PoW vs PoS - Forskjellen mellom bevis på arbeid og innsats

Hva er PoW?

PoW eller proof of work er en spesiell protokoll som tar sikte på å avskrekke cyberangrep som DDoS (distribuerte denial-of-service-angrep), som kan bruke opp ressursene til en datamaskinstamme ved hjelp av flere falske forespørsler. Den bruker et tillitsløst og distribuert konsensussystem.

PoW implementerer et desentralisert system og fungerer uten behov for en sentral myndighet. PoW-konsensusmekanismen kan verifisere transaksjoner uten å trenge en tredjepart. PoW gjør dobbeltforbruk vanskelig ved å bevise at hver bruker har gjort flere beregninger. Mange andre blokkjedeprosjekter som kopierte originalen Bitcoin koden følger også Proof of Work-modellen.

Hva er PoS?

Proof of stake (PoS) er en type konsensusmekanisme som brukes til å validere transaksjoner på blokkjeden. Det fungerer ved å tillate eiere av kryptovaluta å satse myntene sine. Dette gir dem rett til å verifisere nye blokker med transaksjoner på blokkjeden og legge dem til nettverket.

Modellen for Proof of Stake eksisterer som en alternativ konsensusmekanisme. Få kryptovalutaer følger denne protokollen som erstatter gruvearbeidere med innsatser. Algoritmen velger en av disse aktørene for å publisere neste blokk. To utviklere ved navn Scott Nadal og Sunny King opprettet PoS og la merke til feilene i PoW i 2012. Begrenset skalerbarhet og behov for mye strøm er ikke et problem i PoS-modellen.

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

Proof-of-arbeid	Proof-of-stav
PoW eller proof of work er en spesiell protokoll som tar sikte på å avskrekke cyberangrep som DDoS (distribuerte tjenestenektangrep).	Proof of stake (PoS) er en type konsensusmekanisme som brukes til å validere transaksjoner på blokkjeden.
Enhver hacker må få mer enn 50 % av den totale beregningskraften for å utføre et 51 % angrep.	Hackere må eie mer enn 50 % av alle kryptovalutaer på samme nettverk, noe som er umulig.
Sannsynligheten for gruvedrift avhenger av beregningsarbeidet som er utført.	En ny blokks gyldighet avhenger av størrelsen på innsatsen.
Gruvearbeidere mottar belønninger for kompleks løsning av kryptografiske problemer.	Validatoren mottar ingen blokkbelønning. I stedet samler de bare inn nettverksavgifter som belønning.
Krever kraftig og oppdatert gruvemaskinvare.	Krever server-grade enhet for effektiv behandling.
PoW er den originale kryptografiske konsensusmekanismen som har sin opprinnelse lenge før PoS.	PoS ble avledet fra PoW, men det kommer med flere forbedringer.
For å oppnå mer skalerbarhet er alle noder i en transaksjon involvert.	Hele nettverket er ikke involvert i verifiseringen av hver transaksjon.

Hva er innsats?

Innsatte midler settes til side og lagres i et smart lagringsstedtracav validatorer. Dette er kjent som staking-prosessen. Den som har en større eierandel kan bli valgt til å verifisere transaksjoner og opprette blokker. Blokker som forfalskes på denne måten legges til i blokkjeden. Alle pos-mynter følger ikke det samme settet med regler, selv om valideringskonseptet er det samme. Hver kvalifiserte valideringsmarkedsdeltaker tjener en belønning basert på eierskap.

Hvordan fungerer PoS?

I teorien er PoS en "ideell" løsning for å skalere problemer innenfor PoW-mekanismen. Ethereum 2.0 vil være 100 % proof-of-stake. Derfor vil den behandle transaksjonene sine, NFT-transaksjoner og utføre smart con.tract-transaksjoner. Man må ha et kraftig datasystem og en lommebok i tilstrekkelig størrelse. Det øker sjansene for å tjene en proof-of-stake-belønning.

PoS-modellen håndterer å opprettholde integritet i en blokkjede. Det garanterer også at kryptobrukere ikke kan prege mynter uten å tjene dem.

PoS-konsensusmekanismekonseptet er basert på følgende trinn:

Trinn 1) Brukere som eier innfødte tokens til en blokkjede, lagrer hele eller deler av den i innsatspuljer trygt.

Trinn 2) Algoritmen velger pseudo-tilfeldig neste validator i kø.

Trinn 3) Den valgte validatoren må foreslå en blokk og antall transaksjoner i den.

Trinn 4) Andre deltakere får godkjenne og bekrefte den foreslåtte transaksjonen.

Trinn 5) En ny blokk legges til blokkjeden.

Trinn 6) Den valgte validatoren tjener et transaksjonsgebyr.

Hvordan fungerer PoW?

Bevis på arbeid krever en kostbar datamaskinberegning eller, med andre ord, prosessen med gruvedrift. Gruvedrift må utføres for å skape tillitsløse transaksjoner på blokkjeden.

Trinn 1) Transaksjoner kompileres og pakkes sammen i form av en blokk.

Trinn 2) Gruvearbeidere verifiserer deretter transaksjoner innenfor hver blokk, og sjekker om de er legitime.

Trinn 3) Gruvearbeidere løser deretter et matematisk puslespill kjent som et arbeidsbevisproblem for å fortsette. Alle gruvearbeidere må konkurrere.

Trinn 4) Den første gruvearbeideren som løser hvert blokkproblem blir belønnet.

Trinn 5) De bekreftede transaksjonene lagres deretter på blokkjeden.

Fordeler med PoW

Noen viktige fordeler/fordeler med bevis på arbeid er:

• Proof-of-Work ble oppfunnet for å stoppe dobbeltbruksforsøk.
• Det er en av de sikreste konsensusmekanismene.
• Kryptoer basert på PoW har mer gruvekraft og er sikrere.
• Gruvedrift tjener belønninger i en typisk PoW-modell.
• Bevis på arbeid er tilfeldig, men rettferdig.

Fordeler med PoS

Noen viktige fordeler/fordeler med Proof of Stake er:

• PoS-mekanismen er trygg mot 51 % av angrepene.
• Proof-of-stake trenger ikke dyr maskinvare for behandling.
• Transaksjoner er raskere og relativt rimelige.
• Behandling i tilfelle av PoS bruker ikke mye energi.
• Stakes fungerer som en økonomisk motivator i PoS-modellen.

Ulemper med PoW

Noen viktige risikoer/ulemper ved bevis på arbeid er:

• Gruvedrift krever ekstremt kraftig maskinvare.
• Ikke rimelig for alle markedsdeltakere.
• Energiforbruket på grunn av ekstremt høy gruvedeltakelse er utenfor diagrammet.
• Flertallet av gruvebassengene er kontrollert av enkeltenheter.
• PoW-modellen er utsatt for 51 % angrep

Ulemper med PoS

Noen viktige risikoer/ulemper ved bevis på innsats er:

• PoS-modeller har ikke blitt implementert på en forseggjort blokkjede.
• Det er enkelt å ta kontroll over nettverket, da det avhenger av kapital.
• PoS går glipp av mange PoW-fordeler, for eksempel gruvebelønninger.
• Sentraliserte trusler som dobbeltforbruk er kjørbare.
• PoS har styringsproblemer som betyr at brukere med flere tokens kan endre reglene for nettverket.

Eksempler på arbeidsbevis

Proof of work-modellen har eksistert i lang tid, så la oss gå gjennom noen eksempler på PoW.

E-post

Det første eksemplet vi skal utforske er e-poster vedlagt med et langt tekststykke. Vanlige datamaskiner kan sende millioner av e-poster per dag, men å utføre andre oppgaver og motta mye spam kan påvirke effektiviteten og redusere behandlingskostnadene. PoW brukes til å senke prosesseringssykluser ved å gi komplekse beregningsproblemer som forbedrer sikkerheten.

Cryptocurrencies

Et av de mest kjente eksemplene på PoW er utvinning av en kryptovaluta. PoW-modellen sikrer at gruvearbeidere har direkte autoritet i nettverket. Det forhindrer også angrep med dobbeltforbruk. Gruvearbeidere har en fast inntekt fordi PoW inkluderer nok overskrifter i nye blokker.

DDoS

Et annet eksempel på PoW er migrerende DDoS-angrep som forårsaker ulemper og forstyrrelser. PoW-algoritmen løser komplekse matematiske problemer ved å få en kollektiv løsning. PoW hjelper til med å løse problemer på en distribuert måte. På denne måten kan selv et lite antall deltakere løse komplekse problemer.

Bevis for innsatseksempler

Proof-of-Stake er den såkalte bedre måten å løse kryptografiske problemer på. Følgende er noen få kryptovalutaer som bruker PoS-modellen som er raskere og sikrere enn PoW.

Tezos:

Det desentraliserte nettverket til Tezos inkluderer en insentivmekanisme som belønner validatorer. For å vedlikeholde og sikre nettverket mottar validatorer nyopprettede tokens. Innsatsen øker etter hvert som nye deltakere kommer inn i nettverket og blir aktive. PoS-systemet i Tezos beskytter også belønninger og blokkjededata mot tukling.

Ethereum 2.0:

Medstifter av Ethereum, Vitalik Buterin, foreslo Ethereum Forbedringsforslag i 2016. Det bruker en modifisert versjon av PoW-algoritmen kalt Sharding. Konseptet Sharding kan forbedre nettverksytelsen ved å holde mer hashkraft. Sharding vil også øke antall transaksjoner i en blokk.

Kosmos:

Cosmos er populært for å distribuere et PoS-nettverk for utbredt bruk (mer enn Bitcoin). Ved å sikre millioner av brukere håper prosjektet å bli den største PoS-baserte mynten. Målgruppen inkluderer personer som ikke har tilgang til banksystemet.

Hvordan verifiseres transaksjoner: PoW

Å forstå hvordan transaksjonsverifikasjoner fungerer i PoW kan være vanskelig uten et eksempel. La oss se på Bitcoinsin modell.

Trinn 1) I løpet av hvert 10. minutt eller så opprettes en ny blokk. Det tar omtrent like lang tid å bekrefte Bitcoin transaksjoner som gyldige.

Trinn 2) Hver enkelt blokk inneholder forskjellige transaksjoner som krever verifisering. Innenfor et desentralisert system blir det vanskelig og energikrevende å verifisere hver transaksjon.

Trinn 3) Proof-of-Work tilbyr en enorm mengde beregningskraft for å løse den kryptografiske algoritmen. Det gjør det umulig for nettverksdeltakere som har færre ressurser å få bedre belønning.

Trinn 4) Når alle transaksjoner i en blokk er verifisert, legges de til den offentlige blokkjeden der andre brukere kan se dem.

La oss anta den matematiske summen 4+8 ved å bruke bevis på arbeid. Nå vet vi at svaret er 12. Men i denne modellen vinner den som først får svaret gruvebelønningen. Se for deg at gruvearbeider 1 og gruvearbeider 2 konkurrerer om å løse dette problemet. Resultatene vil være som følger;

Gruvearbeider 1

Forsøk 1: 4+8 = 11 *Feil*

Forsøk 2: 4+8 = 9 *Feil*

Forsøk 3: 4+8 = 10 *Feil*

Gruvearbeider 2

Forsøk 1: 4+8 = 13 *Feil*

Forsøk 2: 4+8 = 12 *Riktig*

Forsøk 3: 4+8 = 14 *Feil*

Så du kan se at gruvearbeider 2 gjettet riktig svar på 2. forsøk, slik at den vil få gruvearbeiderbelønningen. Men i virkeligheten kan datamaskiner utføre millioner av kombinasjoner hvert sekund.

Til enhver tid prøver mange maskinvareenheter å løse kryptografiske ligninger. Det er nesten som et løp å være den første som kommer i mål og får gruvebelønningen.

Prosessen er litt annerledes når det gjelder andre PoW-mynter enn Bitcoin, som forventet fra andre og til og med tredje generasjons kryptovalutaprosjekter utviklet for å fikse problemene som finnes i Bitcoin.

Hvordan verifiseres transaksjoner: PoS

Sammenlignet med Proof of Work-modellen, bruker Proof of Stake-modellen forskjellige prosesser for transaksjonsbekreftelse og for å oppnå konsensus. Mens den også bruker en kryptografisk algoritme, er målet ganske annerledes.

Når det gjelder Proof of Stake, er opprettelsen av neste blokk basert på hvor mye en enkelt satser. Innsatsen er basert på antall mynter en bruker har for den spesifikke blokkjeden de prøver å utvinne.

Teknisk sett er ikke deltakerne gruvedrift her, men "smiing", siden det ikke er en blokkbelønning å oppnå. I motsetning til Bitcoin, kryptovalutaer som bruker PoS belønner deltakerne ved å belønne dem med transaksjonsgebyret.

For å starte innsatsprosessen, må brukere først sette inn mynter i en spesifikk lommebok, som fryser myntene, slik at de kan brukes til å satse nettverket. De fleste PoS-blokkjeder har et minimumskrav til mynt for å starte innsatsprosessen, som innebærer betydelige forhåndsinvesteringer.

Eksempel på PoS-verifisering

For å forklare PoS-prosessen bedre, la oss ta eksemplet med Dash(DASH). Minimumskravet er 1000 DASH, som på et tidspunkt (desember 2017) ville ha tilsvart 1.5 millioner dollar.

Trinn 1) Først må du bestemme antall mynter du vil satse for å generere noen belønninger fra PoS.

Trinn 2) Finn ut det totale antallet mynter n sirkulasjon i blokkjeden. I vårt eksempel har den 1000 mynter i omløp.

Trinn 3) Du må da kjøpe og satse 100 mynter, som er 10 % av myntene i omløp.

Trinn 4) Du er nå klar til å motta innsatsbelønningene. I følge dette eksempelet har du ti prosent sjanse til å vinne hver belønning på blockchain.

Bevis på innsats bedre enn bevis på arbeid? Grunner hvorfor

Proof-of-Work-modellen har blitt et urettferdig system der vanlige deltakere ikke har noen sjanse til å få gruvebelønningene. Men det samme gjelder ikke for proof-of-stake, der alle får lik mulighet til å bli falsknere og få belønning.

På grunn av fordelene nevnt ovenfor, Ethereum forbereder å konvertere til PoS i sin 2.0-versjon. Utgivelsen av ETH 2.0 kommer neste år.

Ethereum utviklere og lokalsamfunn har alltid støttet et desentralisert og transparent økosystem. Når du ser hvordan potensielle hackere utnytter proof-of-work-modellen, er det klart hvorfor Ethereum og andre kryptoprosjekter favoriserer proof-of-stake-mekanismen.