Консенсус PoW и PoS
В этой статье разберем такие фундаментальные вещи как консенсус. И сделаем это на примере двух самых популярных вариантах, которые используются сегодня в крипте. Proof of Work(PoW) и Proof of Stake(PoS).
Механизм, который помогает проводить защищенные транзакции и выпускать новые токены, известен как консенсус. PoW и PoS - это два надежных механизма консенсуса, которые подтверждают криптовалютные транзакции и добавляют новые блоки в блокчейн. Давайте подробнее разберемся в тонкостях работы каждого из них.
PoW - это первый механизм валидации. Биткойн работает на консенсусе Proof of Work, в то время как Cardano и Solana используют Proof of Stake. Ethereum находится на этапе перехода от PoW к PoS. Существует значительная разница между PoS и PoW.
PoW (Доказательство работы)
В предыдущих материал мы говорили, о том что блокчейн состоит из транзакций, расположенных в хронологическом порядке. Каждая транзакция должна быть проверена и добавлена в цепочку в качестве блока. Первый блок называется генезисным блоком или блоком 0. Второй блок, добавленный в цепочку, ссылается на блок Genesis. Каждый последующий блок зависит от предыдущего блока в цепи.
В PoW узлы подтверждают транзакции путем решения сложного математического уравнения. Этот процесс называется майнингом. Участвующие узлы обозначаются как майнеры, а мощность майнинга зависит от вычислительной мощности всех майнеров в сети.
Чтобы добывать новые блоки, майнеры соревнуются в решении головоломки. Тот, кто первым сгенерирует правильный результат, добавит блок проверенной транзакции в блокчейн. В PoW для майнинга используется интегральная схема и называется ASIC.
Первоначально майнеры присваивают строку псевдослучайных чисел, называемую хэшем. Сгенерированный хэш объединяется с данными в блоке. Объединенный результат пройдет через компьютер с хэш-функцией.
Если выходной результат соответствует заданным условиям, установленным протоколом, то это выигрышный хэш. После полной проверки майнер обновит транзакцию в блокчейне. Победители будут вознаграждены заранее определенным количеством криптовалютных токенов соответствующей сетью.
Но не спешите думать, что майнеры это какие-то математики которые самостоятельно решают эти сложные уравнения. Все происходит автоматически, за счет мощностей оборудования.
Потребление энергии в PoW
Proof of Work потребляет огромное количество энергии для подтверждения. Хотя современные компьютерные технологии и программные системы сегодня отличаются меньшим потреблением энергии, это никак не подходит для PoW.
Система вознаграждения в PoW
Вознаграждения майнеров в консенсусе PoW называются вознаграждениями за блок. Майнер решивший блок получит вознаграждение
Преимущества
PoW - это строгий способ верификации транзакций в блокчейне. Такие криптовалюты, как биткоин, нуждаются в надежном механизме проверки транзакций. Благодаря огромной вычислительной мощности и сложности математических головоломок, атаковать или вмешаться в процесс довольно сложно.
Недостатки
Основным недостатком PoW является то, что она требует огромного количества энергии в процессе работы. Система обрабатывает ограниченное количество транзакций, что создает проблемы с масштабированием и скоростью передачи транзакции.
PoS (Доказательство доли)
Proof of Stake был создан для сокращения издержек и повышение скорости обработки транзакции. Он работает по альтернативному сценарию, где главный процесс это - стейкинг. Суть стейкинга заключается в блокировании определенного количества монет в кошельке для получения права напрямую или через посредников участвовать в поддержании работоспособности блокчейна данного актива и получать за это вознаграждение. Стейкинг выполняет схожую роль в PoS-блокчейнах, что и майнинг в сети биткоина. Только для того, чтобы получать вознаграждения, вам не нужно приобретать оборудование. Вы просто покупаете актив и стейкаете его. Этот процесс схож с тем, как если бы вы открыли вклад в банке.
Ноды, участвующие в консенсусе Proof of Stake, называются валидаторами. Мощность валидаторов пропорциональна количеству монет в сети. Как и в Proof of Work, начальный блок в PoS называется genesis block. Последующие блоки будут ссылаться на ранее добавленные блоки в БЧ. Добытые блоки в PoS называются «minted».
Энергопотребление в PoS
PoS не зависит от вычислительной мощности и энергопотребления при выборе узла для проверки транзакций. Вместо того чтобы конкурировать, процесс просит отдельного человека разработать новый блок. Следовательно, он потребляет меньше электроэнергии на весь процесс.
Вознаграждение в PoS
Валидаторы в Proof of Stake поощряются за успешное подтверждение блока. Они получают комиссионные за транзакции в качестве компенсации за участие в работе сети. Но не путайте это с делегаторами. Которые стейкают свои монеты. Валидатор - это отдельная специальность и работа. Их главная задача, это обеспечивать стабильность работы сети и ее безопасность. А так же принимать участие в управление сетью.
Преимущества
Снижение потребления электроэнергии - одно из значительных преимуществ PoS. Смарт-контракты и проекты DeFi сервисов требуют большей масштабируемости и меньшей платы за газ.
Ethereum, самая большая платформа для смарт-контрактов и DeFi, использует консенсус PoW и имеет высокую плату за газ. Чтобы повысить масштабируемость и снизить плату за газ, Ethereum решил перейти от PoW к PoS.
PoS использует преимущества масштабируемости и энергоэффективности. Для участия в процессе майнинга пользователям не нужно быть экспертами в области технологий. Более того, он исключает использование оборудования high-end класса и позволяет обеспечить эффективность процесса.
Недостатки
Валидаторы, которые принимают плохие блоки или шлют не правильные запросы в сеть, штрафуются. Этот процесс называется как слэшинг(slash). В качестве штрафа у них могут взять часть стейка или отключить от сети валидаторов.
PoS поддерживает «китов» или крупных владельцев токенов. Вероятность участия зависит от количества застейканых токенов. Поэтому те, кто владеет большим количеством токенов, часто получают шанс стать валидатором и получить вознаграждение.
PoW использует стоимость сжигаемой электроэнергии для защиты системы от потенциальных взломов. В то же время PoS полагается на стейкинг. Заметная разница заключается в проблеме масштабируемости и потреблении энергии.
Биткойн, работающий на основе консенсуса PoW, проводит всего пять транзакций в секунду. Одна транзакция BTC может сжечь более 750 кВт/ч энергии. В то же время Ethereum обрабатывает пятнадцать транзакций в секунду, потребляя около 60 кВт/ч энергии. В результате сети, которые работают на PoW, вынуждены устанавливать повышенную плату за газ.
Проекты, работающие на консенсусе PoS, характеризуются высоким TPS (транзакций в секунду), меньшим потреблением энергии и сниженной платой за газ. Например, Solana может проводить пятьдесят тысяч транзакций в секунду при потреблении энергии 0,166 кВт/ч за одну транзакцию.
PoS менее сложна, но это не значит, что ее легко взломать. Проекты PoS принимают другие меры безопасности для обеспечения безопасности транзакций. Для атаки требуется, чтобы в руках у кого-то был 51% от общего количества криптовалюты, что маловероятно.
Данные варианты Консенсуса являются наиболее популярными и востребованными на крипто на рынке, но существуют и многие другие
