PoW против PoS – разница между доказательством работы и ставкой

Что такое PoW?

PoW или доказательство работы — это специальный протокол, целью которого является сдерживание кибератак, таких как DDoS (распределенные атаки типа «отказ в обслуживании»), которые могут использовать ресурсы компьютерного ствола с помощью нескольких поддельных запросов. Он использует не требующую доверия и распределенную систему консенсуса.

PoW реализует децентрализованную систему и работает без необходимости в центральном органе. Механизм консенсуса PoW может проверять транзакции без необходимости в третьей стороне. PoW затрудняет двойную трату, доказывая, что каждый пользователь выполнил несколько вычислений. Многие другие проекты блокчейна, которые копировали оригинал Bitcoin код также соответствует модели Proof of Work.

Что такое PoS?

Доказательство доли (PoS) — это тип механизма консенсуса, который используется для проверки транзакций в блокчейне. Он работает, позволяя владельцам криптовалюты ставить свои монеты. Это дает им право проверять новые блоки транзакций в блокчейне и добавлять их в сеть.

Модель Proof of Stake существует как альтернативный механизм консенсуса. Немногие криптовалюты следуют этому протоколу, который заменяет майнеры ставками. Алгоритм выбирает любого из этих стейкеров для публикации следующего блока. Два разработчика по имени Скотт Надаль и Санни Кинг создали PoS, заметив недостатки PoW в 2012 году. Ограниченная масштабируемость и потребность в большом количестве электроэнергии не являются проблемой в модели PoS.

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

Доказательство-оф-работы	Корректор из-кола
PoW или доказательство работы — это специальный протокол, целью которого является сдерживание кибератак, таких как DDoS (распределенные атаки типа «отказ в обслуживании»).	Доказательство доли (PoS) — это тип механизма консенсуса, который используется для проверки транзакций в блокчейне.
Любому хакеру необходимо получить более 50% общей вычислительной мощности, чтобы выполнить атаку 51%.	Хакеры должны владеть более 50% всех криптовалют в одной сети, что невозможно.
Вероятность майнинга зависит от проделанной вычислительной работы.	Срок действия нового блока зависит от размера ставки.
Майнеры получают вознаграждение за сложное решение криптографических задач.	Валидатор не получает вознаграждение за блок. Вместо этого в качестве вознаграждения они собирают только сетевые сборы.
Требуется мощное и современное оборудование для майнинга.	Для эффективной обработки требуется устройство серверного уровня.
PoW — это оригинальный механизм криптографического консенсуса, возникший задолго до PoS.	PoS был создан на основе PoW, но имеет несколько улучшений.
Для достижения большей масштабируемости вовлекаются все узлы транзакции.	Вся сеть не участвует в проверке каждой транзакции.

Что такое Стейкинг?

Заложенные средства откладываются и хранятся в смарт-контракте валидаторами. Это известно как процесс ставок. Тот, у кого больше доля, может быть выбран для проверки транзакций и создания блоков. Подделанные таким образом блоки добавляются в блокчейн. Все pos-монеты не подчиняются одному и тому же набору правил, хотя концепция проверки одинакова. Каждый квалифицированный участник рынка валидаторов получает вознаграждение в зависимости от владения.

Как работает PoS?

Теоретически PoS является «идеальным» решением проблем масштабирования в рамках механизма PoW. Ethereum 2.0 будет иметь 100% доказательство доли. Следовательно, он будет обрабатывать свои транзакции, транзакции NFT и выполнять транзакции смарт-контрактов. Необходимо иметь мощную компьютерную систему и кошелек достаточного размера. Это увеличивает их шансы на получение вознаграждения в виде доказательства доли.

Модель PoS обеспечивает поддержание целостности внутри блокчейна. Это также гарантирует, что пользователи криптовалюты не смогут чеканить монеты, не заработав их.

Концепция механизма консенсуса PoS основана на следующих шагах:

Шаг 1) Пользователи, владеющие собственными токенами блокчейна, безопасно хранят их полностью или частично в пулах ставок.

Шаг 2) Алгоритм псевдослучайным образом выбирает следующий валидатор в очереди.

Шаг 3) Выбранный валидатор должен предложить блок и количество транзакций в нем.

Шаг 4) Другие участники могут одобрить и проверить предлагаемую транзакцию.

Шаг 5) В блокчейн добавляется новый блок.

Шаг 6) Выбранный валидатор получает комиссию за транзакцию.

Как работает PoW?

Доказательство работы требует дорогостоящего компьютерного расчета или, другими словами, процесса майнинга. Майнинг необходим для создания транзакций, не требующих доверия, в блокчейне.

Шаг 1) Транзакции компилируются и объединяются в виде блока.

Шаг 2) Затем майнеры проверяют транзакции внутри каждого блока, проверяя, являются ли они законными.

Шаг 3) Затем майнеры решают математическую головоломку, известную как задача доказательства выполнения работы, чтобы продолжить работу. Всем майнерам приходится конкурировать.

Шаг 4) Награждается первый майнер, решивший каждую проблему с блоком.

Шаг 5) Подтвержденные транзакции затем сохраняются в блокчейне.

Преимущества PoW

Некоторые важные преимущества/плюсы доказательства работы:

• Доказательство работы было изобретено, чтобы остановить попытки двойных расходов.
• Это один из наиболее надежных механизмов консенсуса.
• Криптовалюты, основанные на PoW, обладают большей мощностью майнинга и более безопасны.
• Майнинг приносит вознаграждение в типичной модели PoW.
• Доказательство работы является случайным, но справедливым.

Преимущества PoS

Некоторые важные преимущества/плюсы Proof of Stake:

• Механизм PoS защищён от 51% атак.
• Для обработки Proof-of-Stake не требуется дорогостоящее оборудование.
• Транзакции происходят быстрее и относительно недороги.
• Обработка в случае PoS не требует много энергии.
• Ставки выступают в качестве финансового мотиватора в модели PoS.

Недостатки PoW

Некоторые важные риски/минусы Proof of Work:

• Для майнинга требуется чрезвычайно мощное оборудование.
• По карману не каждому участнику рынка.
• Потребление энергии из-за чрезвычайно высокого участия в майнинге зашкаливает.
• Большинство майнинговых пулов контролируются отдельными организациями.
• Модель PoW подвержена атакам 51%

Недостатки PoS

Некоторые важные риски/минусы Proof of Stake:

• Модели PoS не были реализованы на сложном блокчейне.
• Захватить контроль над сетью легко, поскольку это зависит от капитала.
• PoS лишен многих преимуществ PoW, таких как вознаграждение за майнинг.
• Централизованные угрозы, такие как двойные расходы, вполне осуществимы.
• У PoS есть проблемы с управлением, что означает, что пользователи с большим количеством токенов могут изменять правила сети.

Примеры подтверждения работы

Модель доказательства работы существует уже давно, поэтому давайте рассмотрим несколько примеров PoW.

Сообщения электронной почты

Первый пример, который мы рассмотрим, — это электронные письма, к которым прикреплен длинный фрагмент текста. Обычные компьютеры могут отправлять миллионы электронных писем в день, но выполнение других задач и получение большого количества спама могут повлиять на его эффективность и снизить затраты на обработку. PoW используется для сокращения циклов обработки за счет решения сложных вычислительных задач, которые повышают безопасность.

Криптовалюта

Одним из наиболее известных примеров PoW является майнинг криптовалюты. Модель PoW гарантирует, что майнеры имеют прямой контроль над сетью. Это также предотвращает возникновение атак двойного расходования. Майнеры имеют фиксированный доход, поскольку PoW включает достаточное количество заголовков в новые блоки.

DDoS

Другой пример PoW — миграция DDoS-атак, вызывающих неудобства и сбои. Алгоритм PoW решает сложные математические задачи, получая коллективное решение. PoW помогает решать проблемы распределенным способом. Таким образом, даже небольшое количество участников сможет решить сложные задачи.

Примеры доказательства доли

Proof-of-Stake — это так называемый лучший способ решения криптографических задач. Ниже приведены несколько криптовалют, использующих модель PoS, которая быстрее и безопаснее, чем PoW.

Тезос:

Децентрализованная сеть Tezos включает в себя механизм стимулирования, который вознаграждает валидаторов. Для поддержания и защиты сети валидаторы получают вновь созданные токены. Ставки увеличиваются по мере того, как новые участники входят в сеть и становятся активными. Система PoS в Tezos также защищает вознаграждения и данные блокчейна от подделки.

Ethereum 2.0:

Соучредитель EthereumВиталик Бутерин предложил Ethereum Предложение по улучшению в 2016 году. Он использует модифицированную версию алгоритма PoW под названием Sharding. Концепция шардинга может улучшить производительность сети за счет увеличения хеш-мощности. Шардинг также увеличит количество транзакций в блоке.

Космос:

Cosmos популярен благодаря развертыванию сети PoS для широкого использования (более Bitcoin). Защищая миллионы пользователей, проект надеется стать крупнейшей монетой на основе PoS. В его целевую аудиторию входят люди, не имеющие доступа к банковской системе.

Как проверяются транзакции: PoW

Понять, как работают проверки транзакций в PoW, может быть сложно без примера. Давайте посмотрим на Bitcoinмодель.

Шаг 1) Примерно каждые 10 минут создается новый блок. Для подтверждения требуется примерно столько же времени. Bitcoin транзакции действительны.

Шаг 2) Каждый отдельный блок содержит различные транзакции, требующие проверки. В децентрализованной системе проверка каждой транзакции становится сложной и энергозатратной.

Шаг 3) Доказательство работы предлагает огромные вычислительные мощности для решения криптографического алгоритма. Это лишает участников сети, у которых меньше ресурсов, возможности получить более высокие вознаграждения.

Шаг 4) Как только все транзакции внутри блока проверены, они добавляются в публичный блокчейн, где их могут видеть другие пользователи.

Предположим, что математическая сумма 4+8, используя доказательство работы. Теперь мы знаем, что ответ — 12. Но в этой модели тот, кто первым доберётся до ответа, получит награду за майнинг. Представьте себе, что майнер 1 и майнер 2 соревнуются за решение этой проблемы. Результаты будут следующими:

Шахтер 1

Попытка 1: 4+8 = 11 *Неверно*

Попытка 2: 4+8 = 9 *Неверно*

Попытка 3: 4+8 = 10 *Неверно*

Шахтер 2

Попытка 1: 4+8 = 13 *Неверно*

Попытка 2: 4+8 = 12 *Верно*

Попытка 3: 4+8 = 14 *Неверно*

Итак, вы можете видеть, что майнер 2 угадал правильный ответ со второй попытки и получил награду майнера. Но на самом деле компьютеры могут выполнять миллионы комбинаций каждую секунду.

В любой конкретный момент множество аппаратных устройств пытаются решить криптографические уравнения. Это почти похоже на гонку за то, чтобы первым прийти к финишу и получить награду за майнинг.

Процесс немного отличается в случае любой монеты PoW, кроме Bitcoin, как и ожидалось от проектов криптовалют второго и даже третьего поколения, разработанных для устранения проблем, присутствующих в Bitcoin.

Как проверяются транзакции: PoS

По сравнению с моделью Proof of Work, модель Proof of Stake использует другие процессы для подтверждения транзакции и достижения консенсуса. Хотя он также использует криптографический алгоритм, цель совершенно другая.

В случае Proof of Stake создание следующего блока зависит от суммы индивидуальной ставки. Ставка зависит от количества монет, которыми обладает пользователь для конкретного блокчейна, который он пытается добыть.

Технически говоря, участники здесь не занимаются майнингом, а «форжят», поскольку вознаграждение за блок не требуется. В отличие от BitcoinКриптовалюты, использующие PoS, вознаграждают участников, вознаграждая их комиссией за транзакцию.

Чтобы начать процесс размещения ставок, пользователи должны сначала внести монеты в определенный кошелек, который замораживает монеты, позволяя использовать их для размещения ставок в сети. У большинства PoS-блокчейнов есть минимальное требование к монетам для начала процесса размещения ставок, что требует значительных первоначальных инвестиций.

Пример PoS-верификации

Чтобы лучше объяснить процесс PoS, давайте возьмем пример Dash(DASH). Минимальное требование — 1000 DASH, что в какой-то момент (декабрь 2017 года) было бы эквивалентно 1.5 миллионам долларов США.

Шаг 1) Во-первых, вам нужно решить, сколько монет вы хотите поставить, чтобы получить вознаграждение от PoS.

Шаг 2) Узнайте общее количество монет в обращении в блокчейне. В нашем примере в обращении находится 1000 монет.

Шаг 3) Затем вам необходимо купить и поставить на ставку 100 монет, что составляет 10% монет в обращении.

Шаг 4) Теперь вы готовы получать вознаграждения за ставки. Согласно этому примеру, у вас есть десять процентов шансов выиграть все награды на блокчейн.

Proof of Stake лучше, чем Proof of Work? Причины, почему

Модель Proof-of-Work стала несправедливой системой, в которой обычные участники не имеют шансов получить вознаграждение за майнинг. Но этого нельзя сказать о доказательстве доли, где каждый получает равную возможность стать фальсификатором и получить вознаграждение.

Благодаря преимуществам, указанным выше, Ethereum готовится перейти на PoS в версии 2.0. Выпуск ETH 2.0 должен состояться в следующем году.

Ethereum Разработчики и сообщества всегда поддерживали децентрализованную и прозрачную экосистему. Видя, как потенциальные хакеры используют модель доказательства работы, становится ясно, почему Ethereum и другие криптопроекты отдают предпочтение механизму доказательства доли.