Эта статья «Доказательство кола против доказательства работы» была первоначально опубликована на веб-сайте Бруно в Bitfalls и воспроизводится здесь с разрешения.
Вы, наверное, слышали о PoW (Доказательство работы) и PoS (Доказательство кола). Возможно, вы слышали о DPoS (делегированное подтверждение кола) и PoA (подтверждение полномочий). Мы обсудим каждый метод в этой статье.
Прежде чем начать, рекомендуется сначала прочитать об основах: введение в криптовалюту и введение в блокчейн . Эти статьи помогут вам хорошо следовать этой статье.
Доказательство работы
С Proof of Work ваш майнер (компьютер или группа компьютеров под вашим контролем) выполняет следующие действия:
-
Он берет из интернета заказ на обработку некоторых транзакций. Другими словами, он берет от майнеров, географически наиболее близких к нему, набор транзакций, которые он должен проверить, в которых написано, кто кому отправляет сколько криптовалюты .
-
Затем майнер строит блок — список транзакций, которые необходимо проверить. Сколько транзакций в блоке зависит от размера этих транзакций. Те, которые отправляют со многих адресов на множество адресов, намного больше, чем те, которые отправляют деньги с одного на один или два адреса, как объяснялось ранее .
-
Майнер объединяет все данные из этого блока (буквально склеивает их), добавляет еще несколько данных в микс, а затем пытается угадать последний бит данных, который при хешировании даст действительный хэш . Например, в биткойнах к хешу нужно добавить определенное количество нулей. Таким образом, компьютер выполняет следующее: «Попробуйте подвести итог всего этого и числа 1. Неправильно? Хорошо, попробуйте обобщить все это и номер 2. Неправильно? Хорошо, попробуй …
-
Мощность компьютера будет определять, сколько таких предположений в секунду он может выполнить.
-
После удачного предположения компьютер получает награду за блок , который в настоящее время составляет 12,5 BTC в биткойнах или 6,18 XMR в таких системах, как Monero и т. Д.
Прибыль от майнинга таким образом будет зависеть от оборудования, программного обеспечения и валюты. Мы вдавались в подробности об этом здесь .
Преимущества PoW:
-
Эффект внешнего фактора. С механизмом PoW производство и обращение денег требуют внешних факторов, таких как власть и оборудование. Невозможно вернуть расходы на электроэнергию или производство оборудования. Почему это важно, будет объяснено в разделе PoS ниже.
-
Это просто объединить мои . Легко просто получить вычисленные хэши другого компьютера, объединить их в один большой пул хешей, и многие хэшируются вместе, что делит прибыль.
-
Это полезно для районов с избытком электроэнергии, таких как Китай с его гидроэлектростанциями.
Недостатками PoW являются:
-
PoW невозможен на небольших и слабых устройствах, таких как смартфоны. Мало того, что этим устройствам не хватает места для хранения сотен гигабайт данных блокчейна, они также не обладают достаточной вычислительной мощностью для эффективного майнинга. Батарея разряжается очень быстро, ничего не делая.
-
PoW майнинг медленный. С биткойнами это один блок каждые десять минут, и транзакции, которые помещаются внутри этого блока, будут обрабатываться. Все остальное должно ждать следующего блока. Это приводит к длительным периодам ожидания или дорогостоящим транзакциям (те, которые устанавливают более высокую комиссию за транзакции, обрабатываются быстрее).
-
PoW уже тратит огромное количество электроэнергии. Просто добыча одного блока стоит больше электроэнергии, чем нужно некоторым странам за целый год. Это будет только хуже. Зависимость криптовалюты от электричества неустойчива во всех, кроме самых стабильных сред. Эта зависимость также означает, что более дорогой счет за электроэнергию или установленный правительством лимит видов расходов на электроэнергию может использоваться для остановки всей криптовалюты .
-
PoW позволяет централизовать майнинг. У Китая уже есть 80% мировой биткойн-хэш-мощи, и если их картели объединят свои силы, мы получим 80% атаки, а не 51% атаки .
-
Поскольку награда за блок продолжает уменьшаться, майнеры продолжают получать все меньше и больше жетонов добытого блокчейна . В то же время, по мере того, как все больше людей занимаются майнингом, сложность майнинга возрастает, поэтому добыча становится все сложнее и сложнее. Это делает майнинг все более и более дорогим по сравнению с прибылью, и меньше людей беспокоится, выходя из системы. Валютные саботажи. Меньшая хэш-сила среди майнеров также увеличивает вероятность атаки на 51% .
Например, в течение следующих пяти лет Биткойн может по-прежнему возрастать до 25000 или 50000 долларов, но по мере того, как транзакции переходят из цепочки в решения, подобные Lightning Network (предназначенные для проведения небольших операций на стороне, не ожидая подтверждения от основной цепочки, таким образом снимая плату с основной цепочки), добыча становится еще менее прибыльной. С приближением блочных наград к 0 и комиссионными за транзакции, которые практически исчезли, это еще больше ускорит уход майнеров из сети, открыв до 51% атаки или полной стагнации.
Доказательство кола (PoS)
Благодаря Proof of Stake нет необходимости угадывать сложные уравнения, поэтому более мощные компьютеры больше не нужны, а с ними меньше потребности в электричестве.
Примеры монет PoS: Ethereum (скоро), BlackCoin, CoinMagi, Diamond, Mintcoin, OKCash, HyperStake, Коэффициент и т. Д.
Давайте возьмем Эфириум в качестве примера. Proof of Stake работает путем случайного выбора валидатора — учетной записи с достаточным количеством Ether, чтобы считаться заинтересованным лицом, тем, кто инвестировал в экосистему. Изначально это был бы 1000 Эфир. Чем больше эфира имеет валидатор, и чем дольше он находится на аккаунте кандидата, тем больше шансов, что он будет выбран. Затем этот валидатор делает ставку на Эфир (блокирует его на несколько месяцев) и гарантирует соблюдение законов экосистемы — для достоверной проверки транзакций. Как только поступает новая транзакция, она добавляется в блок, проверяется, и блок отправляется другим валидаторам для подтверждения. За эту работу валидатор получает комиссионные за транзакции, которые они обработали.
Поскольку больше нет необходимости угадывать комбинации, а обработка транзакций является простой и дешевой, легко генерировать поддельные. Но поскольку валидаторы должны подтверждать информацию (например, ученики в школе, исправляющие экзамены друг друга), почти невозможно думать, что кучка валидаторов подтвердит сообщение злоумышленника. Чтобы это произошло, вредоносная группа должна быть не только случайно выбрана в одно и то же время (невозможно), но и иметь на 51% больше Эфира, чем остальные случайно выбранные валидаторы, которые могут иметь от минимального до астрономического количества Эфир.
Кроме того, если валидатор признан вредоносным, он теряет свою долю и выходит из сети. Обман становится невероятно дорогим видом спорта. У того, у кого достаточно денег, вложенных в экосистему Эфириума, чтобы стать валидатором, нет причин саботировать эту экосистему, потому что его активы теряют ценность (из-за скандала, который они могут вызвать в случае успеха, или из-за потери своей доли в случае неудачной попытки мошенничества).
Преимущества PoS:
- быстрая обработка транзакций
- вопреки PoW, не вредит окружающей среде
- не уязвимы для государственной атаки: нет необходимости в огромном количестве электроэнергии
- может выполняться на меньших и более слабых устройствах, поскольку нет необходимости загружать весь блокчейн, и поскольку нет необходимости в больших вычислительных мощностях, он может быть легко принят основным.
Недостатки PoS:
-
Нет внешних факторов. Учитывая, что ставка является частью самой системы, вся игра является внутренней. Это означает, что кто-то, у кого достаточно денег, чтобы инвестировать исключительно в разрушение этой системы, может сделать это, вкладывая только деньги, а не биткойн, где ему нужно вкладывать деньги, время, опыт, оборудование, электричество и многое другое — все внешние факторы ,
-
Богатые становятся богаче. Те, у кого Эфир был самым длинным (возраст Эфира в учетной записи является таким же важным фактором, как и количество), также имеют лучшие шансы стать валидаторами. Это означает, что их шансы заработать больше Эфира на вершине существующей кучи также возрастают. Это отличается от системы «богатых — богатых» Биткойна, потому что там, чтобы оставаться конкурентоспособными, богатым приходится продолжать вкладывать средства в оборудование и знания. Это также больно больше саботировать сеть.
Делегированное подтверждение кола (dPoS)
В этом типе PoS сообщество выбирает 101 делегата путем голосования с использованием криптовалюты — например, 1 Lisk, 1 голос. Некоторые блокчейны имеют номер, отличный от 101, но это значение по умолчанию.
Делегаты не могут изменять транзакции, только задерживают их включение в блок, но в протокол встроены защитные сети, поэтому длительное исключение транзакции становится дорогостоящим. Это также единственная «техническая» власть, которую имеют эти валидаторы делегатов, и, если они злоупотребляют этой властью, сообщество может немедленно увидеть это и проголосовать за них.
Делегаты получают вознаграждение за проверку транзакций, как в PoS, поэтому повторный обман не имеет смысла, потому что они теряют свою долю и свою роль в системе. Награды, которые они получают, они могут потратить на лоббирование, распространение информации о валюте, вывод ее на заработки и т. Д.
Некоторые системы DPoS работают таким образом, что могут определять скорость записи: процент жетонов, которые будут уничтожены при получении награды. Например, скорость записи 40% уничтожит 40% токенов, полученных делегатом. Уничтожение токенов ведет к дефляции , что приводит к увеличению ценности оставшихся токенов — как этих токенов в руках делегатов, так и токенов в кошельках людей по всему миру. Как будто каждый, кто использует валюту, получает дивиденды, потому что их деньги автоматически становятся более ценными. Конечно, оставшиеся 60% токенов могут использоваться для всего, что делегат хочет использовать для них.
Преимущества dPoS:
-
Более равномерное распределение наград блока. Люди будут выбирать только тех делегатов, которые дают им наибольшее количество наград, поэтому будут поощряться не только крупные держатели, но и те, кто их причиняет.
-
Голосование в режиме реального времени. Любое вредоносное действие может быть немедленно обнаружено избирателями, а вредоносный делегат может быть исключен из системы.
-
Как и в случае с PoS, он очень экологичен и прост в исполнении на небольших и более слабых устройствах. Труднее остановиться, потому что это не зависит от внешних факторов, контролируемых государством, таких как электричество.
Недостатки dPoS:
-
Возможно, что делегаты организованы в картели. Это уже произошло с блокчейном Lisk, который, хотя он еще не был выпущен как полноценный продукт, имеет картелизированный dPoS, в котором 51 из 101 делегатов присоединились и создали «Lisk Elite Group», за которую они голосуют за друг с другом и не распространять свои достижения ни одному случайному пользователю, который не голосовал за всех из них. Это идентично современной политической системе.
-
Поскольку меньшее количество людей отвечает за поддержание сети в живых, ее легче остановить или организовать 51% атаки (см. Пункт выше о картелях).
DPoS используется такими валютами, как Bitshares, Crypti, Lisk, RISE, ARK и т. Д.
Доказательство власти
Подтверждение полномочий — это когда определенные узлы выбираются как валидаторы блоков, и они ставят не свои деньги и не электричество, а свою репутацию.
Это работает следующим образом: при настройке сети / блокчейна определенные узлы выбираются как разрешенные для блокировки блоков . Эти узлы обычно предоставляют какое-то подтверждение личности, чтобы доказать, что они заслуживают доверия. Для того, чтобы система стала жизнеспособной, необходимо выбрать множество таких несвязанных узлов. Если обнаружено, что узел нарушает правила протокола, этот узел удаляется из сети и не может присоединиться, потому что он запрещен на основании идентификации. Дело в том, что он больше не может играть с другими.
PoA полезен только в закрытых или закрытых или в конкретных случаях использования блокчейнов. Например, тестовые сети используют его (например, Ethereum’s Kovan), а картели могут использовать его. Авиакомпании, отели и банки являются идеальными кандидатами: им не нужно любить друг друга или доверять друг другу, но в их интересах работать вместе и быть правдивыми друг с другом, чтобы цены оставались на прежнем уровне. прямой конкуренции нет. Блокчейн PoA — это идеальное решение: личность, нарушающая правила — например, United Airlines — выбивается из консенсуса и больше не может участвовать, и такое разрушение доверия гораздо вреднее для них как для бизнеса, чем для воздействия на обман в сети мог бы быть. Участие личности в механизме ставок напрямую побуждает валидаторов оставаться правдивыми.
Вывод
Есть и другие методы — например, Proof of Важность, используемая NEM (XEM). Он похож на PoS в том, что он оценивает кошельки с более чем 10000 XEM и вычисляет их оценку важности на основе их владений и их участия в сети: чем больше транзакций связано с адресом, тем важнее он как активный участник. Но это тоже имеет очевидные недостатки.
Ни один из методов не идеален, и у каждого есть свои проблемы, которые заставляют чрезвычайно умных людей работать. Когда и какой прогресс мы увидим, еще неизвестно, но одно известно точно: прогресс наступает, и это будет поворотный момент, когда криптовалюта станет господствующей тенденцией.