Proof-of-Work vs. Proof-of-Stake: Hvad er forskellen?

Proof-of-Work og Proof-of-Stake er konsensusmekanismer eller algoritmer, der tillader blockchains at fungere sikkert. Disse konsensusmekanismer holder blockchains sikre ved kun at lade ægte brugere tilføje nye transaktioner.

De arbejder ved at få dem, der ønsker at deltage, til at bevise, at de har dedikeret en form for ressource, såsom penge eller energi, til blockchain. Dette hjælper med at bortfiltrere dem, der måske ikke er ægte eller engagerede i netværket. Den største forskel mellem proof-of-work og proof-of-stake er, hvordan de vælger, hvem der kan tilføje transaktioner til kæden.

Hurtige fakta:

• Proof-of-work og proof-of-stake er algoritmer, også kendt som konsensusmekanismer, der hjælper blockchains med at opretholde synkroniseringen af ​​data og forblive sikre.
• Disse algoritmer bestemmer, hvilken node (computer) i netværket, der kan tilføje den næste blok af transaktioner til kæden.
• Begge mekanismer har vist sig at være succesfulde til at vedligeholde blockchains, selvom de hver især har afvejninger.

Hvad er proof-of-work?

Proof-of-work er et system, hvor computere konkurrerer mod hinanden om at være de første til at løse komplekse gåder. 

Denne proces omtales almindeligvis som minedrift, fordi den energi og de ressourcer, der kræves for at fuldføre puslespillet, kan betragtes som den digitale ækvivalent til den virkelige proces med at udvinde ædle metaller fra jorden. 

Nathaniel Poppers bog, Digital Gold, bruger en god analogi til at beskrive proof-of-work i Bitcoin-systemet:

"... det er relativt nemt at gange 2,903 og 3,571 ved hjælp af et stykke papir og blyant, men meget, meget sværere at finde ud af, hvilke to tal der kan ganges sammen for at få 10,366,613."

Ved at bruge denne analogi kan vi forestille os, at en minearbejder i Bitcoins netværk skal finde ud af, hvilke to tal der kan ganges for at nå 10,366,613 ved at gætte kombinationer af tal, indtil den rammer det rigtige svar. Når en computer har fastslået, at 2,903 kan ganges med 3,571 for at få 10,366,613, præsenterer den dette for de andre computere i netværket, som nemt kan verificere, at 2,903 og 3,571 rent faktisk bliver 10,366,613, når de multipliceres. 

Når en minearbejder løser dette "puslespil" før andre minearbejdere, får de lov til at oprette en ny blok (en gruppe af transaktioner) og udsende den til netværket af noder, som derefter individuelt udfører revisioner af den eksisterende hovedbog og den nye blok. Skulle alt checke ud, kædes den nye blok til den forrige blok, hvilket skaber en kronologisk kæde af transaktioner. Minearbejderen bliver derefter belønnet med bitcoins for at levere deres ressourcer (energi).

Bevis for arbejde, minedrift og sikkerhed

Minedrift kræver meget elektricitet og sikrer netværket ved at sikre, at kun dem, der kan bevise, at de har brugt ressourcer, får ret til at tilføje et nyt sæt transaktioner til blockchain.

På grund af dette er det svært, tidskrævende og dyrt at angribe et proof-of-work-system som Bitcoins. Angribere skal købe og opsætte mineudstyr og betale for elektriciteten til at drive udstyret. De ville derefter konkurrere om at løse gåden og forsøge at tilføje en blok af transaktioner indeholdende forfalskede bitcoins til kæden.

Skulle den ondsindede minearbejder først lykkes med at løse gåden, ville de forsøge at udsende en ny blok af transaktioner til resten af ​​netværket. Netværkets noder vil derefter udføre en revision for at bestemme legitimiteten af ​​blokken og transaktionerne inden for den.

Når noderne reviderer den nye blok i forhold til den tidligere version af hovedbogen, vil de bemærke de forfalskede bitcoins, og blokken ville blive betragtet som ugyldig baseret på konsensusregler. 

Proof-of-work gør det umuligt at forfalske bitcoin, medmindre en ond minearbejder kontrollerer mere end 50 % af hele netværket. Det betyder 51 % af både minearbejdernes kumulative computerkraft, kendt som hashratet, og knudepunkterne i netværket. På denne måde kunne den dårlige skuespiller udsende en dårlig blok til netværket og få deres noder til at acceptere blokken til kæden. 

I betragtning af hvor stort Bitcoins netværk er vokset, og hvor meget energi minearbejdere bidrager til proof-of-work-systemet, ville et sådant angreb være næsten umuligt i dag. 

Hvis en regering, virksomhed eller anden enhed skulle samle nok ressourcer til med succes at udgøre mere end 50 % af netværket med den hensigt at angribe det, ville netværkets ægte deltagere sandsynligvis skabe en ny gren af ​​kæden, også kendt som en gaffel , hvilket gør den forrige kæde og angrebet mod den ubrugelig.

Hvad er Proof-of-Stake?

I proof-of-stake-systemet vælges validatorer (bevis-of-stake-ækvivalenten for minearbejdere) til at finde en blok baseret på antallet af tokens, de har i stedet for at have den vilkårlige konkurrence mellem minearbejdere for at bestemme, hvilken node der kan tilføje en blok. 

I dette system erstatter "indsatsen"-beløbet, eller mængden af ​​krypto, en bruger besidder, det arbejde, minearbejdere udfører i proof-of-work. Dette sikrer netværket, fordi en person, der ønsker at deltage og tjene belønninger, skal købe kryptovalutaen og holde den for at blive valgt til at danne en blok. 

Deltagerne er forpligtet til at bruge penge og dedikere nogle økonomiske ressourcer til netværket, svarende til hvordan minearbejdere skal bruge elektricitet i et proof-of-work-system. De, der har brugt penge på mønter for at tjene disse belønninger, har en egeninteresse i netværkets fortsatte succes. 

Proof-of-stake forhindrer angreb og falske mønter med stort set samme mekanisme som proof-of-work. I stedet for at kontrollere 51 % af mining-hashrate og noder som med proof-of-work, skulle angribere af et proof-of-stake-system have mindst 51 % af møntens forsyning og kontrollere mindst 51 % af netværkets noder.

Fordele og ulemper ved Proof-of-Work og Proof-of-Stake

Proof-of-work-professionelle forklaret

Sund konkurrence og vedvarende energi

Konkurrencen inden for bitcoin-minedrift er hård. Mineselskaber søger konstant de mest effektive måder at mine på for at sænke deres omkostninger. Denne proces belønner i sagens natur dem, der kan finde de billigste energiformer og komme med nyere teknologi til at skabe hurtigere og mere effektive chips til minedrift. 

Ud over at gavne cryptocurrency-minedrift kan konkurrence mellem chip-producenter resultere i gennembrud inden for computerhardware, der kan overføres til andre industrier uden for crypto-mining.

Indespærret energi 

Kryptominedrift giver områder mulighed for at udnytte deres indespærrede energi og omdanne den til en form for værdi, som derefter kan overføres eller bruges til at finansiere andre projekter, hvilket i sidste ende genererer økonomisk aktivitet i fjerntliggende områder.

Et virkeligt eksempel på dette er Kinas Sichuan- og Yunnan-provinser. Disse provinser har intense våde årstider, der kan producere enorme mængder af vedvarende vandkraft. Desværre har provinserne ingen mulighed for at transportere og sælge denne energi til andre områder.

Provinserne begyndte til sidst at udvinde bitcoin for at udnytte overskudsenergi og konvertere det til en form for omsættelig værdi. I september 2019 var Kina ansvarlige for over 70 % af Bitcoins hashrate på grund af disse billige strømkilder. Kina forbød senere kryptominedrift, da det forsøgte at skabe sin fiat digitale valuta. Det bevæge sig tvang den massive udvandring af minearbejdere til andre områder, hvor strømmen er billig. Som resultat, Kasakhstan blev et minedriftshotspot sammen med Iran og USA.

Sikkerhed

Hidtil har proof-of-work været den mest gennemprøvede måde at opretholde konsensus og sikkerhed inden for et distribueret offentligt netværk. Dette skyldes, at proof-of-work kræver de indledende omkostninger til hardware og de løbende ressourceforbrug snarere end en enkelt forhåndsudgift for at deltage.

Bitcoin blev lanceret i 2009 og har haft over 99.98 % oppetid. I skrivende stund har der kun været to tilfælde af nedetid: en gang i august 2010 og en anden i marts 2013. Disse to hændelser blev løst med opt-in softwareopdateringer til noder - takket være konsensusmekanismen besluttede netværksdeltagere alle disse opdateringer var i det kollektive netværks bedste interesse.

Bevis-of-work ulemper forklaret

Energiforbrug

Bitcoin og andre proof-of-work blockchains, som Ethereum, bruger betydelige mængder energi for at levere denne sikkerhedsmodel til deres netværk. Bitcoin bruger mere strøm end nationer som Ukraine, Norge og andre. Det har miljøforkæmpere argumenteret at dette er fuldstændig spild og unødvendigt. 

Bekræftelse: Mens disse systemer forbruger enorme mængder energi, undlader mange kritikere at vurdere de typer energi, der bruges til minedrift, og i stedet sidestiller dets høje energiforbrug til et stort miljømæssigt fodaftryk. Undersøgelser har dog vist, at bitcoin-minearbejdere bruger forskellige energikilder i deres operationer. Nogle estimater har vist, at vedvarende energi er den dominerende anvendte form, der spænder mellem 50 % at over 70 % af den samlede energiforbrug. 

Det er vigtigt at bemærke, at mange af disse undersøgelser kun rapporterer om mineselskaber og andre operationer, der ønsker at deltage i undersøgelser.

E-affald

Elektronisk affald kan være den mest gyldige kritik af bitcoin-netværkets forbrug af ressourcer. Proof-of-work minearbejdere kører generelt med fuld kraft 24/7. Nogle gange påvirker dårlige forhold som fugt, høje temperaturer og utilstrækkelig ventilation minedriftsfaciliteter og forkorter udstyrets levetid.

Oven i det udvikler ASIC-chipproducenter konstant nyere, mere effektive chips. Når denne innovation opstår, bliver gamle jetoner mindre effektive til at vinde blokke end nyere jetoner. Til sidst udfases de ældre chips og bliver til e-affald. 

Bekræftelse: Nuværende ASIC-minechips holder typisk mellem tre og fem år. Og selvom nye chips til sidst erstatter de ældre chips, holder de sandsynligvis længere, da de bliver mere effektive og modstandsdygtige over for høje temperaturer og langvarig hash.

Sporbarhed

En bekymring over kryptomining er, at det kan være modtageligt for censur. Dette er allerede sket på steder som Kina, hvor cryptocurrency-minedrift var forbudt. Det enorme strømforbrug kan findes gennem elaflæsninger eller endda termiske kameraer. Denne evne til at spore, hvor kryptomining finder sted, gør det muligt for anti-krypto-regimer at slå ned på praksis. 

Hvis en nation kun skulle tillade minedrift for dem, der har sikret sig en form for licens, kunne det underminere decentraliseringen ved ikke at tillade netværket at være fuldstændig offentligt.

Bekræftelse: Uden for Kina ser nationer rundt om i verden ud til at være pro-krypto i en vis kapacitet. Nogle lande kan søge at regulere minedrift, så der kræves licenser. Men så længe der stadig er minearbejdere i fjerntliggende områder, der fortsætter praksis, bør det være med til at forhindre monopolisering og censur.

Proof-of-stake-professionelle forklaret

Effektivitet

Proof-of-stake-systemer er væsentligt mere energieffektive end proof-of-work. Hardwarekravene til mange proof-of-stake-systemer svarer til gennemsnitlige eller under gennemsnittet bærbare computere på dagens marked. Validatorsoftware er heller ikke særlig krævende på tværs af de fleste proof-of-stake-systemer. 

Øget gennemløb

I proof-of-stake vælges validatorer til at finde en blok baseret på, hvor mange tokens de har, snarere end en konkurrence blandt minearbejdere om at løse et puslespil. Den tid, det tager for proof-of-stake-algoritmen at vælge en validator, er betydeligt hurtigere end proof-of-work-konkurrencen, hvilket giver mulighed for øgede transaktionshastigheder.

Selvom dette er sandt, bliver alle blockchains, uanset om de er proof-of-stake eller ej, bremset af processen med noder, der demokratisk kommer til enighed, efter at en validator har udsendt den nyfundne blok til dem. 

Censurmodstand

I modsætning til proof-of-work, som kræver masser af energi og en betydelig fysisk tilstedeværelse, kan proof-of-stake-validatorer køre på små bærbare computere. Det betyder, at der kunne være en validator, der kontrollerer en tredjedel af et globalt distribueret monetært netværk, der kører i hjørnet af en kaffebar i stedet for at være et lager fyldt med tusindvis af brummende computere.

Nedre adgangsbarriere

Bevis-of-stake-validatorer behøver kun at bruge penge én gang for at deltage. Alt, de skal gøre, er at købe nok tokens til at vinde blokke i proof-of-stake-modellen. I modsætning hertil skal en minearbejder i et proof-of-work-system købe mineudstyr og holde det kørende på ubestemt tid, hvilket medfører energiomkostninger, der kan svinge. Dette lader flere personer deltage, som ellers ikke ville være i stand til det.

Proof-of-stake ulemper forklaret 

Uafprøvet i stor skala

Der mangler endnu at være et proof-of-stake-system til at skalere til størrelsen af ​​noget som Bitcoin eller Ethereum. Af denne grund er proof-of-stake-systemer endnu ikke så decentraliserede eller sikre som førende proof-of-work-systemer.

Bekræftelse: Selvom proof-of-stake-systemer endnu ikke er blevet på størrelse med netværk som Bitcoins, er der ingen grund til, at de ikke kan med tiden. Proof-of-stake-systemer kan have potentialet til at skalere ud over, hvad proof-of-work-systemer er i stand til, i betragtning af at der er en lavere adgangsbarriere, og der ikke kræves specialiseret hardware for at køre dem.

Møntkonsolidering

Konsolidering af mønter blandt kun nogle få validatorer er det mest almindelige argument mod proof-of-stake-systemer. Karakteren af ​​proof-of-stake tilskynder til akkumulering af mønter for at øge chancen for at vinde en blok og modtage en belønning. 

Tokenmarkeder kan også sættes i et hjørne af en enhed med dybe lommer, hvilket giver dem mulighed for at samle et flertal af tokens. De fleste proof-of-stake-systemer lader enkelte enheder skabe et vilkårligt antal validatorer, og fordi der er få forudgående økonomiske omkostninger til at oprette validatorer, kan en person, der kontrollerer størstedelen af ​​tokens, kontrollere størstedelen af ​​hele netværket.

Dette gør den indledende distribution af proof-of-stake-mønter ekstremt vigtig. Nogle nyere proof-of-stake-mønter sælger tokens til investorer, før de er offentligt tilgængelige. I nogle tilfælde har disse token-salg udgjort 40 % eller mere af maks. token-forsyninger, hvilket giver venturekapitalfirmaer og andre tidlige investorer en betydelig fordel frem for andre med hensyn til at tjene netværksbelønninger.

Bekræftelse: Det er rigtigt, at proof-of-stake hovedsageligt vælger blokskabere ud fra størrelsen af ​​deres indsats, men nogle blockchains er allerede begyndt at implementere metoder til at reducere denne risiko for centralisering. Nogle inkluderer tilføjelse af "møntalder", eller hvor længe indsatsen har været holdt, og en grad af randomisering til algoritmen. Dette sikrer, at indsatsstørrelsen ikke er den eneste faktor, der bestemmer blokdannelsen, og at mindre validatorer har en chance for at vinde. 

Nogle blockchains har også gjort det sådan, at validatorer, der overskrider en vis tærskel for mønter, begynder at modtage færre og færre belønninger. Dette tilskynder interessenter til at uddelegere deres andel til mindre validatorer, hvilket hjælper med at sprede tokens på tværs af flere validatorer, hvilket øger decentralisering og sikkerhed.

Mindre robust sikkerhed

Som nævnt ovenfor kan en lavere adgangsbarriere for netværksdeltagere hjælpe med at øge antallet af validatorer og i forlængelse heraf decentralisering, men at gøre det lettere at blive en del af netværket kan også mindske dets sikkerhed. 

Skulle en dårlig skuespiller forsøge at angribe et proof-of-work-netværk, ville de skulle købe nok hardware til at repræsentere størstedelen af ​​netværket, og så skulle de betale for at køre det hele. Det dobbelte sikkerhedssystem med de oprindelige omkostninger til udstyr og de løbende energiomkostninger gør angreb på netværket mindre realistisk. Proof-of-stake-systemer har kun startomkostninger for at deltage, hvilket efterlader dem mere åbne for angreb.

Bitcoins nuværende hashrate er næsten 200 millioner tera-hash i sekundet. Bitmains top-of-the-line ASIC-miner, den S19J, kan lave 88 tera-hashes i sekundet. Ved det mål ville det tage omkring 1.2 millioner af disse chips at udgøre kun halvdelen af ​​Bitcoins netværk. Den nuværende pris på denne ASIC er $10,390 pr. enhed, hvilket betyder, at det ville koste omkring $12.5 milliarder at købe nok minearbejdere til at udgøre halvdelen af ​​Bitcoins netværk, for derefter at betale enorme gebyrer for at køre maskinerne. 

I modsætning hertil, hvis en ondsindet skuespiller ønskede at angribe en proof-of-stake-kæde, tag Avalanche for eksempel, ville de skulle købe over halvdelen af ​​tokens (omkring 19 milliarder dollars til nuværende priser) og oprette nok validatorer til at udgøre over halvdelen netværket (630 validatorer ved Avalanches nuværende validator tælle). Fordi proof-of-stake validatorer ikke nødvendigvis kræver dyr hardware eller tonsvis af energi for at køre, pådrager angribere kun de forudgående omkostninger ved at købe tokens frem for løbende energiomkostninger. 

Bekræftelse: De første forudgående omkostninger for at angribe et proof-of-stake-netværk af tilstrækkelig størrelse er ved at blive store nok til, at spørgsmålet om ikke at have løbende omkostninger langsomt bliver irrelevant. For eksempel kræver det allerede næsten 20 milliarder dollars at blive aktiemajoriteten i Avalanche i dagens priser. Jo mere populære disse blockchains bliver, og jo flere indehavere af et proof-of-stake netværks mønt der er, jo sværere er det at angribe det. 

Ofte stillede spørgsmål 

Hvad er Proof-of-Work? 

Proof-of-Work er et værktøj, der sikrer en blockchain og hjælper den med at vedligeholde nøjagtige oplysninger (transaktioner). Den bruger et kapløb mellem computere for at se, hvem der først kan løse et komplekst puslespil. Vindere af dette løb får derefter lov til at tilføje en ny blok af transaktioner til kæden. Dette puslespil kræver store mængder energi at løse, hvilket sikrer, at deltagerne er mere tilbøjelige til at være ægte. De, der vinder, belønnes med bitcoin.

Hvad er en bitcoin-minearbejder? 

En bitcoin-miner er en computer, der deltager i konkurrencen om at løse gåder i proof-of-work blockchains. De bruger store mængder energi i denne proces og bliver belønnet med bitcoin, når de slår alle andre i at løse gåden. Det kaldes minedrift, fordi den energi og de nødvendige ressourcer kan betragtes som den digitale ækvivalent til den virkelige proces med at udvinde ædle metaller fra jorden.

Hvad er Proof-of-Stake?

Proof-of-Stake er et værktøj til at sikre en blockchain og hjælpe den med at vedligeholde nøjagtige oplysninger. Den bruger en algoritme, der vælger, hvem der kan tilføje den næste blok af transaktioner til kæden baseret på, hvor mange tokens der holdes.  

Hvad er en validator i proof-of-stake?

En validator er proof-of-stake-ækvivalenten til en minearbejder i proof-of-work. Validatorer er noder i et blockchain-netværk, der "setter" eller pantsætter deres tokens til netværket. Validatorer er valgt til at oprette nye blokke af transaktioner baseret på, hvor mange tokens de har. Andre token-indehavere, som ikke er validatorer, kan uddelegere deres besiddelser til en validator for at få en del af de belønninger, en validator optjener, når de bliver valgt til at oprette en ny blok af transaktioner.

Stillingen Proof-of-Work vs. Proof-of-Stake: Hvad er forskellen? dukkede først på Blokværk.

• Coinsmart. Europas bedste Bitcoin og Crypto Exchange.
• Platoblokkæde. Web3 Metaverse Intelligence. Viden forstærket. FRI ADGANG.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Gratis prøveversion.
• Kilde: https://blockworks.co/proof-of-work-vs-proof-of-stake-whats-the-difference/