В чем разница между Proof of Work (PoW) и Proof of Stake (PoS)? Разбираем отличия между доказательством выполненной работы и доказательством доли владения.
Поскольку криптовалюты децентрализованы, живут в блокчейне и на смарт-контрактах, им требуются автоматизированные способы достижения консенсуса. Этот консенсус представляет собой соглашение между блокчейном и публичной бухгалтерской книгой — все согласны с тем, какие транзакции имели место, и все это – без необходимости в централизованной третьей стороне.
Но, для достижения этого консенсуса необходим механизм консенсуса, способ для блокчейн-проектов обезопасить себя от злоумышленников. Двумя наиболее популярными и известными механизмами консенсуса являются «Доказательство выполненной работы» – Proof of Work (PoW), используемый для Биткойн и «Доказательство доли владения» – Proof of Stake (PoS), на который перейдет Эфириум. Каждый из них используется для независимого подтверждения транзакций, и у каждого есть свои преимущества и сложности. В частности, эти алгоритмы определяют, какой узел (или компьютер) в их сети может добавить следующий блок транзакций в цепочку.
Поскольку блокчейны неизменны и децентрализованы, обеспечение точности и прозрачности на этом базовом уровне имеет решающее значение. Итак, давайте углубимся в эти два метода проверки блокчейна — Доказательство выполненной работы, Proof of Work (PoW) и Доказательство доли владения, Proof of Stake (PoS) и обсудим, что каждый из них означает с точки зрения безопасности.
Что такое Доказательство выполненной работы или Proof of Work (PoW)?
Скорее всего, вы уже знакомы с Proof of Work (или PoW): это та же концепция, которая использует CAPTCHA, чтобы доказать, что вы человек. Требование небольшой работы помогает гарантировать, что спам будет сведен к минимуму в сетях.
Доказательство работы предшествует криптовалютам — фактически оно было впервые создано в 1993 году для предотвращения автоматического спама в сети электронной почты. Вместо того, чтобы обеспечить беспрепятственный доступ, Proof of Work требует некоторой работы с пользователем, вытесняя спамеров с минимальными усилиями от доступа к серверу.
Эта необходимая работа аналогична «майнингу», необходимому для извлечения драгоценных металлов, а доказательство работы является источником «добычи биткойнов» как фразы и концепции.
В Proof of Work «действительный» блок — это блок, отвечающий определенным требованиям, а именно хэш его заголовка ниже определенного порога. Майнеры Proof of Work пробуют несколько разных блоков-кандидатов в поисках того, который соответствует этим критериям.
Когда майнер находит действительный блок, он передает его остальной части сети блокчейна. Затем, каждый узел в сети проверяет, соответствует ли он требованиям, и подтверждает содержащиеся в нем транзакции, прежде чем добавлять блок в свою копию цифровой книги.
Доказательство выполненной работы стимулирует майнеров к поиску блоков с помощью вознаграждений за блоки и комиссий за транзакции. Вознаграждение за блок — это фиксированное вознаграждение, выплачиваемое при создании блока, а пользователи платят комиссию за транзакцию за обработку и включение своих транзакций в блокчейн.
Безопасно ли Доказательство выполненной работы или Proof of Work (PoW)?
Доказательство выполненной работы работает по нескольким осям, чтобы обеспечить безопасность и консенсус в блокчейне.
Во-первых, и это наиболее важно, рабочая часть Proof of Work непомерно дорогая. Эта огромная стоимость энергии не позволяет спамерам с минимальными усилиями пытаться добавить недействительные транзакции в блокчейн, но также заставляет их рисковать своей собственной «работой» (и энергией) при создании фальшивого блока. Если блок не соответствует требованиям достоверности (хэш заголовка и действительные транзакции), он будет отклонен, что обойдется потенциальному злоумышленнику в десятки тысяч долларов впустую потраченной энергии, поскольку его усилия не будут вознаграждены.
Законный узел никогда не примет версию блокчейна с недействительными или дважды потраченными транзакциями. Однако, злоумышленник может заменить одну версию транзакции другой, заменив содержащуюся в ней версию блокчейна. Для этого злоумышленнику необходимо выполнить атаку 51%, что требует от него контроля над большей частью хэш-мощности сети. С этой хэш-мощностью злоумышленник может создать более длинную версию блокчейна, чем действующая цепочка, что позволит ему заменить ее в соответствии с правилом самой длинной цепочки.
К счастью, вероятность атаки 51% на значимую цепочку блоков, такую как Биткойн, очень низка. Стоимость одночасовой атаки на Биткойн составляет более 1 миллиона долларов. В результате, атака, скорее всего, будет стоить злоумышленнику больше денег, чем он заработает на ее проведении.
Недостатки доказательства выполненной работы Proof of Work
Самым большим недостатком Proof of Work является работа, необходимая для выполнения требований. Биткойн-майнеры используют огромное количество энергии для чеканки каждого нового блока в блокчейне. В результате цепочки Proof of Work (такие как Биткойн) сжигают огромное количество энергии, которую, по мнению критиков, лучше использовать в другом месте.
В настоящее время Биткойн потребляет больше энергии, чем малые страны, такие как Норвегия. Однако защитники могут правильно указать, что большая часть энергии Биткойн поступает из возобновляемых источников энергии или «захваченной» энергии, которая в противном случае тратилась бы впустую, например, избыточная энергия, вырабатываемая плотинами гидроэлектростанций в Китае в сезон дождей, когда предложение энергии превышает требование.
Что такое доказательство доли владения Proof of Stake (PoS)?
Proof of Stake (или PoS) более демократичен и доступен всем, чем Proof of Work; в Proof of Stake валидаторы выбираются в зависимости от того, сколько токенов они держат, исходя из того, что, «ставя» себя на стоимость токена, они заинтересованы в поддержании надежности сети.
В результате, транзакции Proof of Stake менее требовательны с точки зрения энергии, а также значительно быстрее по скорости транзакций. Это означает более быструю и эффективную проверку продолжающейся цепочки блоков без непомерных затрат энергии, связанных с моделями Proof of Work.
Участие в качестве валидатора в блокчейне Proof of Stake также намного проще, чем участие в качестве майнера в блокчейне Proof of Work. Без дорогостоящего оборудования и энергопотребления, требуемых блокчейнами Proof of Work, блокчейны Proof of Stake более демократичны, позволяя любому, у кого есть монета и доступ к простому компьютеру, участвовать в консенсусе.
Безопасно ли доказательство доли владения Proof of Stake (PoS)?
Доказательство доли безопасно, потому что те, кто делает ставки в сети для проверки транзакций, рискуют всей своей долей. Если они участвуют в злонамеренных транзакциях, они не только испортят репутацию проекта, в котором они уже активно участвуют, но и потеряют все, что у них было в этой доле.
Кроме того, размещение ваших монет требует их заморозки — другими словами, согласия не продавать их — и принятия долгосрочных инвестиций в проект. Учитывая, что крупные инвесторы (или киты) могут влиять на быстрые изменения цен, стейкинг монет также обеспечивает другой тип безопасности. По крайней мере теоретически, модели Proof of Stake могут помочь предотвратить быстрые продажи и заморозку проектов.
Наконец, в Proof of Stake есть дополнительный вектор безопасности: в то время как мир блокчейнов ценит децентрализацию, внешний мир все еще может повлиять. Недавно мы стали свидетелями попытки Европейского союза запретить проекты Proof of Work в пользу более энергоэффективного метода Proof of Stake. Хотя эта мера потерпела неудачу, стоит задуматься о противодействии моделей Proof of Work со стороны мировых правительств, особенно с учетом глобальных опасений по поводу энергии.
