Dowód pracy a dowód stawki: jaka jest różnica?

Proof-of-Work i Proof-of-Stake to mechanizmy konsensusu lub algorytmy, które umożliwiają bezpieczne działanie łańcuchów bloków. Te mechanizmy konsensusu zapewniają bezpieczeństwo łańcuchów bloków, umożliwiając jedynie prawdziwym użytkownikom dodawanie nowych transakcji.

Działają w ten sposób, że ci, którzy chcą wziąć udział, udowodnią, że przeznaczyli blockchainowi jakiś zasób, taki jak pieniądze lub energia. Pomaga to odfiltrować tych, którzy mogą nie być autentyczni lub zaangażowani w sieć. Główna różnica między dowodem pracy a dowodem stawki polega na tym, w jaki sposób wybierają, kto może dodawać transakcje do łańcucha.

Szybkie fakty:

• Proof-of-work i proof-of-stake to algorytmy, zwane również mechanizmami konsensusu, które pomagają łańcuchom bloków w utrzymaniu synchronizacji danych i zachowaniu bezpieczeństwa.
• Algorytmy te określają, który węzeł (komputer) w sieci może dodać kolejny blok transakcji do łańcucha.
• Oba mechanizmy okazały się skuteczne w utrzymywaniu łańcuchów bloków, chociaż każdy z nich ma kompromisy.

Co to jest dowód pracy?

Proof-of-work to system, w którym komputery konkurują ze sobą, aby jako pierwsze rozwiązać złożone zagadki. 

Proces ten jest powszechnie nazywany wydobyciem, ponieważ energię i zasoby potrzebne do ułożenia układanki można uznać za cyfrowy odpowiednik rzeczywistego procesu wydobywania metali szlachetnych z ziemi. 

Nathaniela Poppera książka, Cyfrowe złoto, używa świetnej analogii do opisania dowodu pracy w systemie Bitcoin:

„...stosunkowo łatwo jest pomnożyć 2,903 i 3,571 za pomocą kartki papieru i ołówka, ale o wiele, wiele trudniej jest dowiedzieć się, jakie dwie liczby można pomnożyć przez siebie, aby otrzymać 10,366,613 XNUMX XNUMX”.

Korzystając z tej analogii, możemy sobie wyobrazić, że górnik w sieci Bitcoina musi dowiedzieć się, które dwie liczby można pomnożyć, aby uzyskać liczbę 10,366,613 2,903 3,571, zgadując kombinacje liczb, aż trafi na poprawną odpowiedź. Gdy komputer ustali, że 10,366,613 można pomnożyć przez 2,903, uzyskując liczbę 3,571 10,366,613 XNUMX, przedstawia to innym komputerom w sieci, które mogą z łatwością sprawdzić, czy XNUMX XNUMX i XNUMX XNUMX w rzeczywistości po pomnożeniu dają XNUMX XNUMX XNUMX. 

Kiedy górnik rozwiąże tę „zagadkę” przed innymi górnikami, może utworzyć nowy blok (grupę transakcji) i rozesłać go do sieci węzłów, które następnie indywidualnie przeprowadzą audyty istniejącej księgi i nowego bloku. Jeśli wszystko się sprawdzi, nowy blok zostanie powiązany z poprzednim, tworząc chronologiczny łańcuch transakcji. Górnik jest następnie nagradzany bitcoinami za dostarczenie swoich zasobów (energii).

Dowód pracy, wydobycie i bezpieczeństwo

Wydobycie wymaga dużej ilości energii elektrycznej i zabezpiecza sieć, zapewniając, że tylko ci, którzy mogą udowodnić, że wykorzystali zasoby, mają prawo do dołączenia nowego zestawu transakcji do łańcucha bloków.

Z tego powodu atak na system potwierdzający pracę, taki jak Bitcoin, jest trudny, czasochłonny i kosztowny. Atakujący musieliby kupić i skonfigurować sprzęt wydobywczy oraz zapłacić za energię elektryczną niezbędną do jego zasilania. Następnie konkurowaliby w rozwiązaniu zagadki i próbie dodania do łańcucha bloku transakcji zawierających fałszywe bitcoiny.

Gdyby nikczemny górnik jako pierwszy rozwiązał zagadkę, próbowałby rozesłać nowy blok transakcji do reszty sieci. Węzły sieci przeprowadzałyby następnie audyt w celu określenia legalności bloku i zawartych w nim transakcji.

Gdy węzły będą sprawdzać nowy blok w porównaniu z poprzednią wersją księgi, zauważą fałszywe bitcoiny, a blok zostanie uznany za nieważny w oparciu o zasady konsensusu. 

Proof-of-work uniemożliwia podrabianie bitcoinów, chyba że nikczemny górnik kontroluje ponad 50% całej sieci. Oznacza to 51% zarówno skumulowanej mocy obliczeniowej górników, zwanej hashrate, jak i węzłów w sieci. W ten sposób zły aktor może rozesłać do sieci uszkodzony blok, a jego węzły zaakceptują blok w łańcuchu. 

Biorąc pod uwagę, jak duża rozrosła się sieć Bitcoin i ile górników energii wnosi wkład w system dowodu pracy, taki atak byłby dziś prawie niemożliwy. 

Gdyby rząd, firma lub inny podmiot zebrał wystarczające zasoby, aby z powodzeniem utworzyć ponad 50% sieci z zamiarem jej zaatakowania, prawdziwi uczestnicy sieci prawdopodobnie utworzyliby nową gałąź sieci, znaną również jako widelec , czyniąc poprzedni łańcuch i atak na niego bezużyteczny.

Co to jest dowód stawki?

W systemie proof-of-stake walidatorzy (odpowiednik górników) są wybierani w celu znalezienia bloku na podstawie liczby posiadanych tokenów, zamiast przeprowadzać arbitralną konkurencję między górnikami w celu ustalenia, który węzeł może dodać blok. 

W tym systemie kwota „stawki”, czyli ilość kryptowalut posiadanych przez użytkownika, zastępuje pracę wykonaną przez górników w ramach dowodu pracy. Zabezpiecza to sieć, ponieważ ktoś, kto chce wziąć udział i zdobyć nagrody, musi kupić kryptowalutę i zachować ją, aby mogła zostać wybrana do utworzenia bloku. 

Uczestnicy muszą wydać pieniądze i przeznaczyć część zasobów finansowych na sieć, podobnie jak górnicy muszą wydawać energię elektryczną w systemie dowodu pracy. Ci, którzy wydali pieniądze na monety, aby zdobyć te nagrody, mają żywotny interes w dalszym sukcesie sieci. 

Proof-of-stake zapobiega atakom i fałszowaniu monet za pomocą zasadniczo tego samego mechanizmu, co dowód pracy. Zamiast kontrolować 51% hashrate'u wydobywczego i węzłów, jak w przypadku dowodu pracy, osoby atakujące system dowodu stawki musiałyby posiadać co najmniej 51% podaży monety i kontrolować co najmniej 51% węzłów sieci.

Plusy i minusy dowodu pracy i dowodu stawki

Wyjaśniono profesjonalistów zajmujących się dowodem pracy

Zdrowa konkurencja i energia odnawialna

Konkurencja w wydobywaniu bitcoinów jest zacięta. Firmy wydobywcze stale poszukują najbardziej efektywnych sposobów wydobycia, aby obniżyć swoje koszty. Proces ten z natury nagradza tych, którzy potrafią znaleźć najtańsze formy energii i opracować nowszą technologię umożliwiającą tworzenie szybszych i wydajniejszych chipów dla górnictwa. 

Oprócz korzyści dla wydobywania kryptowalut, konkurencja między producentami chipów może skutkować przełomami w sprzęcie komputerowym, które mogą przenieść się na inne gałęzie przemysłu poza wydobywaniem kryptowalut.

Uwięziona energia 

Wydobywanie kryptowalut umożliwia obszarom wykorzystanie uwięzionej energii i przekształcenie jej w jakąś formę wartości, którą można następnie przenieść lub wykorzystać do finansowania innych projektów, ostatecznie generując działalność gospodarczą na odległych obszarach.

Przykładem tego są chińskie prowincje Syczuan i Yunnan. W tych prowincjach występują intensywne pory deszczowe, które mogą wytworzyć ogromne ilości odnawialnej energii wodnej. Niestety województwa nie mają możliwości transportu i sprzedaży tej energii innym obszarom.

Prowincje ostatecznie rozpoczęły wydobycie bitcoinów, aby wykorzystać nadwyżki energii i przekształcić je w jakąś formę wartości zbywalnej. We wrześniu 2019 r. Chiny były odpowiedzialny za ponad 70% hashrate Bitcoina z powodu tych tanich źródeł zasilania. Chiny później zakazały kopania kryptowalut, próbując stworzyć swoją cyfrową walutę fiducjarną. ten ruch wymusił masowy exodus górników do innych obszarów, gdzie energia elektryczna jest tania. W rezultacie, Kazachstan stał się hotspotem górniczym obok Iranu i Stanów Zjednoczonych.

Bezpieczeństwo

Do tej pory dowód pracy był najbardziej sprawdzonym sposobem na utrzymanie konsensusu i bezpieczeństwa w rozproszonej sieci publicznej. Dzieje się tak dlatego, że dowód pracy wymaga początkowego kosztu sprzętu i bieżących wydatków na zasoby, a nie pojedynczego wydatku z góry.

Bitcoin został uruchomiony w 2009 roku i osiągnął ponad 99.98% uptime. W chwili pisania tego tekstu miały miejsce tylko dwa przypadki przestojów: raz w sierpniu 2010 r. i drugi w marcu 2013 r. Te dwa incydenty zostały rozwiązane dzięki opcjonalnym aktualizacjom oprogramowania dla węzłów — ponieważ dzięki mechanizmowi konsensusu wszyscy uczestnicy sieci zdecydowali aktualizacje te leżały w najlepszym interesie sieci zbiorowej.

Wyjaśniono wady dowodu pracy

Zużycie energii

Bitcoin i inne łańcuchy bloków typu proof-of-work, takie jak Ethereum, zużywają znaczne ilości energii, aby zapewnić ten model bezpieczeństwa swoim sieciom. Bitcoin zużywa więcej energii niż narody jak Ukraina, Norwegia i inne. Ekolodzy tak mają argumentował że jest to całkowicie marnotrawne i niepotrzebne. 

Obalenie: Chociaż systemy te zużywają ogromne ilości energii, wielu krytyków nie ocenia rodzajów energii wykorzystywanej w górnictwie i zamiast tego utożsamia wysokie zużycie energii z dużym wpływem na środowisko. Badania wykazały jednak, że górnicy bitcoinów wykorzystują w swojej działalności różne źródła energii. Niektóre szacunki wskazują, że dominującą formą jest energia odnawialna 50% do ponad 70% całkowitej zużytej mocy. 

Należy zauważyć, że wiele z tych badań dotyczy wyłącznie przedsiębiorstw wydobywczych i innych przedsiębiorstw, które chcą wziąć udział w ankietach.

E-odpady

Odpady elektroniczne mogą być najważniejszą krytyką zużycia zasobów przez sieć bitcoin. Koparki sprawdzające pracę na ogół pracują z pełną mocą przez całą dobę. Czasami złe warunki, takie jak wilgotność, wysokie temperatury i nieodpowiednia wentylacja wpływają na obiekty górnicze i skracają żywotność sprzętu.

Co więcej, producenci chipów ASIC stale opracowują nowsze, bardziej wydajne chipy. Kiedy pojawia się ta innowacja, stare żetony stają się mniej skuteczne w wygrywaniu bloków niż nowsze żetony. Ostatecznie starsze chipy są wycofywane i stają się odpadami elektronicznymi. 

Obalenie: Obecne chipy wydobywcze ASIC zwykle wytrzymują od trzech do pięciu lat. I chociaż nowe chipy ostatecznie zastąpią starsze chipy, prawdopodobnie będą one trwać dłużej, ponieważ staną się bardziej wydajne i odporne na wysokie temperatury i długotrwałe haszowanie.

Możliwość śledzenia

Jedną z obaw związanych z wydobywaniem kryptowalut jest to, że może być podatna na cenzurę. Miało to już miejsce w takich miejscach jak Chiny, gdzie zakazano wydobywania kryptowalut. Ogromny pobór mocy można stwierdzić za pomocą odczytów energii elektrycznej, a nawet kamer termowizyjnych. Ta zdolność do śledzenia miejsc, w których odbywa się wydobywanie kryptowalut, pozwala reżimom antykryptograficznym rozprawić się z tymi praktykami. 

Gdyby naród zezwolił na wydobycie tylko tym, którzy uzyskali jakiś rodzaj licencji, mogłoby to podważyć decentralizację, uniemożliwiając całkowite upublicznienie sieci.

Obalenie: Poza Chinami narody na całym świecie wydają się w pewnym sensie opowiadać się za kryptowalutami. Niektóre kraje mogą dążyć do uregulowania górnictwa w taki sposób, aby wymagane były licencje. Jednakże, dopóki w odległych obszarach nadal znajdują się górnicy, którzy kontynuują tę praktykę, powinno to pomóc w zapobieganiu monopolizacji i cenzurze.

Wyjaśnienie profesjonalistów zajmujących się dowodem stawki

Wydajność

Systemy Proof-of-Stake są znacznie bardziej energooszczędne niż systemy Proof-of-work. Wymagania sprzętowe wielu systemów Proof-of-stake są równoważne lub niższe od przeciętnych laptopów dostępnych na dzisiejszym rynku. Oprogramowanie walidatora nie jest również zbyt wymagające w przypadku większości systemów typu proof-of-stake. 

Zwiększona przepustowość

W proof-of-stake, walidatorzy są wybierani, aby znaleźć blok na podstawie liczby posiadanych żetonów, a nie rywalizować między górnikami w celu rozwiązania zagadki. Czas potrzebny algorytmowi proof-of-stake do wyboru walidatora jest znacznie krótszy niż w przypadku konkurencji proof-of-work, co pozwala na zwiększenie szybkości transakcji.

Chociaż jest to prawdą, wszystkie łańcuchy bloków, niezależnie od tego, czy są dowodem stawki, czy nie, są spowalniane przez proces demokratycznego dochodzenia węzłów do konsensusu po tym, jak walidator rozgłosi im nowo znaleziony blok. 

Odporność na cenzurę

W przeciwieństwie do proof-of-work, który wymaga dużej ilości energii i znacznej obecności fizycznej, walidatory proof-of-stake mogą działać na małych laptopach. Oznacza to, że weryfikator kontrolujący jedną trzecią globalnie rozproszonej sieci monetarnej mógłby działać w rogu kawiarni, a nie być magazynem wypełnionym tysiącami brzęczących komputerów.

Niższa bariera wejścia

Walidatorzy dowodu stawki muszą wydać pieniądze tylko raz, aby wziąć udział. Wystarczy, że kupią wystarczającą liczbę tokenów, aby wygrać bloki w modelu dowodu stawki. Z kolei górnik objęty systemem dowodu pracy musi zakupić sprzęt wydobywczy i utrzymywać go w działaniu przez czas nieokreślony, ponosząc tym samym koszty energii, które mogą się zmieniać. Dzięki temu więcej osób nie byłoby w stanie wziąć w nim udziału.

Wyjaśniono wady dowodu stawki 

Niesprawdzone na dużą skalę

Nie istnieje jeszcze system dowodu stawki, który można byłoby skalować do rozmiarów czegoś takiego jak Bitcoin czy Ethereum. Z tego powodu systemy Proof-of-Stake nie są jeszcze tak zdecentralizowane i bezpieczne, jak wiodące systemy Proof-of-Work.

Obalenie: Choć systemy Proof-of-stake nie osiągnęły jeszcze rozmiarów sieci takich jak Bitcoin, nie ma powodu, dla którego z czasem nie mogłyby one mieć takiej wielkości. Systemy Proof-of-Stake mogą mieć potencjał skalowania wykraczającego poza możliwości systemów Proof-of-Work, biorąc pod uwagę niższą barierę wejścia i do ich obsługi nie jest wymagany żaden specjalistyczny sprzęt.

Konsolidacja monet

Konsolidacja monet wśród zaledwie kilku walidatorów jest najczęstszym argumentem przeciwko systemom proof-of-stake. Charakter proof-of-stake zachęca do gromadzenia monet, aby zwiększyć szansę na wygranie bloku i otrzymanie nagrody. 

Rynki tokenów mogą również zostać opanowane przez podmiot z głębokimi kieszeniami, co pozwoli im zgromadzić większość tokenów. Większość systemów sprawdzających stawkę umożliwia pojedynczym podmiotom utworzenie dowolnej liczby walidatorów, a ponieważ utworzenie walidatorów wiąże się z niewielkimi początkowymi kosztami finansowymi, osoba kontrolująca większość tokenów może kontrolować większość całej sieci.

To sprawia, że ​​początkowa dystrybucja monet typu „proof-of-stake” jest niezwykle ważna. Niektóre nowsze monety typu „proof-of-stake” sprzedają tokeny inwestorom, zanim staną się publicznie dostępne. W niektórych przypadkach ta sprzedaż tokenów stanowiła 40% lub więcej maksymalnych dostaw tokenów, dając firmom venture capital i innym wczesnym inwestorom znaczną przewagę nad innymi w zdobywaniu nagród sieciowych.

Obalenie: Co prawda dowód stawki wybiera twórców bloków głównie ze względu na wielkość ich stawki, jednak niektóre blockchainy już zaczynają wdrażać metody zmniejszające to ryzyko centralizacji. Niektóre obejmują dodanie „wieku monety” lub czasu utrzymywania stawki oraz stopnia losowości algorytmu. Dzięki temu wielkość stawki nie będzie jedynym czynnikiem wpływającym na tworzenie bloku i że mniejsi weryfikatorzy będą mieli szansę na wygraną. 

Niektóre łańcuchy bloków sprawiły również, że walidatorzy, którzy przekraczają pewien próg monet, zaczynają otrzymywać coraz mniej nagród. Zachęca to zainteresowane strony do delegowania swoich udziałów mniejszym walidatorom, pomagając w rozpowszechnianiu tokenów wśród większej liczby walidatorów, zwiększając decentralizację i bezpieczeństwo.

Mniej solidne zabezpieczenia

Jak wspomniano powyżej, mniejsza bariera wejścia dla uczestników sieci może pomóc w zwiększeniu liczby walidatorów i, co za tym idzie, decentralizacji, ale ułatwienie stania się częścią sieci może również zmniejszyć jej bezpieczeństwo. 

Jeśli zły aktor chciałby zaatakować sieć sprawdzoną w pracy, musiałby kupić wystarczającą ilość sprzętu, aby reprezentować większość sieci, a następnie musiałby zapłacić, aby to wszystko uruchomić. Podwójny system bezpieczeństwa początkowego kosztu sprzętu i bieżących kosztów energii sprawia, że ​​atakowanie sieci jest mniej realistyczne. Systemy typu Proof-of-Stake wiążą się tylko z początkowymi kosztami uczestnictwa, co sprawia, że ​​są bardziej podatne na ataki.

Obecny hashrate Bitcoina wynosi prawie 200 milionów tera hashów na sekundę. Najwyższej klasy koparka ASIC firmy Bitmain, S19J, może wykonać 88 tera skrótów na sekundę. Według tej miary potrzeba około 1.2 miliona tych chipów, aby utworzyć zaledwie połowę sieci Bitcoin. Obecna cena tego układu ASIC wynosi 10,390 12.5 dolarów za jednostkę, co oznacza, że ​​zakup wystarczającej liczby kopaczy, aby utworzyć połowę sieci Bitcoina, kosztowałby około XNUMX miliarda dolarów, a następnie uiszczanoby ogromne opłaty za obsługę maszyn. 

W przeciwieństwie do tego, jeśli nikczemny aktor chciałby zaatakować łańcuch proof-of-stake, weźmy na przykład Avalanche, musiałby kupić ponad połowę tokenów (około 19 miliardów dolarów po obecnych cenach) i skonfigurować wystarczającą liczbę weryfikatorów, aby stanowić ponad połowę sieć (630 walidatorów w obecnym walidatorze Avalanche liczyć). Ponieważ weryfikatory proof-of-stake niekoniecznie wymagają do działania drogiego sprzętu lub ton energii, atakujący ponoszą tylko początkowe koszty zakupu tokenów, a nie bieżące koszty energii. 

Obalenie: Początkowy koszt ataku na sieć typu „proof-of-stake” o wystarczającej wielkości staje się na tyle duży, że kwestia braku bieżących kosztów powoli staje się nieistotna. Na przykład zdobycie większościowego pakietu udziałów w Avalanche wymaga już prawie 20 miliardów dolarów przy dzisiejszych cenach. Im bardziej popularne stają się te blockchainy i im więcej jest posiadaczy monety sieci typu „proof-of-stake”, tym trudniej jest ją zaatakować. 

PYTANIA I ODPOWIEDZI 

Co to jest dowód pracy? 

Proof-of-Work to narzędzie zabezpieczające blockchain i pomagające zachować dokładne informacje (transakcje). Wykorzystuje wyścig między komputerami, aby zobaczyć, kto pierwszy rozwiąże złożoną łamigłówkę. Zwycięzcy tego wyścigu mogą następnie dodać nowy blok transakcji do łańcucha. Rozwiązanie tej łamigłówki wymaga dużej ilości energii, co gwarantuje, że uczestnicy będą bardziej autentyczni. Ci, którzy wygrają, zostaną nagrodzeni bitcoinami.

Co to jest koparka bitcoinów? 

Koparka bitcoinów to komputer biorący udział w konkursie mającym na celu rozwiązanie zagadek w blockchainach typu proof-of-work. Zużywają w tym procesie duże ilości energii i są nagradzani bitcoinami, gdy pokonują wszystkich innych w rozwiązywaniu zagadki. Nazywa się to wydobyciem, ponieważ wymaganą energię i zasoby można uznać za cyfrowy odpowiednik rzeczywistego procesu wydobywania metali szlachetnych z ziemi.

Co to jest dowód stawki?

Proof-of-Stake to narzędzie zabezpieczające łańcuch bloków i pomagające zachować dokładne informacje. Wykorzystuje algorytm, który na podstawie liczby przechowywanych tokenów wybiera, kto może dodać kolejny blok transakcji do łańcucha.  

Czym jest walidator w proof-of-stake?

Walidator to dowód stawki ekwiwalentu pracy górnika w dowodzie pracy. Walidatory to węzły w sieci blockchain, które „stawiają” lub przyrzekają swoje tokeny w sieci. Walidatory są wybierane do tworzenia nowych bloków transakcji na podstawie liczby posiadanych tokenów. Inni posiadacze tokenów, którzy nie są weryfikatorami, mogą delegować swoje zasoby do weryfikatora, aby uzyskać udział w nagrodach, które weryfikator zarabia, gdy zostaną wybrani do utworzenia nowego bloku transakcji.

Post Dowód pracy a dowód stawki: jaka jest różnica? pojawiła się najpierw na Bloki.

• Coinsmart. Najlepsza w Europie giełda bitcoinów i kryptowalut.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. DARMOWY DOSTĘP.
• CryptoJastrząb. Radar Altcoin. Bezpłatna wersja próbna.
• Źródło: https://blockworks.co/proof-of-work-vs-proof-of-stake-whats-the-difference/