3,262.38
85.73
81.52
06 : 30

Proof of Stake и Proof of Work – основные отличия и достоинства алгоритмов

11 апреля, 11:43

Proof of Stake и Proof of Work – основные отличия и достоинства алгоритмов

Содержание:

  1. Proof of Work – история появления алгоритма и главные его особенности
  2. Как работает алгоритм PoW
  3. Недостатки Proof of Work
  4. История создания Proof of Stake
  5. Принцип работы Proof of Stake
  6. Недостатки алгоритма PoS
  7. Выводы

По сравнению с традиционными сетями, применение блокчейна позволяет участникам контактировать между собой напрямую, минуя необходимость привлекать третьих лиц в виде посредников. Вся информация о совершенных переводах попадает в распределенный реестр, находящийся в открытом доступе. Схема хоть и является удобной, но для поддержания ее работоспособности надо добиться достижения консенсуса. Другими словами, важно сделать полноценный механизм, посредством которого можно было бы подтвердить транзакции. За эту работу отвечают специализированные компьютерные алгоритмы. Всего их десятки, но наиболее популярными на данный момент остаются только два Proof of Stake и Proof of Work. Каждая из них характеризуется уникальными особенностями.

Proof of Work – история появления алгоритма и главные его особенности

Применение метода Proof of Work практиковалось еще задолго до того времени, когда на мировом рынке появились криптовалюты, не говоря уже об их популяризации.

Проводя в 1993 году исследования, специалисты Синтия Двор и Мони Наор опубликовали гипотезу, согласно которой, предоставление доступа к конкретным сетевым ресурсам является возможным только в том случае, если выполнить определенную задачу высокого уровня сложности.

Спустя три года задумка была реализована на практике. Ее представил разработчик Адам Бэк, презентовав проект Hashcash. Его задача заключалась в обеспечении должного уровня защиты электронной системы от спам-атак.

алгоритм Hashcash, предшественник PoW
алгоритм Hashcash, предшественник PoW

Термин Proof of Work стал использоваться в 1999 году, он обозначал специальный алгоритм, посредством которого серверы могли бы не беспокоиться касательно появления атак DDoS-типа.

В 2004 году технология Hashcash была применена в культовом проекте Bitcoin, созданном не менее культовой личностью – Сатоши Накамото. Как результат, биткоин вошел в историю не только в качестве первой криптовалюты, но и первой крипты, где был применен алгоритм Proof of Work (PoW).

Как работает алгоритм PoW

Работоспособность алгоритма Proof of Work достигается таким образом.

  • Каждая транзакция внутри блокчейна группируется в специальные блоки случайным образом.
  • При подтверждении майнерами транзакций одновременно решаются сложные математические задачи – так называемая схема Proof of Work Problem.
  • Добытчик, выступающий в качестве отдельного майнера или пула, первым сумевший решить задачу, получает вознаграждение в виде монет.
  • После того, как транзакции подтвердятся, система автоматически добавляет их в блокчейн.

Успешное решение поставленной задачи является подтверждением (Proof) выполнения определенной работы (Work). И здесь соблюдены принципы, предложенные Двор и Наор – получить доступ к системе можно только после того, как будут выполнены определенные действия.

Важно добиться математической асимметрии решаемой задачи. Другими словами, процедура выполнения должна быть сложной, но при этом сама проверка должна оставаться простой. Майнеру надо приложить серьезные усилия для решения «проблемы Proof of Work», но система обязана моментально проверить полученные вычисления.

как работает Proof of Work
как работает Proof of Work

Достижение требуемого эффекта становится возможным благодаря методикам криптографии. При поиске хэша (процедура решения задачи) майнер должен найти единственный правильный вариант среди сотен миллионов или даже миллиардов возможных. Естественно, делается эта процедура не вручную, а посредством специальных программ для майнинга и соответствующего оборудования в виде асик-майнеров, майнинговых ферм и так далее.

Принцип технологии сводится к тому, что майнер с большим запасом вычислительных мощностей имеет преимущество перед другими, потому что у него появляются увеличенные шансы на решение задачи первым.

После раскрытия блоков полученная награда будет распределена в соответствии с величиной вычислительной мощности узла. К примеру, раскрыв блок, добытчик получает 10 биткоинов. Аналогичную комбинацию смогли получить три майнера, мощность оборудования которых составляет 100, 200 и 300 гигахэш хэшрейта. В таком случае награда будут распределена следующим образом: первый получает два биткоина, второй – три, третий – пять монет соответственно.

Суммируя сказанное выше, Proof of Work являет собой алгоритм, адаптированный под достижение консенсуса, где вероятность раскрыть блок и сумма выплаты зависит от того, какое количество усилий было предпринято для успешной работы системы.

Рассматриваемый алгоритм применен не только в биткоине, но и ряде других популярных валют, включая Лайткоин, Монеро и так далее.

Тем не менее, даже несмотря на положительные особенности алгоритма Proof of Work, включая повышенный уровень защиты от атаки спамом, это не идеальный вариант для достижения консенсуса.

Недостатки Proof of Work

Алгоритм Proof of Work не лишен недостатков. К основным относятся следующие.

  • Высокие энергозатраты. Поскольку с каждым разом сложность добычи монет возрастает, приходится тратить больше времени на совершение вычислений. С точки зрения прибыльности это бессмысленная затея. Единственная альтернатива – задействовать оборудование повышенной производительности, что влечет за собой повышение расходов на электроэнергию.
  • Подверженность «уязвимости 51%». Чем более высокий хэшрейт, тем большим будет доход за расшифровку блока. Сконцентрировав у себя половину хэшрейта или больше, увеличивается вероятность того, что система будет автоматически поручать пользователю выполнение новых расчетов. Все остальные майнеры фактически будут работать просто так. Также проблема заключается в возможности использования собственных средств во второй раз. При тайном создании второго форка можно добывать монеты, не потратив их. В таком случае остальные узлы будут полагать, что пользователь до сих пор пользуется монетами, которые ранее были проданы. В таком случае использование активов два раза становится более чем реальной проблемой.

Чтобы избавиться от этих недостатков, появился альтернативный алгоритм под названием Proof of Stake.

История создания Proof of Stake

Впервые проблема с существующим алгоритмом была обсуждена в 2011 году. Причина поднятия этого вопроса заключалась в том, что в качестве валидаторов могли стать не майнеры, у которых есть мощное оборудование, а те, у кого имеется большая доля из всех сгенерированных токенов в сети.

При использовании алгоритма подтверждения работы участник, который смог первым решить задачу, получает вознаграждение. Блок с раскрытыми транзакциями передается в блокчейн. В случае с Proof of Stake пользователь, который имеет более объемную долю, получает статус «создателя» нового блока. Иными словами, он работает над подтверждением транзакции.

Proof of Stake и Proof of Work
Proof of Stake и Proof of Work

В первой ситуации майнер получает награду за подтвержденные транзакции, в то время как во второй – возможность подтвердить их.

Технология Proof of Stake, в общей сложности, считает неуместной применение такого понятия, как добыча монет. Они уже сгенерированы, валидаторам остается только подтверждать переводы.

Получает ли пользователь вознаграждение?

Да, такая возможность имеется, но не в виде четко определенной суммы, меняющейся при повышении уровня сложности, а сумму, сопоставимую доле в системе.

Принцип работы Proof of Stake

Работа алгоритма Proof of Stake заключается в следующем.

  • Пользователи самостоятельно выбирают криптографические валюты, которые поддерживают технологию Proof of Stake, после чего приобретают монеты и хранят на собственном кошельке.
  • Далее скачивается специальный майнер, который автоматически или вручную программирует кошелек на форжинг. Происходит регистрация в системе.
  • Проводится активация кошелька, которая занимает в среднем сутки, а затем запускает программное обеспечение на компьютере. 4. Программа самостоятельно решает математические задачи, после чего спустя 30 суток с момента начала работы средства начинают зачисляться на кошелек.

Главным условием является необходимость хранить свои средства. Они просто хранятся, система задействует их для подтверждения транзакций. Именно за это пользователь и получает награду.

К примеру, участник сети решил положить сто монет при общей эмиссии 1000 монет. Соответственно, доля будет составлять 10 процентов. На протяжении 30 дней создатели платформы дополнительно выпустили на рынок триста монет. Из них 10 процентов будут зачислены автоматически. Показатель общей эмиссии в таком случае находится на уровне 1300 монет.

Proof of Stake
Proof of Stake

Некоторые сети опираются на длительность форжинга, от чего зависит прибыльность. Другими словами, чем дольше пользователь будет удерживать собственные средства, тем большей будет прибыль. Также существует зависимость от объема выпущенных монет. Чем их больше, тем более высокой будет прибыльность.

Алгоритм Proof of Stake является прямым подтверждением тому, что средства могут работать на пользователя без участия последнего. Майнинг монет не предусматривает необходимости приобретать высокопроизводительную технику.

Программа для форжинга поддерживается на любом компьютере. Единственным требованием является постоянное нахождение машины в интернет-сети. При этом расходы на работу персонального компьютера нельзя сравнить с объемом электрической энергии, используемой мощными майнинг-фермами.

Недостатки алгоритма PoS

Proof of Stake может показаться более предпочтительным алгоритмом для работы, но и здесь есть свои недостатки.

  • Ограничение активности. Как было упомянуто выше, для получения дохода надо соблюдать два условия – поддерживать стабильное взаимодействие компьютера с интернетом и хранить деньги без совершения транзакций. Добыча монет прекратится сразу же после того, как кошелек перейдет в оффлайн-режим. Решение этой проблемы заключается в использовании технологии облачного майнинга. Хоть и кошелек будет в сети круглосуточно, комиссия за использование сервиса может оказаться большей, чем при оплате счета за электричество.
  • Повышение уровня централизации. Другими словами, когда один пользователь имеет десять монет, а второй – тысячу, его прибыль будет в сто раз большей.
  • Повышенная вероятность сговора. Не стоит исключать ситуацию, когда влиятельные узлы, несущие ответственность за совершение транзакций, вступают в сговор для изменения исходных правил. На чисто гипотетическом уровне они смогут получить полный контроль над всеми выпущенными токенами. Достаточно лишь сгенерировать и подтвердить транзакцию. Но вероятность подобного исхода в случае с крупными криптовалютными системами, ничтожно мала.

Выводы

Proof of Stake – алгоритм майнинга, который подойдет больше для любителей долгосрочно вкладывать свои средства. PoW – базовый алгоритм, являющийся более энергозатратным. В случае с крупными криптовалютами типа Bitcoin проблема перехода на Proof of Stake пока что не грозит, потому что система пользуется стабильно высокой популярностью. Но все больше и больше разработчиков принимают решение постепенно отказываться от Proof of Work.

В последнее время люди опасаются приобретать высокопроизводительное оборудование, объясняя это неудобством его работы в домашних условиях. Отличным решением станет обращение в майнинг отель BitMineCorp. Сотрудники отеля самостоятельно выполнят все необходимые настройки, будут постоянно следить за работой техники. Соответственно, проблема повышенной нагрузки на электросеть, обустройства охлаждающей системы и высокого уровня шума становится неактуальной.

Анонс новостей в наших каналах
Написать комментарий

Для того, что бы писать отзывы, нужно зарегистрироваться:

Войти как пользователь Авторизация по E-mail

Авторизовываясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта

Анализ торговли криптовалютами
Анализ
Анализ торговли криптовалютами
Для успешной торговли на рынке криптовалюты, важным моментом является анализ и прогнозирование. Сегодня существуют различные методы и инстру...
Читать