Proof of Work vs. Proof of Stake

Что такое Proof of Work (PoW)?

Доказательство работы (PoW) было введено в начале 1990-х годов как средство защиты от спама в электронной почте.

Идея заключалась в том, что от компьютеров может потребоваться выполнение небольшого объема работы перед отправкой электронного письма. Эта работа была бы тривиальной для того, кто отправляет законное электронное письмо, но потребовала бы от пользователей много вычислительной мощности и ресурсов для массовой рассылки электронных писем.

Однако именно Сатоши Накамото, создатель Биткойна, первым применил технологию для использования в системе цифровых денег в официальном документе Bitcoin.

Блокчейн

Блокчейн — это механизм, состоящий из цепочки блоков (групп транзакций), выстроенных в хронологическом порядке на основе порядка транзакций.

Первый блок в блокчейне PoW жестко запрограммирован в его программном обеспечении и называется блоком генезиса, также известным как блок 0. По определению, этот блок не ссылается на предыдущий блок.

Последующие блоки, добавляемые в цепочку блоков, всегда ссылаются на предыдущие блоки, и каждый из них содержит копию полной обновленной книги.

Энергозатраты

Алгоритмы PoW определяют, кто может корректировать реестр, посредством соревновательной гонки, в которой определенным участникам (майнерам) предлагается тратить вычислительную энергию, чтобы предлагать действительные блоки, соответствующие правилам сети.

Затем узлы (любой компьютер, на котором запущено программное обеспечение Биткойн) проверяют транзакции, предотвращают двойное расходование (расходование одних и тех же средств на двух разных получателей) и определяют, следует ли добавлять предлагаемые блоки в цепочку.

Чтобы создать новый блок, майнеры в сети PoW соревнуются друг с другом для решения сложных математических задач в процессе, называемом хэшированием. Эти головоломки очень сложно решить, но сети должно быть легко проверить правильность решения.

Участие

В протоколе PoW вычислительная мощность сочетается с криптографией для достижения консенсуса и обеспечения достоверности транзакций, записанных в блокчейне.

Во время процесса хеширования и для создания новых блоков майнеры стремятся получить правильный результат для математических задач.

Для этого майнеры угадывают строку псевдослучайных чисел, называемую хешем. Это, в сочетании с данными, представленными в блоке, и при передаче через компьютер с хеш-функцией, должно давать результат, соответствующий заданным условиям, установленным протоколом.

Выигрышный хэш впоследствии передается в сеть, чтобы другие майнеры могли проверить, верно решение или нет. Если это правильно, блок добавляется в цепочку блоков, и майнер получает компенсацию в виде вознаграждения за блок.

Распределение наград

Вознаграждение за блок относится к новой криптовалюте, присуждаемой блокчейном майнеру за каждый блок, который считается действительным и принятым сетью.

В случае некоторых криптовалют, таких как Биткойн, вознаграждение за блок уменьшается после того, как будет найдено определенное количество блоков.

Это делается для того, чтобы общая денежная масса оставалась конечной и дефляционной.

Что такое Proof of Stake (PoS)?

Proof of Stake (PoS) — это модификация PoW, представленная в 2012 году как средство устранения предполагаемой зависимости от потребления энергии как средства определения порядка в блокчейне.

Вместо того, чтобы полагаться на компьютеры, соревнующиеся в генерации соответствующего хэша, идея протокола PoS заключается в том, что участие определяется владением запасом монет.

Используя набор факторов, определяемых протоколом, алгоритм PoS псевдослучайным образом выбирает узел (любого, кто владеет монетой), чтобы предложить следующий блок для блокчейна.

Когда узел избирается, его роль состоит в том, чтобы проверить действительность транзакций в блоке, подписать его и предложить блок сети для проверки.

Заказ блокчейна

Подобно PoW, блокчейн PoS представляет собой механизм, состоящий из цепочки блоков, выстроенных в хронологическом порядке на основе его транзакций.

Первый блок в блокчейне PoS также жестко запрограммирован в его программном обеспечении и обычно называется блоком генезиса. Последующие блоки, добавляемые в цепочку блоков, всегда ссылаются на предыдущие блоки, и каждый из них содержит копию полной обновленной книги.

Следует отметить, что в криптовалютах PoS нет конкуренции за то, кто выбирается для добавления блоков. Таким образом, блоки часто называют «коваными» или «отчеканенными», а не добытыми.

Энергозатраты

В отличие от блокчейнов PoW, блокчейны PoS не определяют, кто может предлагать блоки, основываясь исключительно на вычислительной мощности и потреблении энергии. Сторонники PoS часто называют PoS «более энергоэффективной» системой, в которой на отдельные узлы возлагается ответственность за создание новых блоков, а не за конкуренцию с другими узлами.

Поскольку майнинг PoW и чеканка PoS требуют потребления энергии, узлы майнинга и чеканки заинтересованы в использовании самой дешевой из возможных форм электроэнергии, которая чаще всего поступает из возобновляемых ресурсов, таких как гидроэлектроэнергия, энергия ветра или солнца, а не из источников выбросов парниковых газов, таких как уголь.

Кроме того, блокчейны PoS также требуют использования специализированного оборудования (GPU), для производства которого, подобно оборудованию для майнинга PoW (ASIC) и другим вычислительным устройствам, требуются ресурсы.

PoS-майнеры также должны поддерживать активные интернет-соединения, что требует затрат энергии.

Участие

Пользователи, которые хотят, чтобы их выбрали для добавления блоков в блокчейн PoS, должны поставить или заблокировать определенное количество криптовалюты блокчейна в специальном контракте.

Количество поставленных монет определяет их шансы быть выбранными в качестве следующего производителя блоков. В некоторых случаях, если пользователи ведут себя злонамеренно, они могут потерять свою долю в качестве наказания.

Чтобы не всегда отдавать предпочтение самым богатым узлам, PoS может включать другие определяющие факторы. Они могут включать количество времени, в течение которого узел поставил свои монеты, а также чистую рандомизацию.

Распределение наград

Подобно алгоритму PoW, вознаграждение за блок в PoS относится к криптовалюте, присуждаемой блокчейном пользователю, который предлагает действительный блок.

Однако, поскольку выбор блока осуществляется на основе владения монетой, биржи могут предлагать услуги по размещению ставок, которые предлагают пользователям возможность размещать средства от своего имени в обмен на более регулярные выплаты.