Proof-of-Work vs. Proof-of-Stake: Hva er forskjellen?

Proof-of-Work og Proof-of-Stake er konsensusmekanismer, eller algoritmer, som lar blokkjeder operere sikkert. Disse konsensusmekanismene holder blokkjeder sikre ved kun å la ekte brukere legge til nye transaksjoner.

De jobber ved å få de som ønsker å delta til å bevise at de har dedikert en slags ressurs, som penger eller energi, til blokkjeden. Dette hjelper til med å filtrere ut de som kanskje ikke er ekte eller forpliktet til nettverket. Hovedforskjellen mellom proof-of-work og proof-of-stake er hvordan de velger hvem som kan legge til transaksjoner i kjeden.

Kjappe fakta:

• Proof-of-work og proof-of-stake er algoritmer, også kjent som konsensusmekanismer, som hjelper blokkjeder med å opprettholde synkroniseringen av data og forbli sikre.
• Disse algoritmene bestemmer hvilken node (datamaskin) i nettverket som kan legge til neste blokk med transaksjoner i kjeden.
• Begge mekanismene har vist seg å være vellykkede med å opprettholde blokkjeder, selv om de hver har avveininger.

Hva er bevis på arbeid?

Proof-of-work er et system der datamaskiner konkurrerer mot hverandre om å være de første til å løse komplekse gåter. 

Denne prosessen blir ofte referert til som gruvedrift fordi energien og ressursene som kreves for å fullføre puslespillet kan betraktes som den digitale ekvivalenten til den virkelige prosessen med å utvinne edle metaller fra jorden. 

Nathaniel Poppers bok, Digital Gull, bruker en flott analogi for å beskrive bevis-på-arbeid i Bitcoin-systemet:

"... det er relativt enkelt å multiplisere 2,903 3,571 og 10,366,613 XNUMX med et stykke papir og blyant, men mye, mye vanskeligere å finne ut hvilke to tall som kan multipliseres sammen for å få XNUMX XNUMX XNUMX."

Ved å bruke denne analogien kan vi forestille oss at en gruvearbeider i Bitcoins nettverk må finne ut hvilke to tall som kan multipliseres for å nå 10,366,613 2,903 3,571 ved å gjette tallkombinasjoner til det treffer riktig svar. Når en datamaskin har bestemt at 10,366,613 2,903 kan multipliseres med 3,571 10,366,613 for å lage XNUMX XNUMX XNUMX, presenterer den dette for de andre datamaskinene i nettverket som enkelt kan bekrefte at XNUMX XNUMX og XNUMX XNUMX faktisk utgjør XNUMX XNUMX XNUMX når de multipliseres. 

Når en gruvearbeider løser dette "puslespillet" før andre gruvearbeidere, har de lov til å lage en ny blokk (en gruppering av transaksjoner) og kringkaste den til nettverket av noder som så individuelt vil utføre revisjoner av den eksisterende hovedboken og den nye blokken. Skulle alt sjekke ut, blir den nye blokken lenket til den forrige blokken, og skaper en kronologisk kjede av transaksjoner. Gruvearbeideren blir deretter belønnet med bitcoins for å levere sine ressurser (energi).

Arbeidsbevis, gruvedrift og sikkerhet

Gruvedrift krever mye elektrisitet og sikrer nettverket ved å sikre at bare de som kan bevise at de har brukt ressurser får rett til å legge til et nytt sett med transaksjoner til blokkjeden.

På grunn av dette er det vanskelig, tidkrevende og dyrt å angripe et proof-of-work-system som Bitcoins. Angripere må kjøpe og sette opp gruveutstyr og betale for strømmen for å drive utstyret. De ville deretter konkurrere om å løse gåten og forsøke å legge til en blokk med transaksjoner som inneholder falske bitcoins til kjeden.

Skulle den uhyggelige gruvearbeideren lykkes med å løse gåten først, ville de prøve å kringkaste en ny blokk med transaksjoner til resten av nettverket. Nettverkets noder vil deretter utføre en revisjon for å fastslå legitimiteten til blokken og transaksjonene i den.

Når nodene reviderer den nye blokken mot den forrige versjonen av hovedboken, vil de legge merke til de forfalskede bitcoinene og blokken vil bli ansett som ugyldig basert på konsensusregler. 

Proof-of-work gjør det umulig å forfalske bitcoin med mindre en ond gruvearbeider kontrollerer mer enn 50 % av hele nettverket. Dette betyr 51 % av både den kumulative datakraften til gruvearbeidere, kjent som hashraten, og nodene i nettverket. På denne måten kunne den dårlige skuespilleren kringkaste en dårlig blokk til nettverket og få nodene deres til å akseptere blokken til kjeden. 

Gitt hvor stort Bitcoins nettverk har vokst og hvor mye energi gruvearbeidere bidrar til proof-of-work-systemet, ville et slikt angrep være nesten umulig i dag. 

Hvis en regjering, et selskap eller en annen enhet skulle samle nok ressurser til å lykkes med å utgjøre mer enn 50 % av nettverket med den hensikt å angripe det, vil nettverkets ekte deltakere sannsynligvis opprette en ny gren av kjeden, også kjent som en gaffel , noe som gjør den forrige kjeden og angrepet mot den ubrukelig.

Hva er Proof-of-Stake?

I proof-of-stake-systemet velges validatorer (bevis-of-stake-ekvivalenten til gruvearbeidere) for å finne en blokk basert på antall tokens de har i stedet for å ha den vilkårlige konkurransen mellom gruvearbeidere for å bestemme hvilken node som kan legge til en blokkere. 

I dette systemet erstatter "innsats"-beløpet, eller mengden krypto en bruker har, arbeidet gruvearbeidere gjør med bevis-på-arbeid. Dette sikrer nettverket fordi noen som ønsker å delta og tjene belønninger må kjøpe kryptovalutaen og holde den for å bli valgt til å danne en blokk. 

Deltakerne er pålagt å bruke penger og dedikere noen økonomiske ressurser til nettverket, på lik linje med hvordan gruvearbeidere må bruke strøm i et proof-of-work-system. De som har brukt penger på mynter for å tjene disse belønningene har en egeninteresse i nettverkets fortsatte suksess. 

Proof-of-stake forhindrer angrep og falske mynter med i hovedsak samme mekanisme som proof-of-work. I stedet for å kontrollere 51 % av gruvehashraten og noder som med proof-of-work, ville angripere av et proof-of-stake-system måtte holde minst 51 % av myntens forsyning og kontrollere minst 51 % av nettverkets noder.

Fordeler og ulemper med Proof-of-Work og Proof-of-Stake

Proof-of-work-proffene forklart

Sunn konkurranse og fornybar energi

Konkurransen innen bitcoin-gruvedrift er hard. Gruveselskaper søker stadig etter de mest effektive måtene å utvinne for å redusere kostnadene sine. Denne prosessen belønner iboende de som kan finne de billigste energiformene og komme opp med nyere teknologi for å lage raskere og mer effektive brikker for gruvedrift. 

I tillegg til å være til fordel for gruvedrift av kryptovaluta, kan konkurranse mellom brikkeprodusenter resultere i gjennombrudd innen maskinvare som kan overføres til andre bransjer utenfor kryptogruvedrift.

Fanget energi 

Kryptogruvedrift lar områder utnytte sin fangede energi og konvertere den til en form for verdi, som deretter kan overføres eller brukes til å finansiere andre prosjekter, og til slutt generere økonomisk aktivitet i avsidesliggende områder.

Et virkelig eksempel på dette er Kinas Sichuan- og Yunnan-provinser. Disse provinsene har intense våte årstider som kan produsere enorme mengder fornybar vannkraft. Dessverre har provinsene ingen mulighet til å transportere og selge denne energien til andre områder.

Provinsene begynte etter hvert å utvinne bitcoin for å utnytte overskuddsenergi og konvertere den til en form for omsettelig verdi. I september 2019 var Kina ansvarlig for over 70 % av Bitcoins hashrate på grunn av disse billige strømkildene. Kina forbød senere kryptogruvedrift da de forsøkte å skape sin digitale fiatvaluta. De flytte tvang den massive utvandringen av gruvearbeidere til andre områder hvor kraften er billig. Som et resultat, Kasakhstan ble et hotspot for gruvedrift sammen med Iran og USA.

Sikkerhet

Så langt har proof-of-work vært den mest velprøvde måten å opprettholde konsensus og sikkerhet innenfor et distribuert offentlig nettverk. Dette er fordi proof-of-work krever den første kostnaden for maskinvare og den pågående ressursbruken i stedet for en enkelt forhåndsutgift for å delta.

Bitcoin ble lansert i 2009 og har hatt over 99.98 % oppetid. I skrivende stund har det bare vært to tilfeller av nedetid: én gang i august 2010 og en annen i mars 2013. Disse to hendelsene ble løst med opt-in programvareoppdateringer til noder – takket være konsensusmekanismen bestemte nettverksdeltakerne seg alle disse oppdateringene var i beste interesse for det kollektive nettverket.

Arbeidsbevis ulemper forklart

Energiforbruk

Bitcoin og andre proof-of-work blokkjeder, som Ethereum, bruker betydelige mengder energi for å gi denne sikkerhetsmodellen til nettverkene deres. Bitcoin bruker mer strøm enn nasjoner som Ukraina, Norge og andre. Miljøvernere har argumentert at dette er helt bortkastet og unødvendig. 

innsigelsen: Selv om disse systemene bruker enorme mengder energi, klarer mange kritikere ikke å vurdere energitypene som brukes til gruvedrift og i stedet sidestiller den høye energibruken med et stort miljøfotavtrykk. Imidlertid har studier vist at bitcoin-gruvearbeidere bruker ulike energikilder i sin virksomhet. Noen estimater har vist at fornybar energi er den dominerende formen som brukes, alt mellom 50% til over 70% av totalt brukt kraft. 

Det er viktig å merke seg at mange av disse studiene kun rapporterer om gruveselskaper og andre operasjoner som ønsker å delta i undersøkelser.

E-avfall

Elektronisk avfall kan være den mest gyldige kritikken av bitcoin-nettverkets ressursforbruk. Arbeidsbevis gruvearbeidere kjører vanligvis på full kraft 24/7. Noen ganger påvirker dårlige forhold som fuktighet, høye temperaturer og utilstrekkelig ventilasjon gruveanlegg og forkorter utstyrets levetid.

På toppen av det utvikler ASIC-brikkeprodusenter stadig nyere, mer effektive brikker. Når denne innovasjonen skjer, blir gamle sjetonger mindre effektive til å vinne blokker enn nyere sjetonger. Etter hvert fases de eldre flisene ut og blir til e-avfall. 

innsigelsen: Gjeldende ASIC-gruvebrikker varer vanligvis mellom tre og fem år. Og mens nye brikker til slutt erstatter de eldre brikkene, vil de sannsynligvis vare lenger ettersom de blir mer effektive og motstandsdyktige mot høye temperaturer og langvarig hashing.

Sporbarhet

En bekymring over kryptogruvedrift er at den kan være utsatt for sensur. Dette har allerede skjedd på steder som Kina, hvor gruvedrift av kryptovaluta var forbudt. Det enorme strømtrekket kan bli funnet gjennom strømavlesninger eller til og med termiske kameraer. Denne evnen til å spore hvor kryptogruvedrift finner sted gjør at antikryptoregimer kan slå ned på praksisen. 

Hvis en nasjon bare skulle tillate gruvedrift for de som har sikret seg en eller annen type lisens, kan det undergrave desentraliseringen ved å ikke la nettverket være helt offentlig.

innsigelsen: Utenfor Kina ser det ut til at nasjoner rundt om i verden er pro-krypto på en eller annen måte. Noen land kan søke å regulere gruvedrift slik at det kreves lisenser. Men så lenge det fortsatt er gruvearbeidere i avsidesliggende områder som fortsetter praksisen, bør det bidra til å forhindre monopolisering og sensur.

Proof-of-stake-proffer forklart

Effektivitet

Proof-of-stake-systemer er betydelig mer energieffektive enn proof-of-work. Maskinvarekravene til mange proof-of-stake-systemer tilsvarer gjennomsnittlige eller under gjennomsnittlige bærbare datamaskiner på dagens marked. Validator-programvare er heller ikke veldig krevende på tvers av de fleste proof-of-stake-systemer. 

Økt gjennomstrømning

I proof-of-stake velges validatorer for å finne en blokk basert på hvor mange tokens de har, i stedet for en konkurranse blant gruvearbeidere om å løse et puslespill. Tiden det tar for proof-of-stake-algoritmen å velge en validator er betydelig raskere enn konkurransen om bevis-på-arbeid, noe som gir økte transaksjonshastigheter.

Selv om dette er sant, bremses alle blokkkjeder, enten de er proof-of-stake eller ikke, av prosessen med at noder demokratisk kommer til enighet etter at en validator har sendt den nylig funnet blokken til dem. 

Sensurmotstand

I motsetning til proof-of-work, som krever mye energi og en betydelig fysisk tilstedeværelse, kan proof-of-stake-validatorer kjøres på små bærbare datamaskiner. Dette betyr at det kan være en validator som kontrollerer en tredjedel av et globalt distribuert monetært nettverk som kjører i hjørnet av en kaffebar i stedet for å være et lager fylt med tusenvis av summende datamaskiner.

Nedre inngangsbarriere

Bevis-av-innsats-validatorer trenger bare å bruke penger én gang for å delta. Alt de trenger å gjøre er å kjøpe nok tokens til å vinne blokker i proof-of-stake-modellen. I motsetning til dette må en gruvearbeider i et proof-of-work-system kjøpe gruveutstyr og holde det i gang på ubestemt tid, og pådra seg energikostnader som kan svinge. Dette lar flere personer delta som ellers ikke ville vært i stand til det.

Proof-of-stake ulemper forklart 

Uprøvet i stor skala

Det har ennå ikke vært et proof-of-stake-system for å skalere til størrelsen på noe som Bitcoin eller Ethereum. Av denne grunn er proof-of-stake-systemer ennå ikke så desentraliserte eller sikre som ledende proof-of-work-systemer.

innsigelsen: Selv om proof-of-stake-systemer ennå ikke har blitt på størrelse med nettverk som Bitcoins, er det ingen grunn til at de ikke kan det med tiden. Proof-of-stake-systemer kan ha potensial til å skalere utover det bevis-of-work-systemer er i stand til, gitt at det er en lavere barriere for inngang og ingen spesialisert maskinvare er nødvendig for å kjøre dem.

Myntkonsolidering

Konsolidering av mynter blant bare noen få validatorer er det vanligste argumentet mot proof-of-stake-systemer. Naturen til proof-of-stake oppmuntrer til akkumulering av mynter for å øke sjansen for å vinne en blokk og motta en belønning. 

Token-markeder kan også bli satt i et hjørne av en enhet med dype lommer, slik at de kan samle et flertall av tokens. De fleste proof-of-stake-systemer lar enkeltenheter lage et hvilket som helst antall validatorer, og fordi det er små økonomiske kostnader på forhånd for å lage validatorer, kan noen som kontrollerer flertallet av tokens kontrollere majoriteten av hele nettverket.

Dette gjør den første distribusjonen av proof-of-stake-mynter ekstremt viktig. Noen nyere proof-of-stake-mynter selger tokens til investorer før de er offentlig tilgjengelige. I noen tilfeller har disse tokensalgene utgjort 40 % eller mer av maks. tokenforsyninger, noe som gir venturekapitalfirmaer og andre tidlige investorer en betydelig fordel fremfor andre når det gjelder å tjene nettverksbelønninger.

Tilbakevending: Det er sant at proof-of-stake velger blokkskapere hovedsakelig etter størrelsen på innsatsen deres, men noen blokkjeder begynner allerede å implementere metoder for å redusere denne risikoen for sentralisering. Noen inkluderer å legge til "myntalder", eller hvor lenge innsatsen har vært holdt, og en grad av randomisering til algoritmen. Dette sikrer at innsatsstørrelsen ikke er den eneste faktoren for å bestemme blokkdannelsen, og at mindre validatorer har en sjanse til å vinne. 

Noen blokkjeder har også gjort det slik at validatorer som overgår en viss terskel for mynter begynner å motta færre og færre belønninger. Dette oppmuntrer aktører til å delegere sine eierandeler til mindre validatorer, og bidrar til å spre tokens over flere validatorer, noe som øker desentralisering og sikkerhet.

Mindre robust sikkerhet

Som nevnt ovenfor kan det å ha en lavere inngangsbarriere for nettverksdeltakere bidra til å øke antallet validatorer og, i forlengelsen, desentralisering, men å gjøre det lettere å bli en del av nettverket kan også redusere sikkerheten. 

Skulle en dårlig aktør forsøke å angripe et proof-of-work-nettverk, må de kjøpe nok maskinvare til å representere størstedelen av nettverket, og så må de betale for å kjøre alt. Det todelte sikkerhetssystemet med den opprinnelige kostnaden for utstyr og de pågående energikostnadene gjør angrep på nettverket mindre realistisk. Proof-of-stake-systemer har bare innledende kostnader for å delta, noe som gjør dem mer åpne for angrep.

Bitcoins nåværende hashrate er nesten 200 millioner tera-hash per sekund. Bitmains topp-av-the-line ASIC-gruvearbeider, den S19J, kan gjøre 88 tera-hasher per sekund. Med det målet vil det ta omtrent 1.2 millioner av disse brikkene for å utgjøre bare halvparten av Bitcoins nettverk. Den nåværende prisen på denne ASIC er $10,390 12.5 per enhet, noe som betyr at det vil koste omtrent $XNUMX milliarder å kjøpe nok gruvearbeidere til å utgjøre halvparten av Bitcoins nettverk, for så å betale enorme avgifter for å drive maskinene. 

I motsetning, hvis en ond aktør ønsker å angripe en proof-of-stake-kjede, ta Avalanche for eksempel, ville de måtte kjøpe over halvparten av tokenene (omtrent 19 milliarder dollar til gjeldende priser) og sette opp nok validatorer til å utgjøre over halvparten nettverket (630 validatorer ved Avalanches nåværende validator telle). Fordi bevis-av-innsats-validatorer ikke nødvendigvis krever dyr maskinvare eller tonnevis med energi for å kjøre, pådrar angripere seg kun på forhånd kostnadene ved å kjøpe tokens i stedet for løpende energikostnader. 

Tilbakevending: De første forhåndskostnadene for å angripe et proof-of-stake-nettverk av tilstrekkelig størrelse er i ferd med å bli store nok til at problemet med å ikke ha løpende kostnader sakte blir irrelevant. For eksempel krever det allerede nesten 20 milliarder dollar for å bli majoritetsandelen i Avalanche til dagens priser. Jo mer populære disse blokkjedene blir og jo flere innehavere av et bevis-på-innsats-nettverks mynt det er, jo vanskeligere er det å angripe det. 

Ofte stilte spørsmål 

Hva er Proof-of-Work? 

Proof-of-Work er et verktøy som sikrer en blokkjede og hjelper den med å opprettholde nøyaktig informasjon (transaksjoner). Den bruker et kappløp mellom datamaskiner for å se hvem som kan løse et komplekst puslespill først. Vinnere av dette løpet får deretter legge til en ny blokk med transaksjoner i kjeden. Dette puslespillet krever store mengder energi å løse, noe som sikrer at deltakerne er mer sannsynlig å være ekte. De som vinner blir belønnet med bitcoin.

Hva er en bitcoin-gruvearbeider? 

En bitcoin-gruvearbeider er en datamaskin som deltar i konkurransen om å løse gåter i proof-of-work blokkjeder. De bruker store mengder energi i denne prosessen og blir belønnet med bitcoin når de slår alle andre i å løse gåten. Det kalles gruvedrift fordi energien og ressursene som kreves kan betraktes som den digitale ekvivalenten til den virkelige prosessen med å utvinne edle metaller fra jorden.

Hva er Proof-of-Stake?

Proof-of-Stake er et verktøy for å sikre en blokkjede og hjelpe den med å opprettholde nøyaktig informasjon. Den bruker en algoritme som velger hvem som kan legge til neste blokk med transaksjoner i kjeden basert på hvor mange tokens som holdes.  

Hva er en validator i proof-of-stake?

En validator er bevis-på-innsats-ekvivalenten til en gruvearbeider i bevis-på-arbeid. Validatorer er noder i et blokkjedenettverk som "setter" eller panter sine tokens til nettverket. Validatorer velges for å opprette nye blokker med transaksjoner basert på hvor mange tokens de har. Andre token-innehavere som ikke er validatorer kan delegere sine beholdninger til en validator for å få en del av belønningene en validator tjener når de blir valgt til å opprette en ny blokk med transaksjoner.

Innlegget Proof-of-Work vs. Proof-of-Stake: Hva er forskjellen? dukket først på Blokkverk.

• Myntsmart. Europas beste Bitcoin og Crypto Exchange.
• Platoblokkkjede. Web3 Metaverse Intelligence. Kunnskap forsterket. FRI TILGANG.
• CryptoHawk. Altcoin Radar. Gratis prøveperiode.
• Kilde: https://blockworks.co/proof-of-work-vs-proof-of-stake-whats-the-difference/