Proof of Stake to popularny alternatywny mechanizm konsensusu w porównaniu do Proof of Work. Zamiast potrzeby posiadania mocy obliczeniowej do walidacji transakcji, walidatorzy muszą stakować monety. Fakt ten drastycznie redukuje zużycie energii. Proof of Stake może również poprawić decentralizację, bezpieczeństwo i skalowalność.
Jednak atak 51% może być stosunkowo łatwy do osiągnięcia w blockchainach o niskiej kapitalizacji rynkowej. Ponieważ Proof of Stake jest wysoce wszechstronny, ma szeroki zakres wariacji dla różnych blockchainów i przypadków użycia.
Wprowadzenie
Dowód Stawki jest zdecydowanie najpopularniejszym wyborem dla sieci blockchain dzisiaj. Ale z tak wieloma wariantami, może być trudno zrozumieć jego podstawowe koncepcje. Obecnie mało prawdopodobne jest, że zobaczysz go w jego oryginalnej formie. Niemniej jednak, wszystkie rodzaje Dowodu Stawki dzielą te same kluczowe koncepcje. Zrozumienie tych podobieństw pomoże Ci podejmować lepsze decyzje dotyczące blockchainów, których używasz i jak działają.
Co oznacza Dowód Stawki?
Algorytm konsensusu Dowodu Stawki został wprowadzony w 2011 roku na forum Bitcointalk. Został zaproponowany jako rozwiązanie problemów Dowodu Pracy. Chociaż oba mają ten sam cel osiągnięcia konsensusu blockchain, proces, który podejmują, jest całkowicie inny. Zamiast dostarczać obliczeniowo intensywne dowody, uczestnicy tylko udowadniają, że mają postawione monety.
Jak działa Dowód Stawki?
Algorytm Dowodu Stawki używa pseudo-losowego procesu wyboru, aby wybrać walidatorów z grupy węzłów. System używa kombinacji czynników, w tym stawki wieku, elementu losowości oraz wielkości węzła.
W systemach Dowodu Stawki, bloki są 'tworzone', a nie minerowane. Jednak wciąż możesz usłyszeć termin 'mining' używany od czasu do czasu. Większość kryptowalut opartych na Dowodzie Stawki uruchamia z zapasem 'wstępnie stworzonych' monet, aby umożliwić węzłom natychmiastowe rozpoczęcie.
Użytkownicy uczestniczący w procesie tworzenia muszą zablokować pewną ilość monet w sieci jako swoją stawkę. Rozmiar stawek decyduje o szansach na to, że węzeł zostanie wybrany na następnego walidatora - im większa stawka, tym większe szanse. Unikalne metody są dodawane do procesu wyboru, aby faworyzować nie tylko najbogatsze węzły w sieci. Dwie najczęściej stosowane metody to Losowy Wybór Bloków i Wybór Wieków Monet.
Losowy Wybór Bloków
W metodzie Losowego Wybierania Bloków walidatorzy są wybierani, szukając węzłów z kombinacją najniższej wartości hasha i najwyższej stawki. Ponieważ rozmiary stawek są publiczne, następny twórca zwykle jest przewidywalny przez inne węzły.
Wybór Wieków Monet
Metoda Wybory Wieków Monet wybiera węzły na podstawie tego, jak długo ich tokeny były stawiane. Wiek monet oblicza się, mnożąc liczbę dni, przez które monety były stawiane, przez liczbę stawianych monet.
Po tym, jak węzeł stworzy blok, jego wiek monet zostaje zresetowany do zera, a on musi poczekać pewien czas, aby móc stworzyć kolejny blok - zapobiega to dominacji dużych węzłów stawkowych w blockchainie.
Walidacja transakcji
Każda kryptowaluta korzystająca z algorytmu Dowodu Stawki ma swój własny zestaw zasad i metod połączonych w to, co uważa za najlepszą możliwą kombinację dla sieci i jej użytkowników.
Kiedy węzeł zostanie wybrany do stworzenia następnego bloku, sprawdzi, czy transakcje w bloku są ważne. Następnie podpisuje blok i dodaje go do blockchaina. W ramach nagrody węzeł otrzymuje opłaty transakcyjne z bloku oraz, w niektórych blockchainach, nagrodę w postaci monet.
Jeśli węzeł chce przestać być twórcą, jego stawka i zdobyte nagrody zostaną uwolnione po pewnym czasie, dając sieci czas na zweryfikowanie, że nie dodano do blockchaina oszukańczych bloków przez węzeł.
Które blockchainy używają Dowodu Stawki?
Większość blockchainów po Ethereum używa mechanizmów konsensusu opartych na Dowodzie Stawki. Zazwyczaj każdy z nich jest zmodyfikowany, aby dostosować się do potrzeb sieci. Te warianty omówimy później w artykule. Sam Ethereum jest obecnie w trakcie przechodzenia na Dowód Stawki z Ethereum 2.0.
Sieci blockchain, które używają Dowodu Stawki lub jego formy, obejmują:
1. BNB Chain
3. Solana
4. Avalanche
5. Polkadot
Zalety Dowodu Stawki
Dowód Stawki ma wiele wyraźnych zalet w porównaniu do Dowodu Pracy. Z tego powodu nowe blockchainy prawie zawsze używają Dowodu Stawki. Jego korzyści obejmują:
Adaptowalność
W miarę jak zmieniają się potrzeby użytkowników i blockchainy, tak może zmieniać się Dowód Stawki. To wyraźnie widać w ogromnej liczbie dostępnych adaptacji. Mechanizm jest wszechstronny i może łatwo pasować do większości zastosowań blockchain.
Decentralizacja
Więcej użytkowników jest zachęcanych do uruchamiania węzłów, ponieważ jest to bardziej przystępne. Ta zachęta i proces losowy również czynią sieć bardziej zdecentralizowaną. Chociaż istnieją pule stakowania, indywidualna osoba ma znacznie większą szansę na skuteczne stworzenie bloku w ramach Dowodu Stawki. Ogólnie rzecz biorąc, zmniejsza to potrzebę pul stakowania.
Efektywność energetyczna
Dowód Stawki jest niezwykle efektywny energetycznie w porównaniu do Dowodu Pracy. Koszt uczestnictwa opiera się na ekonomicznym koszcie stawiania monet, a nie na obliczeniowym koszcie rozwiązywania zagadek. Ten mechanizm prowadzi do znacznej redukcji energii potrzebnej do działania mechanizmu konsensusu.
Skalowalność
Ponieważ Dowód Stawki nie polega na fizycznych maszynach do generowania konsensusu, jest bardziej skalowalny. Nie ma potrzeby posiadania ogromnych farm wydobywczych ani pozyskiwania dużych dostaw energii. Dodanie większej liczby walidatorów do sieci jest tańsze, prostsze i bardziej dostępne.
Bezpieczeństwo
Staking działa jako motywator finansowy dla walidatora, aby nie przetwarzał oszukańczych transakcji. Jeśli sieć wykryje oszukańczą transakcję, walidator straci część swojego stawki i prawo do uczestnictwa w przyszłości. Tak długo jak stawka jest wyższa od nagrody, walidator straci więcej monet niż zyska na oszukańczej działalności.
Aby skutecznie kontrolować sieć i zatwierdzać oszukańcze transakcje, węzeł musiałby posiadać większościowy udział w sieci, znany również jako atak 51%. W zależności od wartości kryptowaluty, może być prawie niemożliwe zdobycie kontroli nad siecią, ponieważ musiałbyś zdobyć 51% krążącej podaży.
Wady Dowodu Stawki
Chociaż Dowód Stawki ma wiele zalet w porównaniu do Dowodu Pracy, ma również pewne słabości:
Forkowanie
W standardowym mechanizmie Dowodu Stawki nie ma zniechęcenia do wydobywania obu stron forku. W przypadku Dowodu Pracy wydobywanie obu stron prowadzi do marnotrawstwa energii. W przypadku Dowodu Stawki koszt jest znacznie mniejszy, co oznacza, że ludzie mogą "zakładać" na obu stronach forka.
Dostępność
Aby rozpocząć staking, potrzebujesz rodzimych tokenów blockchaina. Wymaga to zakupu tokena za pośrednictwem giełdy lub innej metody. W zależności od wymaganej kwoty, możesz potrzebować znacznej inwestycji, aby skutecznie rozpocząć staking.
Z Dowodem Pracy możesz kupić tanie urządzenia wydobywcze lub nawet je wynająć. Dzięki temu możesz dołączyć do puli i szybko zacząć walidować i zarabiać.
atak 51%
Chociaż Dowody Pracy są również podatne na ataki 51%, mogą być znacznie łatwiejsze z Dowodami Stawki. Jeśli cena tokena spadnie lub blockchain ma niską kapitalizację rynkową, teoretycznie może być tanio kupić więcej niż 50% tokenów i kontrolować sieć.
Inne mechanizmy konsensusu, które opierają się na Dowodzie Stawki
Dowód Stawki jest wysoce adaptowalny. Programiści mogą zmieniać dokładny mechanizm, aby dostosować go do specyficznych zastosowań blockchaina. Poniżej znajdują się niektóre z najczęściej spotykanych
Delegowany Dowód Stawki (DPoS)
Delegowane Dowody Stawki pozwalają użytkownikom stawiać monety bez stawania się walidatorem. W tym przypadku stawiają je za walidatorem, aby dzielić się nagrodami za blok. Im więcej delegatorów stawia za potencjalnym walidatorem, tym większa jego szansa na wybór. Walidatorzy mogą zazwyczaj zmieniać kwotę dzieloną z delegatorami jako zachętę. Reputacja walidatora jest również ważnym czynnikiem dla delegatorów.
Nominowany Dowód Stawki (NPoS)
Nominowany Dowód Stawki to model konsensusu opracowany przez Polkadot. Ma wiele podobieństw do Delegowanego Dowodu Stawki, ale jedno kluczowe różnice. Jeśli nominator (delegator) stawia za złośliwym walidatorem, również może stracić swoją stawkę.
Nominators mogą wybierać do 16 walidatorów, za którymi stawiają. Sieć następnie równomiernie rozdzieli ich stawkę za wybranymi walidatorami. Polkadot używa również kilku podejść w teorii gier i teorii wyboru, aby określić, kto stworzy nowy blok.
Dowód Stawki Władzy (PoSA)
BNB Smart Chain używa Dowodu Stawki Władzy do generowania konsensusu sieci. Ten mechanizm konsensusu łączy Dowód Władzy i Dowód Stawki, pozwalając walidatorom na zmianę tur w tworzeniu bloków. Grupa 21 aktywnych walidatorów jest uprawniona do udziału, wybierana na podstawie ilości BNB, które stawiają lub mają delegowane za sobą. Ta grupa jest ustalana codziennie, a BNB Chain przechowuje wybór.
Podsumowanie
Sposób, w jaki dodajemy bloki transakcji do sieci, znacznie się zmienił od czasów Bitcoina. Już nie musimy polegać na mocy obliczeniowej, aby generować konsensus kryptograficzny. System Dowodu Stawki ma wiele zalet, a historia pokazała, że Dowód Stawki działa. Z biegiem czasu wygląda na to, że Bitcoin będzie tylko jednym z nielicznych pozostałych sieci opartych na Dowodzie Pracy. Na razie wydaje się, że Dowód Stawki pozostanie na stałe.
