PoS и PoW на протяжении долгого периода времени остаются самыми популярными алгоритмами достижения консенсуса. Каждый из подходов представляет собой уникальный механизм работы, благодаря которому сеть может фиксировать доказательства выполнения поставленных задач.
PoW (proof of work): общие понятия
Дословный перевод с английского звучит следующим образом – «доказательство работы». Авторами данного подхода являются криптографы Синтия Дворк и Мони Наор. Именно они в 1993 году предложили использовать «барьер» (порог допуска), в виде выполнения поставленной задачи с последующим предоставлением доказательств ее выполнения (через проверку со стороны других участников системы). Основной целью данного подхода стала защита сети от злоупотребления. Примечательно, что задание при этом было решено предоставлять не пользователю, а вычислительной машине.
Важно отметить, что ставший впоследствии популярным термин для механизма (proof of work) был придуман лишь в 1999 году.
В течение долгого периода времени принципы proof of work «жили» исключительно на бумаге. Впервые алгоритм был использован на практике при разработке проекта HashCash в 1997 году, однако настоящее признание и популярность пришли к нему лишь после «рождения» биткоина.
Применение proof of work в сети биткоина позволяет определять подлинную версию блокчейна. С помощью алгоритма происходит подтверждение выполнения вычислений в сети. Поэтапно данный процесс выглядит следующим образом:
- майнер направляет вычислительные мощности своего компьютера на обработку задач сети:
- по нахождению блока (на момент решения определенного сложностью сети количества задач), данные о проделанной работе отправляются на проверку ноде (узлу сети),
- нода производит проверку данных, благодаря чему, в случае отсутствия проблем, майнер получает обещанное вознаграждение за использование своих вычислительных мощностей.
Каждый найденный таким образом блок включает в себя данные предыдущего. Таким образом создается непрерывная цепь, подделка значений которой невозможна.
В итоге блокчейн оказывается защищенным от двойного расходования. При этом информация, хранящаяся в нем, остается под защитой.
Индустрия производства оборудования PoW
Популяризация майнинга стала причиной формирования особого сектора производства. Дело в том, что выполнение задач сети позволяет получать вознаграждение. Чем больше ресурсов, в роли которых выступают вычислительные мощности, есть у пользователя, тем в итоге выше его доход.
К сожалению, растущая сложность майнинга, которая заложена в сети и может рассматриваться в качестве некоего вида реакции на увеличение количества пользователей, вносит свои коррективы, повышение технических требований для оборудования.
Изначально, добыча биткоина была возможна при помощи использования минимальных ресурсов компьютера. Далее майнеры переключились на мощные видеокарты. Следующим этапом стала разработка специального оборудования – асиков. Благодаря им добыча криптовалюты может осуществляться с максимальным профитом (за счет особенностей технической составляющей, при помощи которых устройства способны производить максимум мощности).
В конечном итоге, популярность майнинга, на фоне постоянной гонки добытчиков, образовалась проблема чрезмерного потребления электроэнергии. Рост ее расхода сопряжен с увеличением количества подключаемого к сети оборудования. Производимое техникой тепло также представляет собой серьезную проблему, которая уже давно привлекла внимание экологов.
Плюсы и минусы PoW (proof of work)
Плюсы:
- Стабильный консенсус, работа которого проверена временем.
- Эффективная защита блокчейна от двойного расходования.
- Фактическое отсутствие возможности реализации атаки Сивиллы (навязывания определенных условий со стороны узлов с целью нанесения урона сети).
- Алгоритм крайне пластичен, – он способен моментально адаптироваться под актуальное положение сети. В случае увеличения количества майнеров, он дает сигнал на повышение уровня сложности. Если криптодобытчики отключают оборудование, естественной реакцией становится упрощение работы.
Минусы:
- Для эффективной работы пользователю необходимо приобретение дорогостоящего оборудования. Дополнительной проблемой является необходимость его постоянного обновления. В противном случае возможности выстоять против объединивших свои вычислительные мощности майнеров сводятся к нулю.
- Работа алгоритма уязвима. Серьезной опасностью представляется атака 51% (перехват большей части вычислительных мощностей сети с целью формирования своих требований к работе сети).
- Низкие показатели экономичности. Алгоритм proof of work требует затраты огромного количества ресурсов, формируя при этом гонку оборудования.
- Угроза экологической катастрофы. В случае продолжения роста объемов вычислительных мощностей, потребуется увеличение производства электроэнергии. Дополнительной проблемой становится необходимость создания условий для теплоотвода (количество вырабатываемого тепла также негативно сказывается на экологии).
Примечательно, что работа на proof of work подразумевает необходимость приобретения и обслуживания оборудования. Чаще всего для этих целей используется фиат, что подразумевает необходимость конвертации намайненой криптовалюты в пользу главного конкурента. Как итог, вывод цифровых активов в классические деньги также негативно сказывается на общем состоянии рынка.
PoS (proof of stake): общие понятия
Алгоритм proof of stake возник в 2012 году. Впервые он был использован в качестве основы технической составляющей криптовалюты PeerCoin. Суть proof of stake, в отличие от proof of work, заключается в анализе доли владения (stake), а не уровня вычислительной мощности. Определенный системой майнер получает право добыть блок (и получить вознаграждение).
Простыми словами, чем больше баланс у пользователя на proof of stake, – тем выше шансы на то, что система выберет именно его для обработки поставленных задач.
Плюсы и минусы PoS (proof of stake)
Плюсы:
- Отсутствует дорогостоящая гонка оборудования.
- Начать работу на proof of stake может пользователь даже с самым посредственным оборудованием.
- Отсутствует возможность пустой траты вычислительных мощностей, по сравнению с гонкой PoW майнеров, вынужденных использовать ресурсы для поддержания самой возможности участия в «соревновании», целью которого является награда.
- Proof of stake система, при ее рассмотрении с технической стороны, выглядит значительно легче, – ее имплементация, по сравнению с PoW, представляется упрощенной.
- Несмотря на реальность произведения атак, их организация может не принести прибыли. Дело в том, что подобная работа требует наличия большой суммы средств на счету злоумышленника. При этом, нанеся вред, он станет первой жертвой собственного поступка, поскольку атака способна уничтожить ценность его капитала.
Минусы
- Возможность организации атаки Сивиллы. В случае организации группы пользователей, обладающих весомым количеством средств, совокупность их влияния может открыть путь к навязыванию собственных правил сети. Другие участники будут вынуждены подчиниться.
- Вероятно проведение proof of stake-атаки через создание форков.
- Принцип превалирования над другими пользователями, за счет концентрации большого количества средств в одних руках, противоречит требованиям децентрализации. Как итог, проект, работающий на proof of stake, может пострадать из-за организации централизованной системы воздействия.
Также важно отметить, что proof of stake не несет в себе угрозу экологии, поскольку алгоритм работает на иных принципах, нежели PoW.
Выбор алгоритма
Споры о том, какой алгоритм в итоге сможет выжить, ведутся не первый год. У каждого есть свои достоинства и недостатки, что серьезно затрудняет выбор. Однако, если попытаться взвесить все «за» и «против», в реалиях 21 века, на фоне роста интереса к криптовалютам, а также с учетом вероятности постепенного вытеснения фиата, «облегченный» proof of stake выглядит более привлекательным. Впрочем, многие могут не согласиться с этим мнением.
Примечательно, что некоторые проекты выстраивают свою рабочую структуру таким образом, чтобы в ней были задействованы оба алгоритма. В качестве распространенной схемы выступает старт на PoW (в целях задействования классического майнинга). Впоследствии, по достижению эмиссии полного числа монет, проект переходит на более легкий и простой proof of stake.
Альтернативы
Помимо лидеров распространения PoW и PoS, на рынке существуют альтернативные алгоритмы. Полный перечень механизмов достаточно объемен, поэтому предлагаем вам ознакомиться с тремя наиболее любопытными вариантами, а также проектами, выбравшими их:
- Proof of Activity (доказательство активности), – Poa network, BrickBlock.
- Delegated Proof of Stake (делегированное подтверждение доли), – Eos, Tezos и другие.
- Proof of Capacity (доказательство ресурсов), – BurstCoin.
Также важно отметить, что в будущем вероятно создание новых алгоритмов достижения консенсуса, которые будут способны сместить лидеров с пьедестала.
Подводим итоги
Выбор алгоритма представляется непростой задачей, для решения которой необходимо четкое понимание предъявляемых к проекту требований. Наличие ряда вариантов позволяет увидеть сильные и слабые стороны различных подходов. Кроме того, приобретенный в ходе их изобретения опыт однажды может подарить криптосообществу максимально близкий к идеалу алгоритм.
(Пока оценок нет)
Загрузка...