Сегодня криптовалюты работают на двух принципиально разных видах блокчейна. В обоих случаях операции выполняются путём добавления в беспрерывную цепочку новых блоков. При этом способы генерации отличаются: применяется майнинг, основанный на задействовании вычислительных мощностей, либо экономичный алгоритм-консенсус. Второй вариант появился позже, но постепенно стал более востребованным. В статье разберём перспективы развития направлений подробно.
Как работает PoW (майнинг)
История криптовалют начиналась с майнинга. В первые алгоритм доказательства работы Proof-of-Work был предложен в 1993 году (термин PoW еще не использовался). Суть концепции в необходимости выполнения вычислительной функции для получения доступа к ресурсу. Далее осуществляется проверка корректности полученного кода (доказательство). Рассматриваемый принцип использовался как защита от злоупотреблений — спама. Внедрение алгоритма в почтовые сервисы делает массовую рассылку электронных писем ресурсозатратной. Первое практическое применение связано с проектом Hashcash (1997).
Принцип PoW не получил широкого распространения среди разработчиков почтовых ресурсов. “Новая жизнь” технологии связана с созданием Bitcoin и других дебютных криптовалют (Litecoin, Bitcoin Cash):
- Алгоритм доказательства был дополнен механизмом переменной сложности генерации. Значение параметра зависит от совокупной мощности подключенного к сети оборудования. Смысл внедрения — сохранить скорость создания блока неизменной, исключая так массовый выпуск и девальвацию.
- На блокчейне каждый узел сети (нода) несёт в себе копию реестра, что создаёт условия для быстрой проверки факта выполнения расчётов. Хеш заголовка блока всегда должен соответствовать текущему уровню сложности. Простыми словами: ноды “договариваются” о единой корректной версии блокчейна.
- Каждый новый блог содержит хеш предыдущего, является частью непрерывной цепи. Внесение изменений невозможно — можно лишь построить цепочку заново (с первого блока), что потребует огромных энергозатрат.
- Двойное расходование средств исключается: одни и те же деньги не могут быть потрачены дважды до подтверждения. В результате можно обойтись без централизованного оператора (банка, платёжного сервиса), полностью автоматизировать транзакции (но сделать их безвозвратными и псевдоанонимными).
По мере расширения сетей майнеров повышаются сложность генерации и связанные энергозатраты. Первые монеты добывали на домашних ПК, теперь используется специализированное оборудование (ASIC). Большая часть работающих на PoW криптовалют создаётся крупными дата-центрами. Постепенное усложнение генерации также связано с ограничениями на предельную эмиссию. Оба механизма служат защитой от инфляции.
С течением времени генерация блоков становится слишком затратной и не выгодной в странах с высокой стоимостью электроэнергии. Лидеры по майнингу сегодня: США, Россия и Казахстан, имеющие собственные значительные запасы энергоносителей. Также, рано или поздно, будет добыт последний биткоин, майнинг остановится, транзакции станут невозможны.
Принципы PoS, с чем связано внедрение
Постоянное усложнение майнинга и повышение энергозатрат на генерацию новых блоков — причины появления альтернативного решения. Идея PoS была предложена в 2011 году на популярном криптовалютном форуме Bitcointalk. Принципы работы алгоритма Proof-of-Stake основаны на доказательстве доли владения:
- Генерация и подтверждение выполняются через автоматизированное голосование держателей криптовалюты.
- Чем больше монет у пользователя в кошельке, тем выше шансы получить право на формирование нового блока.
- Мелкие держатели криптовалюты могут делегировать свои активы крупным участникам сети (валидаторам, суперпредставителям), добавляя монеты в пулы стекинга.
После перехода на PoS блокчейна Ethereum энергозатраты в сети были снижены примерно в 2000 раз. Другие преимущества алгоритма-консенсуса перед классическим майнингом:
- Валидаторы получают вознаграждения за генерацию блоков. Определенный % от таких наград начисляется пользователям, делигировавшим свои монеты в стекинг. Любой владелец криптовалюты может иметь пассивный доход по аналогии с вкладами на депозит в банке.
- Отсутствует необходимость в приобретении дорогостоящего оборудования, создании крупных дата-центров.
Главное преимущество PoW перед доказательством доли — более высокая степень децентрализации. При использовании алгоритма PoS эмиссия и подтверждение оказываются сосредоточены в руках относительно небольшого количества валидаторов. С течением времени возможна монополизация сферы крупными финансовыми институтами через скупку соответствующих криптовалют — Ethereum, Solana, ATOM, Cardano и других. Исключением могут стать относительно “закрытые” сети (TRON, BNB Chain) и некоторые разновидности консенсуса — PPoS (рандомный выбор валидатора), или EPoS (приоритет отдаётся мелким валидаторам).
Усложнение генерации приводит к концентрации майнинга в мощных дата-центрах, что постепенно нивелирует преимущества децентрализации PoW. Дальнейшее развитие тенденции станет причиной принятия алгоритм-консенсуса на большинстве бокчейнов, как более совершенной технологии. Данный материал создан командой Swapster с целью ознакомления читателей с последними изменениями в мире криптовалют, не является руководством по инвестированию.
