Czym jest mechanizm konsensusu: Proof of Stake kontra Proof of Work

Pojawienie się Bitcoina zapoczątkowało nowy paradygmat znany jako blockchain, który miał potencjał, aby zapewnić szeroki zakres usług bez konieczności centralnej kontroli i zapewnienia bezpieczeństwa i integralności systemu. Bezpieczeństwo i ważność każdej transakcji były gwarantowane przez protokół konsensusu, który jest niezbędnym elementem każdej sieci blockchain. Dwa z najbardziej znanych mechanizmów konsensusu w świecie kryptowalut to Proof of Work i Proof of Stake.

Algorytmy konsensusu są niezbędne do efektywnego funkcjonowania sieci blockchain, ponieważ weryfikują każdą zabezpieczoną transakcję. W tym artykule poznamy różne aspekty i różnice między Proof of Stake a Proof of Work. Zacznijmy jednak od zrozumienia, co oznacza mechanizm konsensusu.

Mechanizm konsensusu

Podstawą każdej kryptowaluty jest sieć komputerów, która zapewnia bezpieczeństwo i ważność każdej transakcji w blockchainie oraz pomaga uzyskać niezbędne porozumienie między rozproszonymi operacjami lub systemami wieloagentowymi, takimi jak kryptowaluty, w odniesieniu do pojedynczej wartości danych lub pojedynczego stanu sieci. Sieć ta jest znana jako mechanizm konsensusu.

Jeśli chodzi o technologię blockchain i kryptowaluty, dwa najważniejsze mechanizmy konsensusu to:

• Dowód pracy
• Dowód Stawki

A jaką funkcję pełnią?

Mówiąc najprościej, oba regulują sposób, w jaki transakcje między użytkownikami są weryfikowane i zapisywane w publicznej księdze blockchain bez udziału stron trzecich.

Teraz, gdy wiemy, czym jest mechanizm konsensusu i jak działa, czas przyjrzeć się bliżej dwóm najważniejszym mechanizmom: dowodowi stawki i dowodowi pracy.

Dowód pracy

W latach 1990. XX wieku opracowano metodę Proof of Work (PoW) w celu zwalczania spamu e-mailowego.

Dowód pracy (PoW) to powszechnie stosowana technika konsensusu w sieciach kryptowalut, takich jak Bitcoin (BTC) i Litecoin (LTC). Wymaga ona od uczestniczącego węzła wykazania, że ​​wykonana i przesłana przez niego praca kwalifikuje go do dodawania nowych transakcji do blockchaina. 

Sieć wymaga dużej mocy obliczeniowej, dlatego nazywa się ją „dowodem pracy”. Wirtualni górnicy z całego świata rywalizują o to, kto jako pierwszy rozwiąże zadanie matematyczne, aby chronić i weryfikować blockchainy oparte na dowodzie pracy. Zwycięzca otrzymuje ustaloną kwotę w kryptowalucie w zamian za aktualizację blockchaina o najnowsze potwierdzone transakcje.

Zalety dowodu pracy

Metoda Proof of Work zapewnia wiele korzyści, zwłaszcza w przypadku prostej, ale niezwykle cennej kryptowaluty, jaką jest Bitcoin.

• Zapewnia bezpieczeństwo zdecentralizowanego łańcucha bloków.
• Rosnąca wartość kryptowalut zachęca coraz większą liczbę górników do przyłączenia się do sieci, co z kolei zwiększa moc i bezpieczeństwo systemu.
• Ze względu na wymaganą moc obliczeniową, ingerencja w blockchain cennej kryptowaluty jest niewykonalna dla jakiejkolwiek osoby lub organizacji.

Wady dowodu pracy

• Zużywa dużo energii.
• Czasochłonna procedura, której skalowanie może być trudne ze względu na konieczność obsługi dużej liczby transakcji.

Dowód Stawki

Proof of Stake (PoS) opracowano w celu przezwyciężenia nadmiernej zależności Proof of Work (PoW) od energii niezbędnej do składania zamówień w oparciu o blockchain.

Dowód stawki (PoS) to popularna technika konsensusu, która powstała jako tania i energooszczędna alternatywa dla procesu proof of work (PoW). Ethereum 2.0, Algorand, Cardano, Tezos i inne (zazwyczaj nowsze) kryptowaluty opierają się na dowodzie stawki (Proof of Stake).

Oznacza to powierzenie utrzymania rejestru publicznego węzłowi uczestniczącemu w procesie proporcjonalnie do liczby posiadanych przez niego tokenów walut wirtualnych. Ma to jednak tę wadę, że zachęca do gromadzenia, a nie konsumpcji kryptowalut.

Zalety Proof of Stake

• Energooszczędna alternatywa dla dowodu stawki
• Szybka realizacja transakcji.
• Transakcje niskokosztowe.
• Udział nie wymaga korzystania ze specjalnego oprogramowania ani sprzętu.

Wady Proof of Stake

• Nie jest tak bezpieczne i niezawodne jak PoW.
• Niektóre kryptowaluty PoS wymagają przetrzymywania zdeponowanych środków przez określony czas.

Proof of Stake kontra Proof of Work: Porównanie

Zrozumienie różnic między protokołem Proof of Stake a Proof of Work może pomóc Ci lepiej ocenić dostępne kryptowaluty w Twoim portfelu. 

Proof of Work kontra Proof of Stake: Porządek Blockchain

Blockchain to system składający się z serii bloków (grup transakcji), ułożonych w kolejności chronologicznej zgodnie z kolejnością transakcji.

Blok genezy, czyli pierwszy blok blockchaina, jest również nazywany blokiem 0. Jest to pierwszy blok w blockchainie PoW i jest zakodowany na stałe w programie, nie odnosząc się do żadnego poprzedniego bloku. Kolejne bloki w PoW przesyłane do blockchaina zawsze odwołują się do poprzednich bloków i zawierają kopię całego zaktualizowanego rejestru.

Blockchain PoS, podobnie jak blockchain PoW, to system składający się z serii bloków ułożonych w kolejności chronologicznej na podstawie zawartych w nich transakcji. Proces porządkowania bloków jest podobny w przypadku PoW i PoS, ale warto zauważyć, że w przypadku kryptowalut PoS nikt nie konkuruje o prawo do dodawania bloków. W rezultacie, zamiast być wydobywanym, bloki są często określane jako „kute” lub „wybijane”.

Proof of Work kontra Proof of Stake: Zużycie energii

Górnicy PoW rozwiązują trudne równania matematyczne (tzw. haszowanie), aby uzyskać przywilej tworzenia nowego bloku i dodawania go do blockchaina poprzez uzyskanie losowej liczby, nonce. Odbywa się to za pomocą specjalistycznych układów ASIC i jest to niezwykle energochłonne działanie, ponieważ górnicy potrzebują ich setek tysięcy, aby wygrać wyścig o każdy blok.

Blockchainy kryptowalut PoS zużywają znacznie mniej energii niż blockchainy kryptowalut PoW, a zatem są tańsze w utrzymaniu. Jednak dla operatorów puli i walidatorów jest to nadal opłacalne, ponieważ przepustowość transakcji jest znacznie wyższa, a nawet przy niższej cenie transakcji osoby zarządzające siecią nadal otrzymują godziwe wynagrodzenie. 

Dowód pracy kontra dowód udziału: uczestnicy

System PoW łączy w sobie moc przetwarzania i szyfrowanie w celu osiągnięcia konsensusu i zagwarantowania legalności transakcji rejestrowanych w blockchainie.

Aby tworzyć nowe bloki, górnicy rywalizują o wygenerowanie prawidłowych odpowiedzi na zadania matematyczne podczas procesu haszowania. Robią to, próbując odgadnąć hasz, czyli ciąg losowo generowanych liczb całkowitych. Po połączeniu go z danymi w bloku i przetworzeniu przez komputer z funkcją haszującą, wynik musi spełniać kryteria protokołu.

W systemie Proof-of-Stake (PoS) wszyscy użytkownicy posiadający dany token mogą uczestniczyć w metodzie konsensusu. Każdy może zostać walidatorem lub twórcą bloków w sieci o zredukowanych barierach.

W sieciach PoS wymagania wstępne dla pul stakingowych lub walidatorów polegają na tym, że użytkownicy muszą posiadać określoną liczbę tokenów i zablokować je na określony czas jako stawkę. Kiedy walidatorzy stosują złośliwe taktyki, takie jak podwójne podpisywanie lub skoordynowane ataki na sieć, ryzykują utratę postawionej kwoty.

Proof of Work kontra Proof of Stake: Nagrody

Nagrodą za blok jest nowa moneta przyznawana górnikowi przez blockchain za każdy ważny i zatwierdzony blok.

Nagroda za blok jest obniżana po odkryciu określonej liczby bloków w niektórych kryptowalutach, na przykład Bitcoinie. Jednak po wydobyciu określonej liczby bloków, wartość ta jest zmniejszana o połowę co cztery lata w procesie znanym jako halving, który jest udokumentowany w kodzie źródłowym protokołu Bitcoin.

Użytkownicy, którzy przesyłają legalny blok do blockchaina, są nagradzani w sieciach PoS. Wypłaty różnią się w zależności od blockchaina. Niektóre pobierają jedynie opłaty transakcyjne, podczas gdy inne mają ściśle określony budżet na pierwsze kilka lat, aż do momentu, gdy sieć się uruchomi i liczba transakcji będzie wystarczająca, aby pokryć koszty walidatora.

Pytanie dodatkowe: Czy PoS zastąpi PoW?

Metoda proof of work (POW) została stworzona, aby wypełnić pustkę powstałą po braku centralnego organu. Wraz z rozwojem rynku Bitcoina, zaproponowano różne modele konsensusu, aby rozwiązać niektóre problemy związane z pierwotną koncepcją. Niektóre z nich powstały jako zamienniki POW, zobowiązując się do nienaruszalności bezpieczeństwa i integralności systemu. Jedną z najbardziej znanych alternatyw był proof of stake (POS), który miał sprostać wymaganiom społeczności, a jednocześnie rozwiązać problemy związane z POW.

Bottom Line

Ogólnie rzecz biorąc, konflikt między dowodem stawki a dowodem pracy powoli staje się palącym tematem, zwłaszcza w kontekście przejścia Ethereum na Ethereum 2.0. 

Proof of Work może być wykorzystywany do dystrybucji pieniędzy wśród społeczności na początku istnienia blockchaina, a następnie przeniesiony do POS. W rzeczywistości jednak Proof of Stake zdaje się być na dobrej drodze do stania się de facto normą w technologii blockchain, podczas gdy POW traci swoją pozycję domyślnego modelu konsensusu dla każdego nowego blockchaina.

Niezależnie od tego, jaki by on nie był, ostatecznym celem udanej sieci blockchain powinno być rozwiązanie tzw. problemów blockchain związanych z bezpieczeństwem, decentralizacją i skalowalnością.

ZenLedger z łatwością oblicza podatki od kryptowalut i znajduje dla Ciebie możliwości oszczędzania pieniędzy i bardziej inteligentnego handlu. Zacznij teraz za darmo lub dowiedz się więcej o naszej plany przygotowane przez specjalistę ds. podatków!

Najczęściej zadawane pytania dotyczące Proof of Stake i Proof of Work