Что такое Proof of Stake в блокчейне?

Последние пару лет термином блокчейн уже мало кого удивишь. Все большие и больше предпринимателей и правительств открываются для технологии блокчейн, а также – для технологии распределенного реестра. Несмотря на растущую популярность, все еще возникает путаница в таких важных понятиях, как «Proof of Stake» (доказательство ставки) и «алгоритм консенсуса в сети блокчейна». Нужно восполнить этот пробел. 

Proof of stake (PoS) – это консенсусный алгоритм, в соответствии с которым случайно выбранные ноды валидации (валидаторы) ставят собственные токены (стейкинг) блокчейн-сети, чтобы создать или подтвердить новые блоки в текущем блокчейне. Валидатор получает вознаграждение, успешно добавив блоки в блокчейн.

В этой статье мы разберем важные понятия блокчейна.

Содержание:

  1. Почему механизм консенсуса важен в блокчейне? 
  2. Как работает Proof of Stake (PoS)? 
  3. Плюсы и минусы консенсуса PoS 
    1. Плюсы PoS
    1. Минусы PoS 
  4. Какие криптовалюты используют консенсус PoS?
  5. Почему Ethereum 2.0 использует Proof of Stake?
  6. Будущее Proof of Stake.

 

Почему механизм консенсуса важен в блокчейне?

Механизм консенсуса – это набор правил, с помощью которых различные участники блокчейн-сети одобряют транзакции. Поскольку блокчейн-сети не имеют центрального органа для подтверждения транзакций, консенсусные протоколы гарантируют, что все участники сети соглашаются на одну версию блокчейна. 

Механизм консенсуса позволяет блокчейн-сети

  • Функционировать без центрального органа
  • Помогать поддерживать одну версию блокчейна
  • Сохранять надежность и прозрачность внутри сети блокчейна.

Существуют разные типы алгоритма консенсуса – Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS), Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT), Proof of Burn (PoB) и другие вариации. 

Среди этих алгоритмов консенсуса Proof of Work (PoW) и Proof of Stale (PoS) являются самыми популярными. Неважно новичок вы или профессионал, очень важно понимать разницу между PoW и PoS.

PoW полагается на способность нодов решать сложные математические задачи, которые требуют экстраординарного количества вычислительной мощности и потребления электроэнергии. Установка оборудования для осуществления работы алгоритма имеет высокую стоимость. 

PoS, с другой стороны, требует, чтобы валидаторы ставили свои токены вместо решения математических головоломок, тем самым снижая потребление электроэнергии, а также блокируя период генерации и избегая централизации ресурсов. PoS также использует псевдо-случайной последовательности, чтобы выбрать валидаторов.

Как работает Proof of Stake (PoS)?

Механизм PoS состоит из двух частей. Во-первых, нод валидатора должен внести токены блокчейн-платформы в качестве стейка. Эти токены замораживаются на определенный период. Более высокий стейк повышает шансы на то, что нод будет выбран для форжинга блока.

Важно понимать, что PoS работает по принципу приоритетности нодов с более высокими стейками. Таким образом, валидатор принимает больше участия в процессе, по-другому не получится с экономической точки зрения.

Вторая часть PoS включает в себя выбор валидатора для форжинга блоков (генерации) случайным образом. Существует несколько способов выбора валидаторов, в том числе:

  • Выборка по возрасту монеты учитывает время, которое нод валидатора потратил на стейкинг своих монет, а также – суммарное количество всех застейканных монет. Когда какой-то нод выбирается валидатором, «возраст» его монет обнуляется. Также нод валидатора должен подождать определенное время перед тем, как снова форжить другой блок.
  • Случайный выбор блока фокусируется на валидаторах с высоким показателем стейкинга и низким значением хеша. Важно отметить, что каждый участник сети может видеть стейк, который выдвигает нод валидатора.

Как только нод выбран, нод валидатора проверяет транзакции внутри блока, а затем подписывает его. Другие ноды валидатора подтверждают, является ли блок действительным. Если большинство валидаторов принимает решение в пользу блока, блок становится частью блокчейна. Затем выбранный нод валидатора получит комиссию за транзакцию в качестве вознаграждения.

Однако предположим, что блок классифицируется как поддельный (ошибочный) другими валидаторами, проверяющими блок. В этом случае выбранный валидатор теряет часть ставки, и процесс перезапускается. Следовательно, в будущем фальсификатор будет ограничен в любой деятельности по форжингу блоков (генерации).

Плюсы и минусы консенсуса PoS

Что же лучше – Proof of Stake или Proof of Work? Наиболее частым ответом на этот вопрос является сравнение преимуществ и ограничений двух протоколов консенсуса.

Proof of Stake Proof of Work
Экономия энергииОгромное количество энергии из-за стремления нодов смайнить блок первыми
Требует меньшее количество ресурсовТребует огромный объем вычислительных ресурсов
Нет награды за блок, создатель блока получает комиссию за транзакцииНаграда за успешно созданные блоки
Никакой централизации ресурсов майнеровЦентрализованные майнеры преобладают на блокчейне
Проблема «nothing at stake» может привести к сбою в системе наград. PoS блокчейнам нужно добавить правила, которые предотвратят это. Майнеры обязаны тратить ресурсы, чтобы участвовать в процессе, проблема «nothing at stake» не существует

The Pros of PoS Consensus Плюсы

  • Экономия энергии. Механизм консенсуса PoS выбирает нод валидатора для создания блока. В PoWситуация иная – майнеры соревнуются в решении задач для создания блока. Таким образом, PoS экономит энергию.
  • Отсутствие трат на оборудование. Протокол PoS не требует от валидаторов большой вычислительной мощности. Отсутствие таких требований делает участие в PoS более доступным.
  • Лучшая масштабируемость. Блокчейны, использующие протокол PoS, масштабируют свои возможности с помощью разных методов, например с помощью шардинга. Так сеть блокчейна увеличивает свою пропускную способность и эффективность.

The Cons of PoS Consensus Минусы

  • Проблема «nothing at stake». Валидаторам (майнерам) не нужно задумываться об оборудовании для майнинга, они могут делать это просто за стейкинг их токенов. В ситуации с ответвлением блокчейна валидаторы могут увеличить награды путем создания блоков для разных ветвей блокчейна, в этом суть проблемы «nothing to stake». Блокчейнам, которые используют протокол консенсуса PoS, нужны специальные правила или меры безопасности, чтобы избежать данной проблемы.
  • Привилегии для высоких стейков: PoS основывается на размере стейка валидатора. Высокие стейки увеличивают шансы валидатора быть выбранным по сравнению с менее «богатыми» нодами. Так появляется проблема привилегий.

Какие криптовалюты используют консенсус PoS?

PoS более эффективный, быстрый и менее ресурсоемкий механизм консенсуса. Эти качества привели к росту количества монет, использующих доказательство ставки. Вот некоторые из самых популярных монет, использующих PoS в качестве механизма консенсуса. 

  • Ethereum (ETH): Ethereum 2.0 – обновление блокчейна Ethereum с переходом от PoW к протоколу консенсуса PoS. Ethereum Foundation запустил Beacon Chain, чтобы добавить PoS.
  • Tezos (XTZ): Tezos является одним из ведущих блокчейнов, использующих POS как механизм консенсуса. Пользователи Tezos могут делегировать свои права другим участникам процесса генерации блоков и аттестации.
  • Tron (TRX): Tron является одной из самых популярных блокчейн-платформ в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Tron использует протокол консенсуса Delegated Proof of Stake (DPoS), в соответствии с которым избирается группа суперпредставителей (27) для обслуживания и поддержания блокчейн-сети. 

Другие популярные крипто монеты, использующие PoS или его варианты: Nxt (NXT), Algorand (ALGO), Cosmos(ATOM), Peercoin (PPC), Steem (STEEM) и другие.

Почему Ethereum 2.0 использует Proof of Stake?

Ethereum 2.0 Serenity (PoS обновление Ethereum) – одно из наиболее ожидаемых обновлений в блокчейн сообществе. Beacon Chain выходит в декабре 2020, Ethereum наконец-то расширяет масштабируемость и увеличивает эффективность.  

Это подводит нас к вопросу о том, почему Ethereum 2.0 использует PoS. Ну, основная причина заключается в ускорении времени генерации блоков (или форжинга). Поскольку блокчейны, использующие PoS, требуют сравнительно более короткого периода для достижения консенсуса, это повышает общую пропускную способность сети.

Обновление Ethereum 2.0 направлено на дальнейшее повышение скорости форжинга блоков с помощью шардинга, где каждая цепочка шардов будет иметь ту же способность обработки, что и сеть Ethereum 1.0.

В общем, переход на PoS-протокол позволит Ethereum 2.0 стать более масштабируемым, эффективным и готовым к тяжелым операциям.

Будущее Proof of Stake

Технология блокчейн была названа технологией будущего, основанной на децентрализации. Однако её сильная зависимость от вычислительных ресурсов привела к централизации майнинговых пулов, тем самым поставив под угрозу основную цель технологии блокчейн.

Протокол консенсуса Proof of Stake решает некоторые критические проблемы, с которыми технология блокчейн сталкивается в настоящее время. По мере роста глобального спроса на «зеленые» технологии протокол консенсуса PoS становится стандартом в блокчейн-индустрии.

Тем не менее, всегда будут споры о том, что лучше – PoS или PoW. Однако по мере того, как все больше блокчейнов внедряют PoS, скорее всего, у него появится больше перспектив. Протокол PoS еще сыграет свою роль, проходя различные стадии разработки, но он, несомненно, является одним из самых сильных конкурентов среди протоколов консенсуса в расширяющейся и улучшающейся индустрии. 

Подписывайтесь на Bybit в соц.сетях:  VK | Twitter | Telegram | Instagram