Що означає Proof-of-Stake (PoS) в криптовалюті?

Зміст

• Що таке доказ частки в блокчейні?
• Як працює Proof-of-Stake?
• Чим Proof-of-Stake відрізняється від Proof-of-Work?
• Основні цілі Proof-of-Stake
• Безпека з підтвердженням частки
• Докази переваг від участі
• Докази недоліків ставок
• Які криптовалюти використовують доказ частки?
• Заключні слова про Proof-of-Stake (PoS)
• Часті запитання про Proof-of-stake (PoS)

Доказ частки (Proof-of-stake, PoS) – це механізм консенсусу, який використовується в мережах блокчейн для досягнення згоди щодо стану блокчейну. На відміну від Proof-of-Work (PoW), який вимагає від майнерів розв'язання складних математичних головоломок для підтвердження транзакцій і створення нових блоків, PoS обирає валідаторів для створення і підтвердження нових блоків на основі кількості криптовалюти, якою вони володіють і яку готові “вкласти” в якості застави.

Ось кілька ключових моментів про PoS:

• Більш енергоефективна: Оскільки PoS не покладається на грубі обчислювальні потужності, він споживає набагато менше енергії, ніж PoW.
• Швидший час виконання транзакцій: Завдяки спрощеному процесу валідації, блокчейни PoS часто обробляють транзакції швидше, ніж ланцюжки PoW.
• Підвищена доступність: Будь-хто, хто має достатньо криптовалюти, може брати участь у стейкінгу, на відміну від PoW, який вимагає спеціалізованого обладнання.
• Занепокоєння щодо безпеки: Дехто стверджує, що системи PoS менш безпечні, ніж PoW, оскільки великі зацікавлені сторони можуть потенційно маніпулювати мережею.

Ось розбивка:

• Стейкінг: У системі PoS учасники, яких часто називають валідаторами, повинні “внести” певну суму криптовалюти блокчейну. Ця частка слугує заставою і зберігається у визначеному гаманці або смарт-контракті. Кількість криптовалюти може варіюватися залежно від конкретного протоколу блокчейну.
• Створення та валідація блоків: Валідатори обираються для створення нових блоків і перевірки транзакцій на основі алгоритму відбору. Ймовірність бути обраним валідатором часто пропорційна кількості криптовалюти, яку ви вклали – ті, хто вклав більше, мають більше шансів бути обраним.
• Пропозиція блоку: Валідатори, обрані для створення нового блоку, пропонують новий блок з набором транзакцій. Цей запропонований блок включає криптографічний хеш попереднього блоку, утворюючи ланцюжок блоків – блокчейн.
• Голосування: Інші валідатори в мережі оцінюють валідність запропонованого блоку. Вони можуть проголосувати за те, чи вважають вони запропонований блок дійсним, чи ні. Валідатори можуть голосувати безпосередньо, або їхні стейки можуть автоматично голосувати від їхнього імені.
• Консенсус: Консенсус досягається, коли переважна більшість валідаторів (часто більшість у дві третини або більше) погоджується з дійсністю запропонованого блоку. Після досягнення консенсусу блок додається до блокчейну, і процес починається знову для наступного блоку.
• Розподіл винагороди: Валідатори, які беруть участь у створенні та перевірці блоків, отримують винагороду у вигляді комісії за транзакції, а іноді і новоспечені монети. Винагорода розподіляється між валідаторами відповідно до їхньої частки та участі в мережі.
• Штрафні санкції: Валідатори, які діють зловмисно або намагаються підтвердити шахрайські транзакції, можуть зіткнутися зі штрафними санкціями, в тому числі бути позбавлені частини своїх стейків монет або тимчасово чи назавжди втратити свої права на стейкінг.
• Безпека: Системи PoS часто включають механізми для забезпечення безпеки мережі та запобігання централізації. Це може включати рандомізацію вибору валідаторів, покарання за нечесну поведінку та механізми, що запобігають контролю значної частини мережі одним суб'єктом.

В цілому, PoS пропонує енергоефективну альтернативу механізмам консенсусу PoW і стимулює валідаторів діяти чесно у забезпеченні безпеки мережі.

Proof-of-Stake (PoS) і Proof-of-Work (PoW) – це два фундаментальних механізми консенсусу, які використовуються в блокчейні для підтвердження транзакцій і захисту мережі. Хоча обидва досягають однієї мети, їхні підходи суттєво відрізняються, що призводить до певних переваг і недоліків.

Ось основні відмінності:

Особливість	Proof-of-Stake (PoS)	Proof-of-Work (PoW)
Процес валідації	Стейкінг криптовалюти	Розв'язання складних головоломок за допомогою обчислювальної потужності
Енергоспоживання	Дуже низький	Дуже високий
Доступність	Будь-хто, хто має достатньо криптовалюти, може зробити ставку	Потрібне спеціалізоване обладнання
Безпека	Потенційні проблеми з великими стейкхолдерами, що розвиваються	Налагоджений, але вразливий до атак на майнінг-пули
Швидкість транзакцій	Як правило, швидше	Як правило, повільніше
Децентралізація	Може бути менш децентралізованим через концентрацію видобувного пулу	Може бути дуже децентралізованим
Вплив на навколишнє середовище	Низький	Високий
Вартість участі	Нижній	Вище.
Нагороди	Зароблено за валідацію блоків	Зароблені за видобуток блоків
Зрілість	Новітні технології	Налагоджена технологія

• PoW: Майнінг забезпечує безпеку мереж блокчейн, вирішуючи складні математичні головоломки, підтверджуючи транзакції та створюючи нові блоки, заохочуючи майнерів винагородою за їхні обчислювальні зусилля.
• PoS: Користувачі “заставляють” свої наявні криптовалютні активи, по суті, блокуючи їх на певний час. Сума, яку вони вкладають, визначає їхній шанс бути обраними випадковим чином валідатором для наступного блоку. Валідатори перевіряють транзакції і додають нові блоки до ланцюжка, отримуючи винагороду за свою роботу.

• PoW: Через конкурентний процес майнінгу, блокчейни PoW, такі як біткоїн, споживають величезну кількість енергії, що викликає занепокоєння з приводу захисту навколишнього середовища.
• PoS: Завдяки відсутності потреби в потужному майнінговому обладнанні, блокчейн PoS є значно енергоефективнішим, що зменшує його вплив на навколишнє середовище.

• PoW: Участь у майнінгу PoW часто вимагає дорогого спеціалізованого обладнання, що робить його менш доступним для людей з обмеженими ресурсами.
• PoS: Будь-хто, хто має достатньо криптовалюти, може взяти участь у стейкінгу, що робить його більш доступним і демократичним.

• PoW: розподілена природа майнінгу з великою кількістю учасників робить блокчейн PoW загалом стійким до атак. Однак можливість отримання контролю великими майнінговими пулами викликає занепокоєння з приводу безпеки.
• PoS: Хоча PoS пропонує непогану безпеку, дехто стверджує, що великі стейкхолдери зі значними обсягами криптовалюти в стейкхолдері можуть потенційно маніпулювати мережею. Це тема постійних дебатів і досліджень.

• PoW: Складний процес валідації в PoW може призвести до сповільнення часу виконання транзакцій, особливо в періоди високої мережевої активності.
• PoS: Простіший процес валідації в PoS часто призводить до більшої швидкості транзакцій порівняно з PoW.

Вибір між PoW і PoS залежить від конкретних пріоритетів блокчейн-проекту. Хоча PoW пропонує перевірену безпеку, його основним недоліком є споживання енергії. PoS є більш екологічною та інклюзивною альтернативою, але все ще перебуває на стадії розробки, і її довгострокові наслідки для безпеки оцінюються.

• Безпечна та децентралізована мережа: Як і PoW, PoS в першу чергу спрямований на захист мережі блокчейн і підтримку її децентралізації. Це означає забезпечення точності і незмінності даних про транзакції, залишаючись при цьому стійкими до маніпуляцій або контролю з боку будь-якого окремого суб'єкта.
• Підвищена ефективність: PoS забезпечує безпеку і децентралізацію більш ефективно, ніж PoW. Він усуває необхідність в енергоємному майнінгу, що призводить до швидшої обробки транзакцій і меншого впливу на навколишнє середовище.
• Підвищена доступність: PoS має на меті зробити участь у блокчейні більш доступною, усуваючи апаратні бар'єри, пов'язані з майнінгом PoW. Будь-хто, хто має достатньо криптовалюти, може взяти участь у стейкінгу, що сприяє ширшому залученню до мережі.
• Сталий розвиток: PoS прагне забезпечити стійке зростання екосистеми блокчейну, вирішуючи проблеми високого енергоспоживання PoW. Це сприяє більш широкому впровадженню та розширенню потенціалу застосування в реальному світі.
• Динамічні стимули: PoS заохочує участь, пропонуючи динамічні винагороди за підтвердження транзакцій і захист мережі. Це заохочує чесну поведінку і перешкоджає неправомірним діям.

Хоча безпека залишається основною метою, PoS прагне досягти її більш ефективним, доступним і стійким способом, прокладаючи шлях до більш широкого впровадження та розвитку технології блокчейн.

Безпека PoS базується на двох основних принципах: економічні стимули та рандомізована перевірка. Обидва принципи працюють разом, щоб створити систему, в якій чесна поведінка винагороджується, а зловмисна діяльність карається.

• Стейкінг: Користувачі “стейкують” власну криптовалюту, по суті, блокуючи її на певний час. Це діє як застава, подібно до депозиту під заставу.
• Якщо валідатор поводиться нечесно, він втрачає частину своєї криптовалюти, що створює сильний потяг до шахрайства.
• Винагороди: Чесні валідатори, які допомагають захистити мережу, отримують винагороду, що додатково мотивує їх діяти чесно.

• Валідатори: Не кожен може підтверджувати транзакції. Замість цього валідатори обираються випадковим чином на основі розміру їхньої частки та інших факторів.
• Важко атакувати: Така випадковість ускладнює контроль над мережею або маніпулювання транзакціями з боку окремих осіб, оскільки вони не знають заздалегідь, хто є валідаторами.
• Візантійська відмовостійкість (BFT): Деякі системи PoS використовують BFT, що дозволяє мережі функціонувати, навіть якщо невелика кількість валідаторів є зловмисними або недоступними.

• Концентрація стейків: Якщо невелика група контролює велику частину стейків монет, вона може потенційно маніпулювати мережею. Це серйозне занепокоєння і активний напрямок досліджень.
• Нова технологія: PoS новіша за PoW, і її довгострокові наслідки для безпеки все ще вивчаються і обговорюються.
• Соціальна інженерія: Цілеспрямовані атаки можуть змусити валідаторів діяти неправильно.
• Вразливості смарт-контрактів: Вразливості смарт-контрактів, розгорнутих на блокчейні, можуть бути використані незалежно від механізму консенсусу.

PoS пропонує багатообіцяючий підхід до безпеки блокчейну, але він не ідеальний. Безпека – це безперервний процес, що вимагає постійного моніторингу, оновлень і досліджень для протидії новим загрозам. Вибір між PoS і PoW залежить від конкретних потреб і пріоритетів безпеки блокчейн-проекту.

• Енергоефективність: PoS усуває потребу в енергоємному майнінговому обладнанні, значно зменшуючи вплив технології блокчейн на навколишнє середовище. Це відповідає зростаючій стурбованості щодо стійкості систем PoW, таких як біткоїн.
• Швидші транзакції: PoS зазвичай пропонує швидший час обробки транзакцій порівняно з PoW. Це пов'язано зі спрощеним процесом валідації, де валідатори обираються випадковим чином, замість того, щоб конкурувати за допомогою складних обчислень.
• Підвищена доступність: Будь-хто, хто має достатньо криптовалюти, може брати участь у стейкінгу, що робить PoS більш доступним, ніж PoW, який вимагає спеціалізованого обладнання. Така ширша участь посилює децентралізацію та безпеку мережі.
• Нижчі комісії за транзакції: Завдяки зниженому споживанню енергії та спрощеному процесу валідації, блокчейни PoS часто мають нижчу комісію за транзакції в порівнянні з блокчейнами PoW. Це може бути особливо вигідно для мікротранзакцій і повсякденного використання.

• Концентрація стейків: Якщо невелика група фізичних або юридичних осіб володіє значною частиною стейків, вони можуть маніпулювати мережею або впливати на прийняття рішень. 
• Делегування та об'єднання: Валідатори можуть делегувати свої повноваження третім особам, створюючи пули. Хоча це підвищує доступність, це також може призвести до централізації, якщо великі пули отримають занадто великий вплив.
• Новіша технологія: Порівняно з PoW, PoS є відносно новою технологією, і її довгострокові наслідки для безпеки все ще активно досліджуються і обговорюються.
• Атаки соціальної інженерії: Цілеспрямовані атаки соціальної інженерії потенційно можуть змусити валідаторів діяти неправильно.
• Вразливості смарт-контрактів: Вразливості смарт-контрактів, розгорнутих на блокчейні, можуть бути використані незалежно від механізму консенсусу.
• Початковий розподіл монет: Залежно від того, як була розподілена початкова криптовалюта, можуть виникнути побоювання щодо справедливості та потенційної централізації, якщо велика частка буде сконцентрована в руках кількох людей.
• Атаки “нічого на кону”: Деякі реалізації PoS можуть бути вразливими до атак “нічого не загрожує”, коли валідатори можуть валідувати як валідні, так і невалідні блоки без штрафних санкцій.
• Регуляторна невизначеність: Нормативно-правове регулювання криптовалют і систем PoS все ще розвивається, що створює невизначеність для користувачів.

Кілька відомих криптовалют використовують механізм консенсусу Proof-of-Stake (PoS), зокрема Ethereum (ETH), Cardano (ADA), Binance Coin (BNB), Polkadot (DOT), Solana (SOL), Tezos (XTZ), Cosmos (ATOM) та Algorand (ALGO).

• Ethereum (ETH): В даний час переходить від PoW до PoS через оновлення Ethereum 2.0, спрямоване на підвищення масштабованості та ефективності.
• Cardano (ADA): Один з перших широко прийнятих PoS блокчейнів, відомий своїм дослідницьким підходом і фокусом на смарт-контрактах.
• Binance Coin (BNB): Нативний токен біржі Binance, в якому реалізована гібридна система PoS і Proof-of-Authority (PoA) для більш швидких транзакцій.
• Polkadot (DOT): багатоланцюгова мережа з унікальною архітектурою шардингу, що використовує PoS для основного ланцюга і дозволяє гнучко використовувати різні механізми консенсусу в окремих параланцях.
• Solana (SOL): Високопродуктивний блокчейн, відомий своєю швидкою швидкістю транзакцій і низькими комісіями, використовує унікальний гібридний механізм PoS з вузлами-валідаторами і доказом історії.
• Tezos (XTZ): Платформа управління ланцюжком, відома своїм формальним процесом верифікації та внесення змін, працює з делегованою системою PoS.
• Cosmos (ATOM): Хаб-блокчейн, що з'єднує незалежні блокчейни, використовує систему PoS на основі візантійської відмовостійкості (BFT) для свого основного ланцюга.
• Algorand (ALGO): Чистий блокчейн PoS, відомий своїм ефективним і безпечним механізмом консенсусу, розроблений для швидкого і масштабованого використання.

PoS пропонує багатообіцяючу альтернативу PoW, усуваючи її ключові обмеження. Однак, щоб забезпечити безпечне і децентралізоване майбутнє, важливо бути в курсі його проблем і постійних зусиль з розвитку.