Miksi työn todistaminen on ylivoimainen konsensusmekanismi Bitcoinille?

Todiste on vanukas, kun kyse on Bitcoinin proof-of-work -mekanismista verrattuna panoksen todisteiden konsensusmekanismiin keskusteluun.

Sekä proof-of-work (PoW) että proof-of-stake (PoS) on esitetty lukemattomia väitteitä keinona päästä yksimielisyyteen lohkoketjuverkostosta.

Monet ihmiset ovat kysyneet itseltään kumpi on parempi ja miksi? Tässä artikkelissa käyn läpi joitakin kunkin konsensusmekanismin tärkeimpiä etuja ja haittoja.

Sukeltava sisään.

Mikä on työtodistus (PoW)?

Proof-of-work on hajautettu konsensusmekanismi, jonka ensimmäisenä esitteli Bitcoin (BTC). Käytämme Bitcoin-verkkoa esimerkkinä ymmärtääksemme työn todisteiden konsensusmekanismin.

Bitcoin-verkko vaatii jäseniltä lähinnä laskentatehoa, kuten grafiikan prosessointiyksiköitä, mielivaltaisten matemaattisten pulmien ratkaisemiseksi ja estää ketään saamasta hallintaansa tai manipuloimasta järjestelmää.

Jokainen tapahtuva tapahtuma validoidaan ennen kuin se lisätään lohkoketjuun. Tämän jälkeen kaivostyöntekijät vahvistavat jokaisen lohkon, ja he saavat palkittuja BTC-tokeneita, kun he ovat tehneet "työtä" prosessointiyksikköjensä kautta. Siksi tätä kutsutaan työtodistukseksi.

Työn todisteiden konsensusmekanismi on kestänyt ajan kokeen. Tämä konsensusmekanismi on onnistuneesti validoinut miljardeja transaktioita Bitcoin-lohkoketjussa vuosien ajan ja on säilyttänyt aitouden ja luotettavuutensa turvallisimpana ja hajautetuimpana tähän mennessä luotuna konsensusmekanismina.

Mikä on panostodistus (PoS)?

Proof-of-stake (PoS) on konsensusmekanismi, jota käytetään lohkoketjuverkoissa, joka on luotu vaihtoehtona PoW-menetelmälle tapahtumien validointiin.

Tässä mekanismissa kryptovaluutan omistajat voivat validoida lohkotapahtumat validaattorin panoksissa olevien kolikoiden lukumäärän perusteella (sen sijaan, että kaivostyöntekijät validoisivat ne). Tästä syystä tätä kutsutaan panoksen todisteeksi (PoS).

PoS:n validaattorit valitaan sattumanvaraisesti. Validaattoriksi ryhtyäkseen panoksena on tietty määrä kryptovaluuttamerkkiä, jota kyseinen lohkoketju vaatii.

PoS:sta on useita muunnelmia, kuten DPoS (Delegated-proof-of-stake) jne. Näitä on kehitetty ja otettu käyttöön eri lohkoketjuverkoissa, mutta ne kaikki toimivat enimmäkseen samalla tavalla.

Kun tapahtumalohko on valmis käsiteltäväksi, kryptovaluutan protokolla valitsee validaattorin lohkon tarkistamiseksi. Validaattori tarkistaa sitten, ovatko lohkon tapahtumat täysin tarkkoja, ja jos ne läpäisevät tarkistukset, lohko lisätään lohkoketjuun.

Vastineeksi valitsija saa panoksestaan ​​kryptovaluuttatokeneita.

Jos validoija kuitenkin päätyy ehdottamaan lohkoa, jonka tiedot ovat epätarkkoja, hän menettää osan panostetuista tokeneistaan ​​rangaistuksena. Tämä voi tapahtua PoS:ssa, koska siellä ei ole laitteistoa, joka ratkaisee kryptografisia arvoituksia (toisin kuin PoW:n tapauksessa).

Mikä konsensusmekanismi on parempi ja miksi?

Sekä PoW että PoS on suunniteltu auttamaan blockchain-verkon solmuja tarkistamaan kaikki tapahtuvat tapahtumat.

Kun solmut sopivat tapahtumalohkon pätevyydestä, tapahtumat lisätään lohkoketjuun. Molemmat mallit tarjoavat ainutlaatuisia menetelmiä saman lopputuloksen saavuttamiseksi.

Kuitenkin proof-of-work järjestelmänä tapahtumien validoimiseksi ja lohkoketjuverkoston turvaamiseksi on paljon parempi kuin panostodistus (PoS) -malli, mutta se maksaa.

Alla olen keskustellut siitä, mikä tekee PoW:sta ylivoimaisen konsensusmekanismin verrattuna PoS:iin, ja siihen liittyviä kustannuksia.

Tietoturva ja tietojen aitous

PoW on parempi kuin PoS turvallisuuden ja tietojen autenttisuuden näkökulmasta. Tämä johtuu siitä, että PoW:ssa data on yhdistetty todistettuun ihmisten valintojen historiaan, joka ei voi huijata järjestelmässä, joka tarkistaa jokaisen tapahtuman.

Tämä järjestelmä toimii 0 %:n luottamuksella ja 100 % tapahtumista verkon osallistujien varmentaa ja kirjaa julkiseen kirjanpitoon.

PoW on myös erittäin turvallinen konsensusmekanismi, koska se tekee verkosta ajan mittaan yhä vaikeampaa, niin että siitä tulee hakkerointikelvoton – koska sen osallistujat valvovat verkkoa jatkuvasti. Näillä osallistujilla on nyt nahka pelissä (koska heidän on "työstettävä" tapahtumien ratkaisemiseksi). Tämä tekee verkon murtamisesta erittäin kalliiksi.

Toisaalta PoS-konsensusmekanismi on haavoittuvampi hakkeroille ja hyökkäyksille.

Teoriassa, jos verkoston osallistuja (tai osallistujaryhmä) saavuttaa pisteen, jossa hän omistaa 51% panostetuista kolikoista, tämä verkon osallistuja (tai ryhmä) voisi sitten olennaisesti hallita koko lohkoketjua ja muuttaa sitä. Tätä kutsutaan nimellä a 51% hyökkäys.

Verkon omistajuus

Kun otetaan huomioon "kaivostoiminta" palkkioiden saamiseksi, PoW-malli mahdollistaa hajautetun rakenteen.

Bitcoin on tästä hyvä esimerkki. Bitcoinin verkko on täysin hajautettu. Kukaan henkilö, yhteisö tai maa ei hallitse sitä. Sen omistavat ja hallitsevat tuhannet verkkoa pyörittävät solmut hajautetussa ja suojatussa järjestelmässä, jota tukee PoW.

Toisaalta PoS mahdollistaa keskitetymmän rakenteen. Osallistujat, jotka voivat panostaa enemmän (usein rikkaat), voivat teoriassa kerätä enemmän hallintaa vain panostamalla enemmän.

Tämä on riskialtis ehdotus, koska jos osallistujaryhmä saa lopulta 51 % hallinnan, he voivat muuttaa lohkoketjua hyödyttääkseen itseään.

Emmekö ole jo nähneet tämän tyyppisen järjestelmän ongelmat? Avaa vain silmäsi ja näet, että olemme eläneet tässä järjestelmässä jo jonkin aikaa, ja katso, mihin se on meidät tuonut.

Kannustinkohdistus ja tasapuolisuus

PoW-malli palkitsee kaivostyöläisiä, kun he ratkaisevat monimutkaisia ​​matemaattisia pulmia – lohkopalkkion ja joissakin tapauksissa osuuden transaktiomaksuista. Tämä kannustaa oikeaan käyttäytymiseen, kun solmut kilpailevat ratkaistakseen pulman saadakseen palkinnon.

Verkko kovenee jatkuvasti, mikä varmistaa, että näiden pulmien ratkaiseminen vaatii suurempaa laskentatehoa. Tämä puolestaan ​​tekee koko verkosta turvallisemman ja kalliimman hakkeroitavan tai hyökkäävän.

Kun kryptovaluutan arvo nousee, palkkion arvo nousee. Jokaisella verkon kaivostyöntekijällä on yhtäläiset mahdollisuudet ansaita palkinto, ja näin tehdessään he jatkavat verkon turvaamista ja vahvistamista.

Tämä koko kokoonpano kannustaa oikeaan käyttäytymiseen ja estää haaroittumista, mikä tarkoittaa vaihtoehtoisen lohkoketjun luomista protokollan päivityksen yhteydessä.

Toisaalta PoS-mallissa kannustin palkinnon saamiseen on vain panostaa enemmän. Tämä johtaa keskittämisongelmaan, jossa osallistujat panostavat enemmän ja voivat mahdollisesti saada paremman hallinnan lohkoketjussa. Valvomattomassa lohkoketjussa tämä kannustin johtaa suurempaan turvallisuusuhkaan, jossa hajauttaminen on pienempi ja alttiina edullisemmille hyökkäyksille.

Ajan testi

PoW-malli on kestänyt ajan kokeen. Bitcoin-verkko on tästä hyvä esimerkki.

Viimeisten 13 vuoden aikana Bitcoin-verkkoa ei ole koskaan hakkeroitu tai vaarantunut millään tavalla tai muodossa. Se on maailman tehokkain verkko ja se on kestänyt ajan kokeen verkon autenttisuuden, luotettavuuden ja turvallisuuden näkökulmasta.

Toisaalta proof-of-stake -mallit ovat suhteellisen uudempia ja ovat vielä alkuvaiheessa sekä käyttöönotossa että toteutuksessa. Lisäksi joidenkin mallien toteutettavuudesta on yhä enemmän epäselvyyttä, koska yhä enemmän tulee ulos muunnelmia, joita ei ole täysin testattu.

Energian kulutus

Historiallisesti on väitetty, että PoW-mallit vaativat liiallista energiankulutusta, mikä lisää kustannuksia ja ympäristövaikutuksia.

Tämä on totta. Itse asiassa PoW-malli kuluttaa paljon enemmän energiaa kuin PoS-malli.

Tämä johtuu siitä, että verkon vaikeuden kasvaessa tarvitaan yhä enemmän laskentatehoa monimutkaisuuden ratkaisemiseen. Tämä on erittäin suojatun verkon käyttökustannukset.

Rahaverkko, joka tarvitsee turvallisuutta ytimeensä, kuluttaa energiaa. Otetaan esimerkiksi fiat-valuutat. Fiat-valuutat käyttävät paljon enemmän energiaa kuin PoW-malli, kuten Bitcoin-verkko käyttäisi.

Tämä johtuu siitä, että perinteinen pankkitoiminta fiat-valuutoilla on riippuvainen paperirahasta, joka vaatii resursseja niiden tuottamiseen ja aiheuttaa paljon hukkaa. Kun huomioidaan pankkien, korkeiden toimistotilojen, turvaholvien, turva-autojen ja muiden yleiskulujen energiakustannukset, perinteinen pankkijärjestelmä näytetään olevan paljon energiaa kuluttavampi kuin Bitcoin.

PoW-malli, kuten Bitcoin-verkko, ei vaadi fyysisiä resursseja tuottaakseen lohkoketjun ylläpitämiseen tarvittavan laskentatehon lisäksi. Joten vaikka Bitcoin-verkko kuluttaa energiaa, se on silti ympäristöystävällisempi kuin perinteinen pankkitoiminta ja nykyään käyttämämme fiat-valuuttajärjestelmä. Se on paljon parempi ratkaisu ja parannus energiankulutuksen käyttötapaukseen ja päivitys nykyiseen järjestelmään.

Toisin sanoen rahajärjestelmämme siirtäminen Bitcoin-verkostoon ei ole vain tehokkaampaa ja turvallisempaa, vaan se on myös olennainen askel taistelussa ilmaston lämpenemistä vastaan.

PoW on ylivoimainen järjestelmä (kuten aiemmin keskustelimme) ja se kannustaa innovaatioihin ja luovuuteen myös energiankulutusalueella.

PoW-energiankulutusta on optimoitu voimakkaasti viime vuosien aikana ja se käyttää uusiutuvaa energiaa ja energiaa, joka muuten olisi mennyt hukkaan.

Otetaan esimerkiksi Bitcoin-verkko. Mukaan Q3 Global Bitcoin Mining DataSuurin osa Bitcoinin louhinnasta tapahtuu uusiutuvalla energialla.

Itse asiassa Bitcoinin kaivosenergian käyttö on vain 0.122% verrattuna maailman kokonaisenergiaan. Raportin mukaan vuoden 3 kolmannella neljänneksellä kaivostehokkuus nousi 2021 % ja kestävä sähköyhdistelmä kasvoi 23 %.

Itse asiassa Bitcoinin louhinta on tehostanut 43 kertaa viimeisen seitsemän vuoden aikana. Toisin sanoen sen louhinta on nyt 4,237 XNUMX % tehokkaampaa kuin seitsemän vuotta sitten.

Tässä raportissa todetaan, että Bitcoin Mining Council on arvioinut 3x ja 2x parannuksen kaivostehokkuudessa seuraavien neljän ja neljän seuraavan vuoden aikana.

Se ei siis ole pelkästään tehokkain energiankäyttö nykyään (rahajärjestelmän soveltamiseksi), vaan se on taatusti huomattavasti tehokkaampi seuraavan kahdeksan vuoden aikana.

Bitcoinin louhinnan palkkiot ovat korkeat, mikä kannustaa kaivostyöntekijöitä etsimään vaihtoehtoisia energialähteitä, mikä johtaa uusiutuvien energialähteiden innovaatioihin. Koska suurin osa Bitcoinin louhinnan kustannuksista menee sähköön, kaivostyöntekijöiden on löydettävä halvin, puhtain mahdollinen lähde voittojen maksimoimiseksi.

Itse asiassa Bitcoinin louhinta voidaan sanoa olevan yksi vihrein suurteollisuudessa maailmanlaajuisesti. Suurin osa suurimmista kaivosyksiköistä sijaitsee alueilla, joilla uusiutuvaa sähköä on runsaasti. Uusiutuvat energialähteet ovat yhä suositumpia, koska ne ovat puhtaampia ja halvempia kuin perinteiset energiamuodot.

Monet asiantuntijat uskovat, että uusiutuvan energian tulevaisuus on valoisa ja ohittaa lopulta perinteiset energiamuodot. Bitcoinin louhinta johtaa tätä maksua.

Bitcoinin energiankulutus on pieni hinta, kun otetaan huomioon sen tarjoama taloudellinen ja sosiaalinen arvo. Bitcoin on kaiken energian arvoinen, joka tarvitaan sen ylläpitämiseen.

Yhteenveto

Kun tarkastelet kaikkia PoW-mallin etuja ja kustannuksia, huomaat, että PoW-mallin edut ovat paljon suuremmat kuin kustannukset.

PoW on ylivoimainen järjestelmä, koska se on oikeudenmukainen, turvallinen ja varmistaa lohkoketjuverkoston tavoitteen mukaiset kannustimet jokaisen tapahtuman turvaamiseksi.

PoW-energiankulutusta on optimoitu voimakkaasti viime vuosien ajan ja se käyttää uusiutuvaa energiaa tai energiaa, joka muuten olisi mennyt hukkaan.

Bitcoinia tukee PoW-konsensusmekanismi, ja se on kestänyt ajan koetta viimeisen 13 vuoden aikana. Tämä yksin on todiste siitä, kuinka tehokas ja tehokas PoW-konsensusmalli on.

Tasa-arvoon, turvallisuuteen, hajauttamiseen ja työn todisteiden konsensusmekanismiin rakennettu verkosto on suunniteltu menestymään.

Tämä on Mir Quadrin vieraspostaus. Esitetyt mielipiteet ovat täysin heidän omiaan eivätkä välttämättä vastaa BTC Inc:n tai Bitcoin Magazine.

Lähde: https://bitcoinmagazine.com/technical/proof-of-work-superior-for-bitcoin