В мире алгоритмов: POW, POS и зачем они нужны

Алгоритм консенсуса – важный элемент работы любой блокчейн-системы. Его определение полностью отражает его название, потому что речь идет об инструменте согласования узлов, распределенных в сети, касательно обработки того или иного элемента данных

Этому явлению намного больше лет, чем самому блокчейну. Еще в 1960-х годах прошлого столетия алгоритм консенсуса в вычислительных системах изучался специалистами, а в 1985 мир увидел научную работу на эту тему.

Что было бы, если бы алгоритма консенсуса не существовало? Блокчейн-системы вряд ли были бы такими, какими мы их знаем. Узлы распределенной сети просто не понимали бы, на какую транзакцию и как они должны реагировать. Именно этот алгоритм позволяет им распознавать действительные транзакции и начислять за них награду таким образом, чтобы эти действия были полностью согласованы внутри сети.

Алгоритм консенсуса Proof-of-Work

Proof-of-Work (PoW) — самая первая версия алгоритма консенсуса в истории блокчейна. Он привлек внимание общественности в 2008 году, сразу же после публикации whitepaper Биткоина. Данный алгоритм использовался в процессе майнинга Биткоина и для исполнения требовал от ее участника подбора числа, соответствующего требованиям сети при создании нового блока.

Это число и было тем самым proof of work, которое препятствовало двойному использованию монет в те времена, когда майнингом занимались энтузиасты на домашних компьютерах. Таким образом система понимала, кому начислять вознаграждение за решенную задачу. Подписание блока транзакций участником, решившим ее, и было его гарантией. Сейчас же Биткоин стал криптовалютой номер один в мире, и процесс создания новых монет давно поставлен на промышленный поток.

Алгоритм консенсуса Proof-of-Stake

Так как процесс майнинга требует огромных мощностей и колоссальных затрат электроэнергии, необходимость альтернативы майнингу была очевидна. Таким решением стал алгоритм Proof-of-Stake (PoS). Идея витала в сообществе Биткоин-энтузиастов с 2011 года, но окончательно оформлена и представлена мировой общественности была только в 2012 году.

Альтернативой майнингу стала система замораживания токенов в кошельках участников сети. Сеть распознавала блок-продюсеров (участников, имеющих право подписать очередной блок) по размеру их ставки, от чего и пошло название proof of stake. Таким образом, если в предыдущем сценарии значение имело найденное решение математической задачи в вычислительной системе, процесс которого требовал энергетических затрат, то здесь блок присваивается тому, чей актив больше и дольше хранится в кошельке.

В чем разница между алгоритмами PoW и PoS?

Как мы видим, основное различие между этими системами в том, что целью алгоритма консенсуса PoW является вознаграждение за работу (майнинг монет и создание новых блоков транзакций), а алгоритм PoS вознаграждает участников за их инвестиции (активы в замороженных токенах).

Ни один из этих алгоритмов не является совершенным, каждый имеет свои недостатки. В первом случае это затраты на мощности и электроэнергию, во втором – уязвимость перед форками, когда алгоритм консенсуса может не сработать так, как должен был. Также в блокчейнах с низкой капитализацией существует вероятность получения контроля над всей сетью участниками, в кошельках которых сосредоточена основная масса активов. Однако разработки в блокчейн-сфере ведутся непрерывно, поэтому работающие способы минимизировать риски, присущие обоим сценариям, уже готовы к испытаниям практикой и временем.