PoW vs PoS – Skillnaden mellan bevis på arbete och insats

Vad är PoW?

PoW eller proof of work är ett speciellt protokoll som syftar till att avskräcka cyberattacker som DDoS (distributed denial-of-service attacks), som kan använda upp resurserna på en datorstam med hjälp av flera falska förfrågningar. Den använder ett tillitslöst och distribuerat konsensussystem.

PoW implementerar ett decentraliserat system och fungerar utan att behöva en central myndighet. PoW-konsensusmekanismen kan verifiera transaktioner utan att behöva en tredje part. PoW försvårar dubbla utgifter genom att bevisa att varje användare har gjort flera beräkningar. Många andra blockchain-projekt som kopierade originalet Bitcoin koden följer också Proof of Work-modellen.

Vad är PoS?

Proof of stake (PoS) är en typ av konsensusmekanism som används för att validera transaktioner på blockkedjan. Det fungerar genom att låta kryptovalutaägare satsa sina mynt. Detta ger dem rätt att verifiera nya block av transaktioner i blockkedjan och lägga till dem i nätverket.

Modellen för Proof of Stake finns som en alternativ konsensusmekanism. Få kryptovalutor följer detta protokoll som ersätter gruvarbetare med insatser. Algoritmen väljer vilken som helst av dessa spelare för att publicera nästa block. Två utvecklare vid namn Scott Nadal och Sunny King skapade PoS och märkte bristerna i PoW år 2012. Begränsad skalbarhet och behov av mycket elektricitet är inte ett problem i PoS-modellen.

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

Proof-of-Work	Proof-of-stav
PoW eller proof of work är ett speciellt protokoll som syftar till att avskräcka cyberattacker som DDoS (distribuerade denial-of-service-attacker).	Proof of stake (PoS) är en typ av konsensusmekanism som används för att validera transaktioner på blockkedjan.
Alla hackare måste få mer än 50 % av den totala beräkningskraften för att utföra en attack på 51 %.	Hackare måste äga mer än 50 % av alla kryptovalutor i samma nätverk, vilket är omöjligt.
Sannolikheten för gruvdrift beror på det beräkningsarbete som utförs.	Ett nytt blocks giltighet beror på storleken på insatsen.
Gruvarbetare får belöningar för komplex lösning av kryptografiska problem.	Validatorn får ingen blockbelöning. Istället samlar de bara in nätverksavgifter som belöning.
Kräver kraftfull och uppdaterad gruvhårdvara.	Kräver serverklassad enhet för effektiv bearbetning.
PoW är den ursprungliga kryptografiska konsensusmekanismen som har sitt ursprung långt före PoS.	PoS härleddes från PoW, men det kommer med flera förbättringar.
För att uppnå mer skalbarhet är alla noder inom en transaktion involverade.	Hela nätverket är inte involverat i verifieringen av varje transaktion.

Vad är insatser?

Insatta medel sätts åt sidan och lagras i ett smart kontrakt av validerare. Detta är känt som stakeprocessen. Den som har en större insats kan väljas för att verifiera transaktioner och skapa block. Block som på så sätt smidda läggs till blockkedjan. Alla posmynt följer inte samma uppsättning regler även om begreppet validering är detsamma. Varje kvalificerad validatormarknadsdeltagare får en belöning baserad på ägande.

Hur fungerar PoS?

I teorin är PoS en "ideal" lösning för skalningsproblem inom PoW-mekanismen. Ethereum 2.0 kommer att vara 100 % proof-of-insats. Därför kommer den att behandla sina transaktioner, NFT-transaktioner och utföra smarta kontraktstransaktioner. Man måste ha ett kraftfullt datorsystem och en tillräckligt stor plånbok. Det ökar deras chanser att få en proof-of-stake-belöning.

PoS-modellen hanterar upprätthållande av integritet inom en blockkedja. Det garanterar också att kryptoanvändare inte kan prägla mynt utan att tjäna dem.

Konceptet för PoS konsensusmekanism bygger på följande steg:

Steg 1) Användare som äger infödda tokens från en blockchain lagrar hela eller delar av den i insatspooler på ett säkert sätt.

Steg 2) Algoritmen väljer pseudo-slumpmässigt nästa validator i rad.

Steg 3) Den valda valideraren måste föreslå ett block och antalet transaktioner i det.

Steg 4) Andra deltagare får godkänna och verifiera den föreslagna transaktionen.

Steg 5) Ett nytt block läggs till i blockkedjan.

Steg 6) Den valda valideraren får en transaktionsavgift.

Hur fungerar PoW?

Bevis på arbete kräver en dyr datorberäkning eller, med andra ord, processen för gruvdrift. Mining måste utföras för att skapa förtroendelösa transaktioner på blockkedjan.

Steg 1) Transaktioner sammanställs och buntas ihop i form av ett block.

Steg 2) Gruvarbetare verifierar sedan transaktioner inom varje block och kontrollerar om de är legitima.

Steg 3) Gruvarbetare löser sedan ett matematiskt pussel känt som ett arbetsbevisproblem för att fortsätta. Alla gruvarbetare måste tävla.

Steg 4) Den första gruvarbetaren som löser varje blockproblem belönas.

Steg 5) De verifierade transaktionerna lagras sedan i blockkedjan.

Fördelar med PoW

Några viktiga fördelar/fördelar med bevis på arbete är:

• Proof-of-Work uppfanns för att stoppa försök med dubbla utgifter.
• Det är en av de säkraste konsensusmekanismerna.
• Cryptos baserade på PoW har mer gruvkraft och är säkrare.
• Gruvdrift tjänar belöningar i en typisk PoW-modell.
• Bevis på arbete är slumpmässigt men rättvist.

Fördelar med PoS

Några viktiga fördelar/fördelar med Proof of Stake är:

• PoS-mekanismen är säker från 51 % av attackerna.
• Proof-of-stake behöver inte dyr hårdvara för bearbetning.
• Transaktioner är snabbare och relativt billiga.
• Bearbetning i fallet med PoS använder inte mycket energi.
• Insatser fungerar som en ekonomisk motivator i PoS-modellen.

Nackdelar med PoW

Några viktiga risker/nackdelar med bevis på arbete är:

• Gruvdrift kräver extremt kraftfull hårdvara.
• Inte överkomligt för alla marknadsaktörer.
• Energiförbrukningen på grund av extremt hög gruvdeltagande ligger utanför diagrammet.
• Majoriteten av gruvpoolerna kontrolleras av enskilda enheter.
• PoW-modellen är utsatt för 51% attacker

Nackdelar med PoS

Några viktiga risker/nackdelar med bevis på insats är:

• PoS-modeller har inte implementerats på en utarbetad blockkedja.
• Det är enkelt att ta kontroll över nätverket eftersom det beror på kapital.
• PoS går miste om många PoW-fördelar, såsom gruvbelöningar.
• Centraliserade hot som dubbla utgifter är körbara.
• PoS har styrningsproblem vilket innebär att användare med fler tokens kan ändra reglerna för nätverket.

Bevis på arbetsexempel

Proof of work-modellen har funnits länge så låt oss gå igenom några exempel på PoW.

E-post

Det första exemplet vi ska utforska är e-postmeddelanden bifogade med en lång text. Vanliga datorer kan skicka miljontals e-postmeddelanden per dag, men att utföra andra uppgifter och ta emot mycket skräppost kan påverka dess effektivitet och minska bearbetningskostnaderna. PoW används för att sänka bearbetningscyklerna genom att tillhandahålla komplexa beräkningsproblem som ökar säkerheten.

Kryptovalutor

Ett av de mest kända exemplen på PoW är att bryta en kryptovaluta. PoW-modellen säkerställer att gruvarbetare har direkt auktoritet inom nätverket. Det förhindrar också att attacker med dubbla utgifter inträffar. Gruvarbetare har en fast inkomst eftersom PoW innehåller tillräckligt många rubriker i nya block.

DDoS

Ett annat exempel på PoW är migrerande DDoS-attacker som orsakar olägenheter och störningar. PoW-algoritmen löser komplexa matematiska problem genom att få en kollektiv lösning. PoW hjälper till att lösa problem på ett distribuerat sätt. På så sätt kan även ett litet antal deltagare lösa komplexa problem.

Bevis på insatsexempel

Proof-of-Stake är det så kallade bättre sättet att lösa kryptografiska problem. Följande är några kryptovalutor som använder PoS-modellen som är snabbare och säkrare än PoW.

Tezos:

Det decentraliserade nätverket av Tezos inkluderar en incitamentmekanism som belönar validerare. För att underhålla och säkra nätverket får validerare nyskapade tokens. Insatserna ökar när nya deltagare kommer in i nätverket och blir aktiva. PoS-systemet i Tezos skyddar också belöningar och blockchain-data från manipulering.

Ethereum 2.0:

Medgrundare av Ethereum, Vitalik Buterin, föreslog Ethereum Förbättringsförslag 2016. Det använder en modifierad version av PoW-algoritmen som heter Sharding. Konceptet Sharding kan förbättra nätverkets prestanda genom att hålla mer hashkraft. Sharding skulle också öka antalet transaktioner i ett block.

Kosmos:

Cosmos är populärt för att distribuera ett PoS-nätverk för utbredd användning (mer än Bitcoin). Genom att säkra miljontals användare hoppas projektet bli det största PoS-baserade myntet. Dess målgrupp inkluderar personer som inte har tillgång till banksystemet.

Hur verifieras transaktioner: PoW

Att förstå hur transaktionsverifieringar fungerar i PoW kan vara svårt utan ett exempel. Låt oss titta på Bitcoins modell.

Steg 1) Inom var tionde minut eller så skapas ett nytt block. Det tar ungefär lika lång tid att bekräfta Bitcoin transaktioner som giltiga.

Steg 2) Varje enskilt block innehåller olika transaktioner som kräver verifiering. Inom ett decentraliserat system blir det svårt och energikrävande att verifiera varje transaktion.

Steg 3) Proof-of-Work erbjuder en enorm mängd beräkningskraft för att lösa den kryptografiska algoritmen. Det gör det omöjligt för nätverksdeltagare som har mindre resurser att få bättre belöningar.

Steg 4) När alla transaktioner inom ett block har verifierats läggs de till i den offentliga blockkedjan där andra användare kan se dem.

Låt oss anta den matematiska summan 4+8 genom att använda bevis på arbete. Nu vet vi att svaret är 12. Men i den här modellen vinner den som får svaret först gruvbelöningen. Föreställ dig att gruvarbetare 1 och gruvarbetare 2 tävlar om att lösa detta problem. Resultaten skulle bli följande;

Gruvarbetare 1

Försök 1: 4+8 = 11 *Felaktig*

Försök 2: 4+8 = 9 *Felaktig*

Försök 3: 4+8 = 10 *Felaktig*

Gruvarbetare 2

Försök 1: 4+8 = 13 *Felaktig*

Försök 2: 4+8 = 12 *Korrekt*

Försök 3: 4+8 = 14 *Felaktig*

Så du kan se att gruvarbetare 2 gissade rätt svar vid 2:a försöket så att den kommer att få gruvarbetarbelöningen. Men i verkligheten kan datorer utföra miljontals kombinationer varje sekund.

När som helst försöker många hårdvaruenheter lösa kryptografiska ekvationer. Det är nästan som ett lopp att vara först i mål och få gruvbelöningen.

Processen är lite annorlunda när det gäller andra PoW-mynt än Bitcoin, som förväntat från andra och till och med tredje generationens kryptovalutaprojekt som utvecklats för att åtgärda de problem som finns i Bitcoin.

Hur verifieras transaktioner: PoS

Jämfört med Proof of Work-modellen använder Proof of Stake-modellen olika processer för transaktionsbekräftelse och för att nå konsensus. Även om det också använder en kryptografisk algoritm, är målet ett helt annat.

När det gäller Proof of Stake, är skapandet av nästa block baserat på hur mycket en individ satsar. Insatsen baseras på antalet mynt en användare har för den specifika blockkedjan de försöker bryta.

Tekniskt sett bryts inte deltagarna här utan "smider", eftersom det inte finns en blockbelöning att uppnå. Till skillnad från Bitcoin, kryptovalutor som använder PoS belönar deltagarna genom att belöna dem med transaktionsavgiften.

För att påbörja insatsprocessen måste användare först sätta in mynt i en specifik plånbok, som fryser mynten, så att de kan användas för att satsa nätverket. De flesta PoS-blockkedjor har ett minimikrav på mynt för att starta insatsprocessen, vilket innebär betydande förskottsinvesteringar.

Exempel på PoS-verifiering

För att bättre förklara PoS-processen, låt oss ta exemplet Dash(DASH). Minimikravet är 1000 DASH, vilket vid ett tillfälle (december 2017) skulle ha motsvarat 1.5 miljoner dollar.

Steg 1) Först måste du bestämma antalet mynt du vill satsa för att generera några belöningar från PoS.

Steg 2) Ta reda på det totala antalet mynt i omlopp i blockkedjan. I vårt exempel har den 1000 mynt i omlopp.

Steg 3) Du måste då köpa och satsa 100 mynt, vilket är 10 % av mynten i omlopp.

Steg 4) Du är nu redo att ta emot insatsbelöningarna. Enligt detta exempel har du tio procents chans att vinna varje belöning på blockchain.

Bättre bevis på insats än bevis på arbete? Anledningar till varför

Proof-of-Work-modellen har blivit ett orättvist system där vanliga deltagare inte har någon chans att få gruvbelöningarna. Men detsamma gäller inte för proof-of-stake, där alla får lika möjligheter att bli förfalskare och få belöningar.

På grund av de fördelar som nämns ovan, Ethereum förbereder sig för att konvertera till PoS i sin 2.0-version. Släpps nästa år av ETH 2.0.

Ethereum utvecklare och samhällen har alltid stöttat ett decentraliserat och transparent ekosystem. När man ser hur potentiella hackare drar fördel av proof-of-work-modellen är det tydligt varför Ethereum och andra kryptoprojekt gynnar proof-of-stake-mekanismen.