Что такое Proof of Work и Proof of Stake?

Алгоритм консенсуса чрезвычайно важен для блокчейна. Он представляет собой набор функций и правил, которые обеспечивают работоспособность сети и помогают всем его участникам прийти к соглашению. Алгоритм консенсуса проверяет, все ли транзакции корректны. Существует много вариантов алгоритмов консенсуса. В этой статье мы рассмотрим два самых популярных алгоритма консенсуса – Proof of Work и Proof of Stake, как они работают, их преимущества и недостатки, и чем они отличаются друг от друга.

Ищете надежную криптовалютную биржу? Рекомендуем вам Binance – самую безопасную и популярную криптобиржу в мире.

Что такое Proof of Work?

Proof of Work (PoW) – это первый алгоритм консенсуса, используемый в большинстве криптовалют, включая Bitcoin, поэтому это также самый известный алгоритм на данный момент. С помощью Proof of Work участники блокчейна получают вознаграждение в той же криптовалюте, в которой они выполняют транзакции. Транзакции подтверждаются при добавлении нового блока в цепочку блоков. Этот процесс называется майнингом, что означает, что майнеры заняты добавлением новых блоков.

Для этого майнеры должны предоставить решение арифметической задачи, показывая, что в транзакциях нет ошибок. Многие основные криптовалюты основаны на методе Proof of Work. Среди них Bitcoin с алгоритмом SHA-256, Ethereum с Ethash, Litecoin с Script и Monero с CryptoNight.

Хотя алгоритм Proof of Work используется крупнейшими криптовалютами, этот способ имеет некоторые недостатки. Решение арифметических задач требует много времени и энергии. По этой причине майнеры и производители видеокарт всегда стараются разрабатывать новые устройства, отвечающие высоким требованиям. Из-за возрастающей сложности компьютерных задач обычные видеокарты почти не используются. Скорее используются так называемые ASIC, которые имеют высокий уровень обработки данных. В сочетании с дешевым охлаждением и дешевой электроэнергией майнинг может быть очень прибыльным.

Как работает Proof of Work?

Участники сети должны решить относительно сложную задачу с помощью своего оборудования в алгоритме Proof of Work. Тот, кто найдет правильное решение, может использовать его, чтобы доказать, что он может добавить новый блок в цепочку блоков.

Здесь также относительно легко проверить правильность решения. После решения головоломок майнер генерирует хеш из решения и содержимого блока. Если этот хеш соответствует определенным условиям, он будет проверен другими узлами в сети. Если эти узлы подтвердят его действительность, майнер получит свое вознаграждение. Блок считается проверенным и может быть добавлен в цепочку блоков.

В зависимости от того, сколько участников работает в сети, и какая используется вычислительная мощность, сложность задачи искусственно увеличивается, чтобы намеренно задерживать генерацию новых блоков. Вот почему блокчейнам требуется время для проверки новых транзакций, когда цепочка блоков использует алгоритм Proof of Work.

Преимущества Proof of Work

Механизм консенсуса защищает блокчейн от атак и неправильных транзакций. Атаки потребуют больших вычислительных мощностей и, следовательно, вызовут высокие затраты заранее, без гарантии успеха и высокой отдачи. Это не исключает атак, но делает их относительно маловероятными.

Кроме того, алгоритм Proof of Work искусственно замедляет работу системы, поскольку за час может быть сгенерировано только определенное количество блоков. Это помогает системе защитить себя от DDoS-атак.

Недостатки Proof of Work

В алгоритме Proof of Work неверная информация обнаруживается путем сравнения ее с остальными данными в цепочке блоков. Таким образом, абсолютное большинство может проникнуть в информацию о блокчейне. Это открывает маловероятную возможность так называемой атаки 51%.

Пулы майнинга, которые обеспечивают более 50 процентов общей вычислительной мощности, могут поставить под угрозу безопасность и стабильность сети. С биткоином вероятность такой атаки очень мала, так как майнеры работают по всему миру. Если большая страна, такая как Россия или Китай, решат начать майнинг транзакций, разработчики блокчейна должны предоставить решение.

Помимо этой опасности известна проблема энергопотребления. Энергопотребление биткоина увеличивается с каждым годом, поскольку количество майнеров продолжает расти, и все больше людей используют Bitcoin. Эксперты в этой области в настоящее время предполагают, что потребление электроэнергии составит 16,36 тераватт-часов в год. Во многих странах большая часть энергии вырабатывается угольными электростанциями. Это означает, что Bitcoin загрязняет окружающую среду.

Смотрите также, какие существуют брокеры с торговлей криптовалютой.

Что такое Proof of Stake?

Proof of Stake (PoS) – это относительно новый алгоритм консенсуса. Все больше блокчейнов используют этот алгоритм. Они делают это, потому что Proof of Stake имеет несколько преимуществ перед Proof of Work.

Proof of Stake дает узлам с долей сетевых токенов право получать вознаграждение за проверку блоков. Этот консенсус в отличие от алгоритма Proof of Work намного более экологичен.

Как работает Proof of Stake?

При использовании Proof of Stake транзакции должны подтверждаться узлами, участвующими в сети. Однако вы не можете просто участвовать, вы должны сначала поставить определенную сумму денег. Это называется ставкой.

Когда кто-то ставит больше, чем другой, шанс получить разрешение на проверку блоков намного выше. Если другой майнер поставит такую же сумму, в этом случае ставки разыгрываются, как в лотерее. Происходит это совершенно случайно. Участвовать в этом алгоритме может любой желающий, хотя для начала у вас должно быть достаточно денег.

Ставка дает право проверять блоки, но также гарантирует, что узлы делают все возможное, чтобы хорошо выполнять свою работу. Если кто-то не соблюдает правила, установленные сетью, можно принять решение о принятии ставки и удалении кого-то из сети. Таким образом, сеть гарантирует, что можно доверять тому, кто проверяет блоки. Сеть всегда узнает, когда кто-то делает что-то против правил.

В тот момент, когда кто-то решает покинуть сеть, он получает свою ставку обратно. В конце концов, это своего рода залог. Хотя он немного отличается от обычного депозита, ведь на этом депозите можно заработать. Таким образом, вы можете рассматривать это как своего рода проценты, которые вы получаете на ставку депозита.

Алгоритм Proof of Stake значительно проще и дешевле в использовании, чем Proof of Work. Поэтому команда, стоящая за криптовалютой Ethereum, решила перейти на Proof of Stake. Ethereum конвертируется в гибридную версию двух протоколов: в будущем около одного процента блоков будет защищено с помощью Proof of Stake. Кроме того, этот протокол предпочитают многие новые криптовалюты. К ним относятся Solana, Cardano, Algorand, Tezos, Cosmos, BlackCoin, PivX и другие. Список криптовалют, использующих PoS, растет с каждым днем из-за своей популярности.

Преимущества Proof of Stake

По сравнению с Proof of Work, Proof of Stake намного безопаснее для окружающей среды. В Proof of Stake узел выполняет работу только тогда, когда он выбран для проверки. Таким образом, энергия не тратится на работу, которая в конечном итоге не будет использоваться для блокчейна. Поэтому можно сказать, что Proof of Stake – это «зеленый» способ майнинга.

Кроме того, Proof of Stake также является безопасным алгоритмом. Если кто-то хочет провести атаку 51%, ему сначала нужно иметь более половины всех криптовалют в своем распоряжении. Шансы на то, что это произойдет, настолько малы, что можно предположить, что этого никогда не произойдет.

Недостатки Proof of Stake

Однако у Proof of Stake есть и недостатки. Например, этот алгоритм в основном привлекает людей с большим кошельком. Людям, у которых мало денег, не стоит выбирать этот алгоритм.

Вот почему из Proof of Stake возник новый алгоритм – Delegated Proof of Stake (DPoS). Этот алгоритм имеет делегированное подтверждение ставки. Вы можете быть выбраны в качестве делегата через систему голосования, что означает, что вам разрешено майнить. Таким образом, DPoS – это демократичный вариант Proof of Stake.

Читайте также статью «Что такое стейблкоины?».