Читая о блокчейне, мы часто сталкиваемся с терминами Proof of Work (доказательство работы) и Proof of Stake (доказательство доли), но что именно это означает?
Информация, добавляемая в базу данных блокчейна, должна быть одобрена участниками сети, также известными, как узлы (ноды). Все они должны согласиться с транзакцией (прийти к консенсусу) до того, как транзакция состоится. Для этого есть несколько методов. Самым известным является метод доказательства работы. Он используется, среди прочего, для создания одного из самых известных продуктов блокчейна — биткоина.
Но как именно происходит достижение консенсуса? Как транзакция утверждается и добавляется в блокчейн? В чем различие майнеров и фармеров? Читайте в нашей статье!
Proof of Work: вычислительные мощности для утверждения транзакций
Термин «майнинг» относится к модели консенсуса, лежащей в основе создания биткоина. Каждый участник сети может предоставить свой компьютер для работы блокчейна. Такие участники еще называются майнерами. За одобрение транзакций они получают определенное денежное вознаграждение. Данный алгоритм называется Proof of Work (PoW).
Валидация блоков осуществляется майнерами путем решения сложной математической задачи. Для поиска решения требуются большие вычислительные мощности. Сравните это с замком с цифровым кодом. Майнеры постоянно пытаются открыть замок, вводя разные коды.
После многочисленных попыток наконец-то находится правильная комбинация чисел, которую затем проверяют остальные участники сети. Компьютер, который первым решит головоломку, побеждает и получает установленное количество соответствующей криптовалюты в качестве награды. Затем блок завершается и добавляется к существующей цепочке. В сети Bitcoin этот процесс происходит каждые десять минут.
Критика Proof of Work
Одно из самых больших критических замечаний по поводу системы PoW заключается в создании огромных так называемых «майнинговых ферм». Это гигантские комнаты с компьютерами, которые пытаются добыть как можно больше блоков. В итоге чем больше вычислительная мощность, тем больше шансов найти решение первым.
Во-первых, это подрывает децентрализованный характер блокчейна. Власть внутри сети переходит к сторонам с наибольшей вычислительной мощностью.
Во-вторых, армия компьютеров потребляет очень много энергии. Настолько, что, например, Исландия, использует больше электроэнергии для добычи биткоинов, чем для питания всех домохозяйств в стране!
«Атака большинства»
PoW имеет слабое место даже в теории. Например, если крупнейшие майнинговые фермы объединятся, они будут принадлежать более 51 проценту всех майнеров.
В блокчейне самая длинная цепочка блоков считается правдивой. Если есть сторона, к которой относится более 50 процентов майнеров, эта сторона может совершать мошенничество без того, чтобы система пометила его как ложное действие. Механизм управления поврежден. Например, монеты могут быть выпущены дважды или транзакциями становится возможным манипулировать.
Proof of Stake: доля участия и эмиссии
Есть и другие решения для достижения консенсуса. Что, если бы мы могли доверять узлам не по мощности их компьютеров, а по количеству монет в сети блокчейна? Эта теория приводит нас к термину «доказательства доли» или Proof of Stake (PoS): чем больше у вас криптовалюты, тем выше шанс подтверждения транзакции, что намного более энергоэффективно.
В алгоритме PoS майнеров нет. Здесь участников называют валидаторами. Они не майнят блоки, а занимаются фармингом или минтингом. Это способ получить вознаграждение от выпуска новых токенов и за размещение их на бирже.
Что касается вознаграждения, система также отличается от PoW; там победителю выплачиваются, например, биткоины. В PoS победитель получает вознаграждение в виде эмиссий от транзакций в блоке.
Чем больше у вас монет, тем больше убыток в случае утверждения ложной транзакции. Потенциальная потеря экономической ценности — вот что делает сеть безопасной.
Критика Proof of Stake
У этого алгоритма тоже есть свои недостатки. Может случиться так, что в сети с PoS происходит форк. Это разделение существующей цепочки блоков и может быть вызвано ошибкой или злонамеренной попыткой манипулировать историей блокчейна.
В PoW майнеры получают наибольшую прибыль, оставаясь в правильной цепочке. Майнеры соревнуются, чтобы как можно быстрее взломать код и добыть блок. Если бы они сделали ставку на несколько цепочек, им пришлось бы разделить свои вычислительные мощности. Это невыгодно.
В PoS — наоборот. Валидаторы или фармеры не используют компьютерную мощность и, следовательно, ничего не теряют, если сделают ставку на обе цепочки. На самом деле это самый рентабельный способ добычи монет; в итоге фармеров волнует только одно — личная эмиссия от транзакции.
Таким образом злоумышленник в теории может совершить одну и ту же транзакцию дважды, что выгодно. Оговоримся, что такой шанс ничтожно мал и не рекомендуется к исполнению, поскольку если вы — фармер, у вас есть общая доля в сети.
В заключение
Важное различие между двумя моделями консенсуса заключается в том, что легче участвовать в проверке блоков с доказательством доли (PoS), чем с доказательством работы (PoW), потому что в случае с PoW необходимо дорогое оборудование, чтобы вообще иметь шанс в процессе майнинга. Это делает PoS более доступным алгоритмом, ведь в результате сеть намного более децентрализована, чем в PoW.
Еще одно отличие — потребление энергии. PoW оказывает большое влияние на окружающую среду. С другой стороны, PoS не представляет никакой угрозы для экологии.
Однако у PoS также есть свои недостатки. Возможна мошенническая атака даже несмотря на то, что модели консенсуса часто обновляются, чтобы пресечь эту практику.
Последнее отличие — безопасность. В алгоритме PoW сложность и вычислительная мощность — это встроенная защита. PoS больше полагается на потенциальную потерю экономической ценности, чтобы система обеспечивала безопасность иным способом.
