Ранее мы уже писали о децентрализации – самом важном преимуществе блокчейна. Благодаря этому механизму, blockchain выглядит как распределенная база данных. Компьютеры, называемые «узлами», совместно поддерживают её.
Узлы представляют хранят всю историю транзакций в блок-цепочке. Сеть не может быть уничтожена путем выгрузки любого центрального сервера.
Записи информации, называемые «блоками», связаны между собой через протокольную программу. Ни один из существующих блоков не может быть удален или изменен.
Добавление нового блока - единственный способ обновить блок-цепочку, любой узел может сделать это без какой-либо центральной команды. Если узел игнорирует предопределенные стандарты и создает блок, другие узлы игнорируют его.
Для чего нужны консенсусные механизмы?
Если несовместимый узел продолжает создавать блоки без соблюдения стандартов, и другие узлы начинают создавать блоки поверх несоответствующих блоков, тогда в сообществе возникнет конфликт.
Для предотвращения появления несовместимых узлов, создающих так называемые форки, необходим консенсусный механизм.
Могут существовать вредоносные узлы, которые подавляют другие узлы сети, используя атаку «распределенного отказа в обслуживании» (DDoS). Такие узлы могут инициировать ложные действия. Для предотвращения этого также требуется механизм консенсуса.
Отличие PoW и PoS
Существует 2 консенсусных механизма: Proof-of-Stake и Proof-of-Work.
Самое простое отличие между ними можно объяснить так:
Proof-of-Work (PoW) - алгоритм, который применяется в майнинге. Монеты на PoW можно добывать при помощи Видеокарт, Асиков, или процессоров. Защита сети монеты лежит на майнерах.
Proof-of-Stake (PoS) - алгоритм, который не работает в майнинге. Чаще всего защита сети идет через стейкинг или другими способами.
Технология PoW
Proof-of-Work - это алгоритм консенсуса, который защищает децентрализованную сеть блокчейна Bitcoin.
Биткойн-майнеры решают трудные математические задачи с помощью энергоемкого процесса, чтобы генерировать новые блоки и получать вознаграждения в биткойнах.
Технология Proof-of-Work (доказательство работой) сопряжена с Bitcoin. Она применяется для разгадывания блока (майнинга) с помощью специального оборудования.
Вот в чём суть PoW: майнер решает сложную криптографическую задачу за счет высоких вычислительных мощностей (мощные компьютеры или их объединение), отправляет результат решения в систему, которая сверяет это решение с проверочным шаблоном.
Если решения совпали – за выполненную работу майнер получает вознаграждение. Размер вознаграждения фиксированный (например, за разгадывание блока Bitcoin майнер получит 12,5 ВТС).
Чем больше биткоинов в системе добыто, тем сложнее становятся задачи.
Ранее получить биткоин можно было за легкую вычислительную задачу, теперь же для этого требуется мощное оборудование. Усложнение задачи при добыче ВТС обеспечивает стабильный рост стоимости.
История возникновения PoW
Кстати, технология PoW не возникла вместе с биткоином. Она существовала задолго до появления первой криптовалюты.
Впервые о ней упоминается в 1993 году в научной статье Синтии Двор и Мони Наор. Они не дали название технологии, а лишь предложили концепцию: для доступа к какому-либо абстрактному ресурсу нужно решить определенную задачу.
Идею подхватил Адам Блэк, запустивший в 1997 году проект Hashcash, основная задача которого заключалась в защите ресурса от спама. Через 2 года появился термин Proof of Work в научной статье Маркуса Якобсена и Ари Джуэлса.
Процесс майнинга биткойнов основан на Hashcash — системе доказательства работы, изобретенной Адамом Бэком в 1997 году для борьбы со спамом в электронной почте и атаками типа «отказ в обслуживании».
Теперь Proof-of-Work - это доминирующая модель консенсуса среди криптовалют. Гигант PoW это - Bitcoin. Также используют ее и другие популярные монеты, такие как Litecoin, Dogecoin, Bitcoin Cash и Monero.
Технология PoS
С помощью Proof-of-Stake (PоS) майнер может добывать или проверять транзакции блоков в зависимости от количества монет, которые он держит.
Proof-of-Stake (PоS) был создан как альтернатива Proof-of-Work (PоW), который решает главную проблему первоначального консенсуса.
Главный недостаток PоW в том, что он требует огромного количества энергии. Майнерам нужно продавать свои монеты, чтобы в конечном итоге оплатить счет за свет и уйти в плюс.
Proof of Stake (PoS) дает мощность "майнинга" на основе процента монет, находящихся у майнера. Так, PоS считается менее рискованным способом добычи криптовалюты с точки зрения возможности атаковать сеть.
Ещё одно преимущество: для добычи криптовалюты по PoS не нужно специальное оборудование. Вам достаточно иметь кошелек и некоторое количество монеты, которая добывается по данной технологии.
Суть PoS в том, что подтверждение транзакции (разгадывание блока) происходит кошельком с данной монетой. То есть для майнинга по PoS необходим лишь кошелек с монетой и включенный компьютер.
Но эта технология не лишена и недостатков. Преимущество в подтверждении транзакций получает тот участник, у которого количество монет в кошельке больше.
Держатели небольшого количества монет принимают участие в разгадывании блока пропорционально количеству своих монет: если у майнера 5% монет от их общего числа, то количество блоков, которые он разгадает, будет равно 5%.
Начисление вознаграждения при разгадывании блока при PoS иное, чем при PoW: майнер получает комиссию за проведение транзакции. Вознаграждение начисляется из монет, которые уже находятся в обороте, а не установленное количество монет.
Получается, что при PoS эмиссия криптовалюты не происходит. Эта сумма значительно меньше, чем при майнинге по PoW технологии, но и затраты на PoS значительно меньше.
Delegated Proof of Stake (DPoS)
Оба рассмотренных механизма имеют свои плюсы и минусы, поэтому постоянно появляются и другие версии.
Например, существует модификация механизма консенсуса PoS, в которой происходит делегирование доли (Delegated Proof of Stake).
Такая система опирается на голосование на основе репутации для достижения консенсуса. Пользователи сети «голосуют» за выбор валидаторов из некоего определённого перечня надёжных узлов.
DPoS используют Lisk (LSK), EOS (EOS), Steem (STEEM), Ark (ARK) и др.
Кроме доказательства работы и доли, блокчейн-энтузиасты постоянно экспериментируют и с другими алгоритмами.
Proof of Authority (PoA)
«Доказательство репутации» работает путём выбора валидаторов сети на основе репутации. В PoA валидаторы не блокируют свои монеты в стейкинге, а должны поставить на кон свою репутацию за право подтверждать блоки. Это сильно отличается от большинства протоколов блокчейна, которые обычно не требуют раскрытия личности для участия.
Proof of Capacity (PoC) / Proof of Space
Чтобы выступать в качестве валидатора в таких сетях необходимо поделиться своим местом на жёстком диске. Это помогает за вознаграждение делиться неиспользованными ресурсами ПО.
Proof of Elapsed Time (PoET)
Доказательство истёкшего времени используется в блокчейн-сетях с допуском (тех, которые требуют от участников идентифицировать себя). PoET использует доверенные вычисления для обеспечения случайного времени ожидания при создании блока.
Proof of History (PoH)
PoH позволяет встраивать «временные метки» в сам блокчейн, «засекая» прошедшее между транзакциями время без какой-либо необходимости полагаться на другие узлы.
Сравниваем PoS и PoW
PоW используется уже давно. Он внедрен во многие криптовалютные проекты.
DDoS-атаки на блокчейн, использующие этот алгоритм, почти невозможны с сегодняшними вычислительными технологиями. Однако, у этого алгоритма консенсуса много других недостатков:
- высокая стоимость энергии,
- негативное влияние на окружающую среду (и связанное с этим неблагоприятное освещение в СМИ),
- растущая централизация в майнинге,
- низкая пропускная способность транзакций.
Вероятно, эти недостатки сделают консенсус PoW нежизнеспособным в долгосрочной перспективе.
Сообщества все больше обеспокоены высокими затратами на электроэнергию при добыче биткойнов.
Алгоритм PoS обеспечивает более масштабируемую цепочку блоков с более высокой пропускной способностью транзакций, и несколько проектов уже приняли его.
Разумеется, PоS тоже не идеален. К примеру, во время стейкинга злоумышленник также может подтвердить неправильные транзакции.
Не пропускайте важные новости и анонсы из мира крипты! Подпишитесь на наш телеграм канал MetaHIVE_Crypto