Proof of Work и Proof of Stake: разбираемся в чем отличия и особенности двух алгоритмов подтверждения

Содержание:

1. Возникновение алгоритма Proof of Work
2. Принцип работы Proof of Work
3. Главные недостатки PoW
4. История появления и объяснение алгоритма Proof of Stake (PoS) 
5. Особенности работы алгоритма Proof of Stake
6. Недостатки алгоритма Proof of Stake
7. Особенности влияния алгоритма Proof of Stake на криптовалютный рынок
8. Вывод

Думать о посредниках и беспокоиться о вмешательстве в финансовую операцию третьих лиц не стоит – достаточно лишь связаться с человеком, необходимым для совершения операции и провернуть сделку. Использование блокчейна невероятно удобно, при верном подходе лишено риска и оставляет хорошие впечатления. 

Однако, само собой, подобная сеть не может работать сама по себе. Вся технология блокчейна строится на постоянном подтверждении выполняемых транзакций и постоянном достижении согласия между подтверждающими их людьми. Без соответствующих механизмов эти операции были бы попросту невозможны, и именно эти механизмы мы готовы сегодня рассмотреть: PoW (Proof of Work) и PoS (Proof of Stake).

Возникновение алгоритма Proof of Work

Впервые идея доступа к какой-либо сети путем решения некой, достаточно трудной криптозадачи прозвучала в 1993 году. Авторами столь инновационной идеи стали Синтия Двор и Мони Наор, эксперты в области вычислительных устройств. В утрированном виде эту идею можно сравнить с современной капчей – некой задачкой, которую может выполнить лишь живой человек, а не робот, причем заинтересованный именно в том, чтобы получить доступ именно к этой сети и этим функциям.

Эта затея впоследствии была претворена в жизнь специалистом по кибер-безопаности Адамом Блэком, создавшим Hascash – систему по защите от спам-контента. Само же понятие PoW (Proof of Work) вошло в употребление лишь несколько лет спустя как название для системы, обороняющей сервера от атак.

И, к слову, именно этот алгоритм впоследствии был интегрирован в криптовалюту Bitcoin ее создателем – Сатоши Накамото.

Принцип работы Proof of Work

Английское слово “proof” переводится как «доказательство». Именно это и является целью алгоритма – добиться подтверждения того, что была совершена некая работа, которая открывает доступ к сети и ее функциональным возможностям.

Сама работа алгоритма происходит следующим образом:

• В самом начале все операции (транзакции) проходят группировку в блоки;

• Участники сети, участвующие в подтверждении (майнеры) формируют «доказательство», решая поставленную задачу и тем самым подтверждая транзакцию;

• Первый участник, решивший поставленную задачу, вознаграждается определенным количеством криптомонет;

• Все транзакции, прошедшие процедуру подтверждения, направляются в блокчейн.

Задача, которую предоставляет система блокчейна, устроена таким образом, чтобы майнеры, участвующие в ее решении, совершали это с трудом, в то время как сама система достаточно быстро совершает проверку уже решенных задач. Это называется «математическая асимметрия».

Сложность задач объясняется ее криптографическим происхождением. Для того, чтобы найти верный ответ на поставленную задачу, майнер совершает поиск среди огромного количества предлагаемых возможных ответов. Выполнить такую задачу своими руками невозможно, поэтому майнеры используют специальное оборудование и программное обеспечение, заточенное на выполнение именно этих задач (самостоятельно или силами производителя).

Майнер, обладающий наибольшими вычислительными мощностями в своей сети, будет иметь первый приоритет при раздаче наград, так как алгоритм PoW предполагает собой достижение консенсуса между участниками сети.

К примеру, майнер, обладающий хешрейтом в 100 Gh/s при общем хешрейте всех участников в 200 Gh/s получит ровно половину полагающейся награды, в то время как остальное будет распределено между остальными участниками сети по тому же принципу. Размер же награды диктуется вычислительной мощностью самого узла, в котором происходит процесс майнинга – он также измеряется в хешрейтах.

К слову, данный алгоритм использует не только всем известный Bitcoin, но и огромное число других криптовалют, основанных на тех же технологиях. Самыми известными примерами можно назвать Litecoin, Dogecoin и Monero.

Главные недостатки PoW

При всех преимуществах PoW этот алгоритм не лишен определенного рода недостатков. Отметим следующие:

1. Расходы электроэнергии. Одной из главных особенностей майнинга является его постепенное усложнение. Задачи, выдвигаемые системой для подтверждения, становятся все труднее, а количество мощностей, необходимых для прибыльного майнинга, возрастает. Весь парк оборудования, который обязательно разрастется, будет необходимо обеспечить питанием, что «откусит» от прибыли майнера немалый процент. Сам принцип, по которому майнерам необходимо проходить сквозь эти вычисления, объясняется тем, что это усложняет работу не только им, но и вероятным злоумышленникам в сети. Чем сложнее становится майнинг на основе PoW, тем более невыгодной становятся атаки на сеть, поскольку потребуют немалых вложений. А они вряд ли окупятся той суммой, которую удастся заработать путем атаки.

2. Угроза большего процента (уязвимость 51%). Чем выше хешрейт сети (ее сложность, требуемая для решения задач внутри сети сложность), тем выше становится вероятная награда для участвующих в ней майнеров. Но система консенсуса, на которой построен PoW, обладает серьезной ошибкой. Если в сети появится участник, чья мощность составит число больше половины от требуемого (даже на один процент), то система поставит этого майнера в приоритет и будет отправлять все новые задачи именно ему. Остальные участники сети могут попросту остаться без дела.

3. Двойное использование средств майнера, получившего преимущество в сети. Это работает так – майнер выставляет на продажу имеющиеся у него монеты, в то время как продолжает процесс майнинга в другой цепи (используя секретный форк, к примеру). Монеты, заработанные в другой цепи, не тратятся. Если у майнера получиться сделать вторую цепь более длинной, чем первую, то система автоматически воспримет его уже проданные монеты как все еще существующие на основном форке. Само собой, эти монеты он вновь сможет продать, удваивая тем самым свои активы. Случается это из-за математических ошибок самого алгоритма и пока является бичом малых монет. Bitcoin, как правило, заселен майнерами настолько, что ухватить столь большую долю мощности просто нереально.

История появления и объяснение алгоритма Proof of Stake (PoS) 

На форуме bitcointalk.org в 2011 году была высказана идея нового алгоритма утверждения консенсуса. Главный принцип этой идеи – в качестве валидаторов теперь будут выступать пользователи, под управлением которых находится основная доля внутренних монет. До этого валидаторами были майнеры, в чьем распоряжении было наиболее мощное оборудование.

Во время PoW-майнинга пользователь, решивший задачу первым, забирает вознаграждение, а раскрытый блок транзакций идет в блокчейн. По-другому дела обстоят в PoS-майнинге, где человек с главной долей является «создателем» нового блока. Иначе говоря, осуществляет подтверждение транзакций.

В первом варианте майнеру дается награда за то подтверждение транзакций, а во втором случае – право на их подтверждение.

Стоит отметить, что в PoS определение добычи монет приходится не совсем к месту. Монеты уже намайнены, валидаторы же только подтверждают транзакции. По этой причине PoS-майнинг имеет второе название – «Форжинг» (по англ. «forging» - «ковка»).

Дается ли форжеру награда?

Дается, однако, за раскрытие блока нет точной суммы, так как она изменяется в зависимости от сложности. Форжеру выдается сумма монет, эквивалентная проценту его доли в сети.

Особенности работы алгоритма Proof of Stake

Работа алгоритма осуществляется по следующим принципам:

1. Выбор криптовалюты пользователем, которая поддерживает PoS, покупка человеком монет и сохранение их на криптокошельке.

2. Далее пользователь скачивает особую программу-майнер, делает перепрограммирование своего кошелька форжинг и производит его регистрацию в сети.

3. Затем следует время ожидания (обычно в течение суток), после чего запуск программы на компьютере.

4. Производится вычислительная работа программой, как и при простом майнинге, а спустя 30 дней заработанные средства приходят на счет кошелька.

При этом главное требование – нельзя перемещать деньги на счету. Они должны лежать и быть использованы при подтверждении транзакций, за что и можно получить доход.

К примеру, владелец пополняет счет на 100 монет, всего же в системе присутствует 1000 монет. Его доля составляет при таком варианте 10%. В течение 30 дней разработчиками было выпущено еще 300 монет. 10%, что равно 30 монетам, будет начислено владельцу. Таким образом, у него становится 130 монет при общей эмиссии в 1300 монет.

Размер дохода во многих сетях будет зависеть и от такого параметра, как продолжительность форжинга (чем дольше находятся средства на счету, те выше доходы), а также объема эмиссии (при большем выпуске монет происходит большее вознаграждение).

PoS – удачный пример того, как с помощью денег можно сделать еще больше денег. Иными словами, как без специального оборудования майнятся монеты.

Программное обеспечение для форжинга доступно к установке на любой ПК. Только следует соблюдать постоянную связь. Но расходы, уходящие на обслуживание круглосуточно включенного компьютера гораздо меньше, чем затраты на содержание майнинг-фермы.

Алгоритм понравился немалому числу разработчиков, среди которых ShadowCash, Peercoin и Nxt, принявшие его в числе первых. На сегодняшний день число PoS-криптовалют равняется нескольким десяткам. Однако и здесь не так все однозначно.

Недостатки алгоритма Proof of Stake

Алгоритм Proof of Stake обладает рядом слабых сторон:

Ограничение активности

Связано это с тем, что для форжинга есть два требования – нельзя перемещать монеты, и есть необходимость в поддержании регулярной связи с сетью.

И если с первым требованием особых проблем не возникает, то с постоянным поддержанием связи у некоторых возникают неприятности. Ситуаций, кода добыча монет прекращается из-за отсутствия связи с сетью, довольно много: отключение в доме электроэнергии, перебои в обеспечении интернет-связи и другие проблемы.

Эта проблема решается с помощью облачного PoS-майнинга. Необходимо пройти регистрацию на сайте, предоставляющем подобную услугу, внести средства и зачислить их на баланс. Таким способом можно обзавестись кошельком для форжинга, находящимся все время в режиме онлайн. Единственный минус – такой способ обойдется дороже, чем счета за электричество.

Возрастающая централизация

Если положить на счет 10 монет, а кто-то другой закинет 1000 монет, то у него будет прибыль в 100 раз выше. Но в процессе форжинга могут возникать растраты, никоим образом не зависящие от баланса.

К примеру, для валидации блоков иногда необходима отправка сообщений внутри системы – за это взымается плата. Также средства списываются за начислением процентов. Выходит, что богатые инвесторы будут только увеличивать свою прибыль, а мелкие вкладчики потихоньку терять доходы. Существует прогноз, что такое обстоятельство дел приведет к централизации сети и изменению ее начальных правил.

Особенность заключается в том, что для изменений в блокчейне многих PoS-криптовалют осуществляется голосование пользователей. И чем больше доля владения у человека, тем больший вес у его голоса.

Возможный сговор

Данная проблема напрямую связана с предыдущей ситуацией. Как считают специалисты, вполне возможна ситуация, когда группа крупных нод (узлов, которые отвечают за валидацию транзакций) осуществит сговор с целью изменения начальных правил. В теории им под силу и вовсе заполучить владение над всеми монетами, просто реализовав подобную транзакцию.

Но на сегодняшний день все же большинство экспертов полагает, что PoS является более практичным, безопасным и экономичным алгоритмом консенсуса, нежели PoW. И кроме этого он более выгоден простым инвесторам.

Особенности влияния алгоритма Proof of Stake на криптовалютный рынок

Все большее количество криптовалют сегодня делают свой выбор в пользу PoS. Специалисты делают смелое заявление, в котором утверждают, что через некоторое время PoS-криптовалюты вытеснят монеты с PoW-алгоритмом (можно не учитывать только Bitcoin). Эксперты дают советы инвесторам делать ставку именно на первый вариант.

Новый алгоритм открывает новые границы заработка на криптовалюте. Все уже привыкли к тому, что есть майнеры, которые получают доход за счет использования высоких производственных мощностей для добычи монет, а также трейдеры, зарабатывающие на изменении курса криптовалют.

Теперь же в игру вступают и форжеры – люди, чьи кошельки находятся в постоянно подключенном к системе состоянии.

Опытные пользователи уже отмечают, что при хорошем стартовом капитале такой метод заработка становится более безопасным и во многих случаях эффективным, чем обычный трейдинг.

Pos-майнинг способен стать хорошим инструментом для инвестиций, которые не требует от человека знаний в трендинге и наличия мощного дорого оборудования. Особое внимание эксперты рекомендуют уделить на криптовалюты ClubCoin, LEOCoin и NovaCoin.

Таким образом, появления PoS способно разрешить проблему повышения сложности и энергозатратности обычного майнинга, а также открыло большой простор для действий инвесторов.

Вывод

Для того чтобы добиться успеха занимаясь майнингом по алгоритму Proof of Work, необходимо содержать и поддерживать значительное количество оборудования. Размещение майнинг ферм в отеле для майнинга BitMineCorp, позволит не тратить время на поиск подходящего помещения и поддержку оборудования. Всю работу сотрудники отеля сделают за вас.