Proof-of-Stake (PoS) – это механизм консенсуса, который необходим для проверки транзакций и создания новых блоков в блокчейне. Его использует большинство криптовалютных сетей, в том числе Ethereum, Solana, Cardano и другие. В этой статье мы рассмотрим, как работает PoS, расскажем о его преимуществах и недостатках и сравним его с алгоритмом Proof-of-Work. 👇
Что привело к созданию Proof-of-Stake
В основе децентрализованных блокчейн-сетей лежит вопрос консенсуса: как выбрать, кто будет создавать новые блоки, и как подтверждать транзакции, чтобы избежать двойного расходования?
Первым решением этой задачи стал механизм Proof-of-Work (PoW), где машины по добыче криптовалюты должны постоянно работать, а майнеры соревнуются в решении сложных задач, чтобы иметь возможность добавлять новый блок в цепочку и получать награду. Однако PoW-майнинг требует значительных затрат энергии и дорогостоящего оборудования и в связи с этим доступен лишь ограниченному кругу участников.
Это привело к разработке альтернативного механизма, получившего название Proof-of-Stake (PoS). В PoS право голоса получают валидаторы – участники сети, которые заблокировали определенное количество монет на своих счетах. Появление PoS позволило сделать блокчейны более доступными, энергоэффективными и масштабируемыми. В настоящее время PoS используется в сотнях систем с блоковым механизмом, предоставляя эффективный и гибкий способ достижения консенсуса.
Кто создал PoS
Концепция Proof-of-Stake (PoS) впервые была озвучена на форуме Bitcointalk в 2011 году. В документальном виде о механизме PoS можно было прочесть в статье С. Кинга и С. Надаля в 2012 году. Первая практическая реализация PoS появилась в 2012 году в криптовалюте PeerCoin, которая использовала гибридный алгоритм PoW/PoS.
Как работает Proof-of-Stake
В отличие от PoW, где майнеры решают сложные вычислительные задачи, для того чтобы создать новый блок, PoS использует «стейкинг» – залог в виде монет сети, которые пользователи на время блокируют на своих счетах. Чем больше залог, тем больше шансов стать валидатором и подтверждать транзакции. Так, чтобы стать валидатором в сети Ethereum, пользователю нужно застейкать 32 ETH. Монеты блокируются в специальных смарт-контрактах на определенное время (может достигать от пары часов до нескольких недель и месяцев). Взамен пользователь получает вознаграждение в виде нативных монет сети.
Таким образом, механизм PoS защищает сеть и обеспечивает постепенную эмиссию монет без потребления значительной вычислительной мощности, как при алгоритме PoW. Это делает PoS более энергоэффективным и доступным процессом для участия.
Криптовалюты на Proof-of-Stake
Все больше проектов выбирает Proof-of-Stake в качестве механизма консенсуса. PoS-токены составляют значительную долю от общей рыночной капитализации крипторынка. Ниже представлены некоторые криптовалюты, работающие на алгоритме Proof-of-Stake:
- Avalanche (AVAX);
- Cardano (ADA);
- Cosmos (ATOM);
- Dash (DASH);
- Ethereum (ETH);
- Kusama (KSM);
- Mina (MINA);
- NEAR Protocol (NEAR);
- Polkadot (DOT);
- Toncoin (TON);
- Waves (WAVES) и другие.
Разовидности Proof-of-Stake
Существует несколько разных вариантов PoS, которые внедряются в различные криптовалютные проекты и развиваются в них. Ниже рассмотрим некоторые из вариантов PoS:
- Классический Proof-of-Stake: пользователи стейкают свои монеты для участия в процессах валидации блоков. Чем больше монет у пользователя заблокировано в сети, тем выше вероятность того, что он будет выбран для создания следующего блока и получения вознаграждения.
- Delegated Proof-of-Stake (DPoS): «делегированное доказательство доли», при нем пользователи голосуют за делегатов, которые становятся валидаторами и создают новые блоки.
- Leased Proof-of-Stake (LPoS) или «арендованное доказательство доли»: пользователи сдают свои средства в аренду валидаторам. Это позволяет юзерам, не имеющим достаточных средств для запуска собственного узла, участвовать в PoS.
- Nominated Proof-of-Stake (NPoS) или «номинированное доказательство доли» – это механизм консенсуса, используемый в Polkadot. Пользователи, которые не могут напрямую участвовать в процессе консенсуса, являются номинаторами. Они делегируют свои токены валидаторам, которые будут обрабатывать транзакции и поддерживать блокчейн.
- Pure Proof-of-Stake (PPoS) – это демократичная форма консенсуса, которая используется в блокчейн-проекте Algorand. PPoS предлагает низкие требования к минимальным ставкам для участия в сети. К примеру, в сети Algorand достаточно одной монеты ALGO, чтобы стать валидатором.
Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки, а также способы распределения ролей между участниками. Выбор конкретного подхода зависит от целей и требований сообщества блокчейна.
Разница между Proof-of-Stake и Proof-of-Work
Оба консенсуса обеспечивают безопасность, подлинность и отслеживаемость транзакций в блокчейне, но имеют разные механизмы работы. Ключевое различие между Proof-of-Stake (PoS) и Proof-of-Work (PoW) заключается в способе подтверждения транзакций. PoW использует майнинг, требующий большой вычислительной мощности, чтобы найти решение криптографической задачи с помощью специальных машин. В свою очередь, PoS использует стейкинг, где пользователи блокируют монеты на своих счетах, чтобы получить право подтверждать транзакции.
Преимущества и недостатки Proof-of-Stake
Преимущества:
- Отсутствие необходимости в дорогостоящем оборудовании. Достаточно купить монеты и отправить их в стейкинг (заблокировать).
- Этот механизм потребляет значительно меньше энергии, чем Pow.
- Хотя PoS теоретически подвержен атаке на 51%, реализовать ее значительно дороже, чем в сети с PoW. Нужны огромные финансовые вложения, чтобы контролировать 51% всей криптовалюты в сети PoS.
- Транзакции проходят быстрее, комиссионные могут быть ниже, чем в сетях с PoW. PoS делает доступными транзакции, которые были бы нерентабельными в PoW-сетях.
Недостатки:
- Доходность. Майнинг более прибылен, чем стейкинг.
- Централизация: Недостатком PoS является то, что в небольших блокчейнах валидаторы с большим количеством монет могут иметь больше власти.
Перейдет ли биткоин на PoS
Переход Ethereum на PoS в сентябре 2022 года вызвал дискуссию о возможностях такого же перехода Bitcoin. Хотя смена алгоритма может повысить эффективность и масштабируемость, под угрозу ставится децентрализация сети, так как крупные держатели монет могут получить больше влияния. Сопротивление сообщества, сложность перехода и отсутствие неопровержимых доказательств преимущества PoS над PoW также препятствуют этому.
Заключение
Proof-of-Stake – это функциональность и рентабельность. Но, несмотря на это, PoS сталкивается с проблемами безопасности, некоторые из которых остаются нерешенными из-за относительной новизны и быстрого развития технологии. Критики PoS утверждают, что этот алгоритм, в отличие от PoW, ставит под угрозу безопасность ради функциональности.
