise protsessina. See, kellel on suurem panus, võidakse valida tehingute kontrollimiseks ja blokkide loomiseks. Sel viisil sepistatud plokid lisatakse plokiahelasse. Kõik pos-mündid ei järgi samu reegleid, kuigi valideerimise kontseptsioon on sama. Iga kvalifitseeritud valideerija turuosaline teenib omandiõiguse alusel tasu.

Kuidas PoS töötab?

Teoreetiliselt on PoS "ideaalne" lahendus PoW mehhanismi probleemide skaleerimiseks. Ethereum 2.0 on 100% panuse tõend. Seega töötleb ta oma tehinguid, NFT-tehinguid ja teostab nutikaid lepingutehinguid. Peab olema võimas arvutisüsteem ja piisavalt suur rahakott. See suurendab nende võimalusi teenida panuse tõendamise preemia.

PoS-mudel hoolitseb plokiahela terviklikkuse säilitamise eest. Samuti tagab see, et krüptokasutajad ei saa münte vermida ilma neid teenimata.

PoS-i konsensusmehhanismi kontseptsioon põhineb järgmistel etappidel:

Step 1) Kasutajad, kellel on plokiahela natiivsed märgid, salvestavad kogu selle või osa sellest turvaliselt panustavatesse kogumitesse.

Step 2) Algoritm valib pseudojuhuslikult reas järgmise validaatori.

Step 3) Valitud validaator peab pakkuma välja ploki ja selles olevate tehingute arvu.

Step 4) Teised osalejad saavad kavandatud tehingu heaks kiita ja kontrollida.

Step 5) Plokiahelasse lisatakse uus plokk.

Step 6) Valitud validaator teenib tehingutasu.

Kuidas PoW töötab?

Töö tõendamiseks on vaja kallist arvutiarvutust ehk teisisõnu kaevandamisprotsessi. Usaldusväärsete tehingute loomiseks plokiahelas tuleb kaevandada.

Step 1) Tehingud koostatakse ja koondatakse ploki kujul.

Step 2) Seejärel kontrollivad kaevandajad iga ploki tehinguid, kontrollides, kas need on seaduslikud.

Step 3) Seejärel lahendavad kaevurid jätkamiseks matemaatilise mõistatuse, mida nimetatakse tööülesande tõestuseks. Kõik kaevurid peavad võistlema.

Step 4) Esimene kaevandaja, kes iga plokiprobleemi lahendab, saab premeeritud.

Step 5) Kontrollitud tehingud salvestatakse seejärel plokiahelasse.

PoW eelised

Mõned töötõendi olulised eelised/plussid on järgmised:

• Proof-of-Work leiutati topeltkulutamise katsete peatamiseks.
• See on üks turvalisemaid konsensuse mehhanisme.
• PoW-l põhinevatel krüptodel on suurem kaevandusvõimsus ja need on turvalisemad.
• Kaevandamine teenib tasu tüüpilise PoW mudeli korral.
• Töötõend on juhuslik, kuid õiglane.

PoS-i eelised

Mõned panuse tõendamise olulised eelised/plussid on järgmised:

• PoS-mehhanism on kaitstud 51% rünnakute eest.
• Proof-of-stake ei vaja töötlemiseks kallist riistvara.
• Tehingud on kiiremad ja suhteliselt odavad.
• Töötlemine PoS-i puhul ei kuluta palju energiat.
• Panused toimivad PoS mudelis rahalise motivaatorina.

PoW miinused

Mõned olulised töötõendiga seotud riskid/miinused on järgmised:

• Kaevandamine nõuab äärmiselt võimsat riistvara.
• Mitte igale turuosalisele jõukohane.
• Äärmiselt suure kaevandamise osaluse tõttu on energiatarbimine graafikust väljas.
• Enamikku kaevandusbasseinidest kontrollivad üksikud üksused.
• PoW mudel on altid 51% rünnakutele

PoS-i puudused

Mõned panuse tõendamise olulised riskid/miinused on järgmised:

• PoS-mudeleid pole keerukas plokiahelas rakendatud.
• Võrgu juhtimise ülevõtmine on lihtne, kuna see sõltub kapitalist.
• PoS jääb ilma paljudest PoW eelistest, näiteks kaevanduspreemiatest.
• Tsentraliseeritud ohud, nagu topeltkulu, on käivitatavad.
• PoS-il on haldusprobleeme, mis tähendab, et kasutajad, kellel on rohkem märke, saavad võrgu reegleid muuta.

Näited töö tõendamisest

Töötõendi mudel on eksisteerinud pikka aega, nii et vaatame läbi mõned PoW näited.

Kirjad

Esimene näide, mida uurime, on pika tekstiosaga lisatud meilid. Tavalised arvutid võivad saata miljoneid meile päevas, kuid muude toimingute täitmine ja suure rämpsposti vastuvõtmine võib mõjutada selle tõhusust ja vähendada töötlemiskulusid. PoW-d kasutatakse töötlemistsüklite vähendamiseks, pakkudes keerulisi arvutusprobleeme, mis suurendavad turvalisust.

Krüptokursused

Üks tuntuimaid PoW näiteid on krüptovaluuta kaevandamine. PoW mudel tagab, et kaevandajatel on võrgus otsene volitus. Samuti hoiab see ära topeltkulutamise rünnakute esinemise. Kaevuritel on fikseeritud sissetulek, sest PoW sisaldab uutes plokkides piisavalt päiseid.

DDoS

Teine PoW näide on migreeruvad DDoS-i rünnakud, mis põhjustavad ebamugavusi ja häireid. PoW algoritm lahendab keerukaid matemaatilisi probleeme, saades kollektiivse lahenduse. PoW aitab probleeme lahendada hajutatud viisil. Nii saab ka väike osalejate arv lahendada keerulisi probleeme.

Näited panuse kohta

Proof-of-Stake on nn parem viis krüptograafiliste probleemide lahendamiseks. Järgnevalt on toodud mõned krüptovaluutad, mis kasutavad PoS-i mudelit, mis on kiirem ja turvalisem kui PoW.

Tezos:

Tezose detsentraliseeritud võrk sisaldab stiimulimehhanismi, mis premeerib valideerijaid. Võrgu hooldamiseks ja turvamiseks saavad validaatorid äsja loodud märgid. Panused suurenevad, kui uued osalejad sisenevad võrgustikku ja muutuvad aktiivseks. Tezose PoS-süsteem kaitseb ka preemiaid ja plokiahela andmeid rikkumiste eest.

Ethereum 2.0:

Kaasasutaja Ethereum, Vitalik Buterin, tegi ettepaneku Ethereum Parendusettepanek 2016. aastal. See kasutab PoW algoritmi muudetud versiooni nimega Sharding. Jagamise kontseptsioon võib parandada võrgu jõudlust, hoides rohkem räsivõimsust. Jagamine suurendaks ka tehingute arvu plokis.

Kosmos:

Cosmos on populaarne PoS-võrgu juurutamiseks laialdaseks kasutamiseks (rohkem kui Bitcoin). Miljonite kasutajate tagamisega loodab projekt saada suurimaks PoS-põhiseks mündiks. Selle sihtrühma kuuluvad inimesed, kellel puudub juurdepääs pangandussüsteemile.

Kuidas tehinguid kontrollitakse: PoW

PoWis tehingute kontrollimise toimimise mõistmine võib ilma näiteta olla keeruline. Vaatame edasi Bitcoinmudelit.

Step 1) Umbes iga 10 minuti järel luuakse uus plokk. Kinnitamiseks kulub umbes sama palju aega Bitcoin tehingud kehtivad.

Step 2) Iga plokk sisaldab erinevaid tehinguid, mis nõuavad kontrollimist. Detsentraliseeritud süsteemis muutub iga tehingu kontrollimine keeruliseks ja energiakulukaks.

Step 3) Proof-of-Work pakub krüptoalgoritmi lahendamiseks tohutul hulgal arvutusvõimsust. See muudab võimatuks võrgustikus osalejatel, kellel on vähem ressursse, saada paremaid tasusid.

Step 4) Kui kõik ploki tehingud on kinnitatud, lisatakse need avalikku plokiahelasse, kus teised kasutajad neid näevad.

Oletame töötõestuse abil matemaatilise summa 4+8. Nüüd teame, et vastus on 12. Kuid selles mudelis võidab kaevanduspreemia see, kes vastuseni jõuab. Kujutage ette, et kaevandaja 1 ja kaevandaja 2 võistlevad selle probleemi lahendamise nimel. Tulemused oleksid järgmised;

Kaevur 1

1. katse: 4+8 = 11 *Vale*

2. katse: 4+8 = 9 *Vale*

3. katse: 4+8 = 10 *Vale*

Kaevur 2

1. katse: 4+8 = 13 *Vale*

2. katse: 4+8 = 12 *Õige*

3. katse: 4+8 = 14 *Vale*

Nii et näete, et kaevur 2 arvas õige vastuse teisel katsel, nii et ta saab kaevurite preemia. Kuid tegelikult suudavad arvutid igas sekundis sooritada miljoneid kombinatsioone.

Igal konkreetsel hetkel üritavad paljud riistvaraseadmed lahendada krüptograafilisi võrrandeid. See on peaaegu nagu võidujooks, et jõuda esimesena finišisse ja saada kaevandustasu.

Protsess on veidi erinev mis tahes muu PoW mündi puhul peale Bitcoin, nagu eeldati teise ja isegi kolmanda põlvkonna krüptovaluutaprojektidest, mis on välja töötatud selles esinevate probleemide lahendamiseks Bitcoin.

Kuidas tehinguid kontrollitakse: PoS

Võrreldes Proof of Work mudeliga, kasutab Proof of Stake mudel tehingu kinnitamiseks ja konsensuse saavutamiseks erinevaid protsesse. Kuigi see kasutab ka krüptoalgoritmi, on eesmärk üsna erinev.

Proof of Stake’i puhul lähtutakse järgmise ploki loomisel sellest, kui palju üksikisik panustab. Panus põhineb müntide arvul, mis kasutajal on konkreetse plokiahela jaoks, mida nad kaevandada üritavad.

Tehniliselt öeldes ei tegele osalejad siin kaevandamisega, vaid “sepistavad”, kuna ploki tasu ei saa saavutada. Erinevalt Bitcoin, premeerivad PoS-i kasutavad krüptovaluutad osalejaid, premeerides neid tehingutasuga.

Panustamisprotsessi alustamiseks peavad kasutajad esmalt panema mündid kindlasse rahakotti, mis külmutab mündid, võimaldades neid võrgu panustamiseks kasutada. Enamikul PoS-i plokiahelatel on panustamisprotsessi alustamiseks minimaalselt mündinõue, mis hõlmab märkimisväärset eelinvesteeringut.

PoS-i kinnitamise näide

PoS-protsessi paremaks selgitamiseks võtame Dash(DASH) näite. Miinimumnõue on 1000 DASH, mis ühel hetkel (detsember 2017) oleks vastanud 1.5 miljonile dollarile.

Step 1) Esmalt peate otsustama müntide arvu, mida soovite panustada, et teenida PoS-ist preemiaid.

Step 2) Uurige plokiahelas ringluses olevate müntide koguarvu. Meie näites on sellel ringluses 1000 münti.

Step 3) Seejärel peate ostma ja panustama 100 münti, mis moodustab 10% ringluses olevatest müntidest.

Step 4) Nüüd olete valmis panustavaid auhindu vastu võtma. Selle näite kohaselt on teil kümme protsenti võimalus võita kõik auhinnad blockchain.

Panuse tõend parem kui töötõend? Põhjused Miks

Töötõenduse mudelist on saanud ebaõiglane süsteem, kus tavalistel osalejatel pole mingit võimalust kaevandamise tasusid saada. Kuid sama ei kehti panuse tõestamise kohta, kus kõik saavad võrdse võimaluse saada võltsijaks ja saada tasu.

Ülalnimetatud eeliste tõttu Ethereum valmistub oma versioonis 2.0 PoS-iks teisendama. ETH 2.0 väljalaske tähtaeg on järgmisel aastal.

Ethereum arendajad ja kogukonnad on alati toetanud detsentraliseeritud ja läbipaistvat ökosüsteemi. Nähes, kuidas potentsiaalsed häkkerid töötõendi mudelit ära kasutavad, on selge, miks Ethereum ja teised krüptoprojektid soosivad panuse tõendamise mehhanismi.