Понятие майнинг отражает суть консенсуса

PoW и PoS майнинг: алгоритмы консенсуса в криптовалютах

Proof-of-Work и Proof-of-Stake — наиболее часто используемые в криптовалютах алгоритмы консенсуса. Они являются одной из основных криптовалютных характеристик, которая косвенно указывает на то, какой тип майнинга присущ той или иной криптовалюте, и являются своего рода методом защиты блокчейна от постороннего вмешательства и атак. PoS считается более совершенным, потому разработчики этот алгоритм выбирают все чаще и чаще, но и он не дает абсолютной уверенности в том, что монета будет полностью защищена. О том, что такое алгоритмы консенсуса, какие они бывают, в чем преимущества и недостатки PoW и PoS майнинга, читайте в этой статье.

Что такое алгоритм консенсуса

Я веду этот блог уже более 6 лет. Все это время я регулярно публикую отчеты о результатах моих инвестиций. Сейчас публичный инвестпортфель составляет более 1 000 000 рублей.

Специально для читателей я разработал Курс ленивого инвестора, в котором пошагово показал, как наладить порядок в личных финансах и эффективно инвестировать свои сбережения в десятки активов. Рекомендую каждому читателю пройти, как минимум, первую неделю обучения (это бесплатно).

В любой сети, построенной на блокчейне, происходит передача двух видов сообщений: транзакции (например, передача криптовалюты от одного участника сети к другому) и блоков, которые состоят из этих транзакций. Чтобы перечислить криптовалюту, отправитель должен ввести ключ (пароль), который идентифицирует собственника кошелька. То есть согласия всего криптовалютного сообщества не требуется. С блоками ситуация иная – здесь необходимо согласие всех участников сети, что и является консенсусом.

Пример. У Владислава есть один Биткоин, который он пытается одновременно отправить Антону и Олегу. Если бы речь шла об обычной сделке с помощью банковской карты, то такое перечисление было бы невозможным, однако в криптовалютной сети теоретически данная ситуация допустима. И, если Антон и Олег не общаются между собой и не знают об одновременной отправке, то в сети возникает проблема. Это называется «двойным расходованием». Чтобы избежать подобной ситуации, все участники сети согласовывают между собой журналы транзакций. И в таком случае действительной будет признана только первая транзакция, вторая станет некорректной.

Суть проблемы понятна. Вопрос лишь в том, как этот процесс взаимосвязи между всеми участниками сети организовать технически. И дело даже не столько в обмене информацией, сколько в том, каким образом отделить благонадежных участников сети от тех, кто будет вносить в систему дезинформацию.

Атака Сибиллы. Одна из самых распространенных в криптовалютах атак, которая заключается в том, что злоумышленник пытается окружить узел «жертвы», то есть получает контроль над соседними узлами сети. Контролируя их, атакующий может передавать «жертве» ложные данные и блокировать исходящие транзакции.

Византийский консенсус

Византийский консенсус – общее определение задачи взаимодействия участников сети, которые расположены друг от друга на расстоянии, но получают информацию из одного центра. Суть проблемы в том, что участники должны не только общаться между собой, но и предусматривать, что кто-то из них может передавать ложную информацию. И сам центр способен разным участникам сети отправлять неодинаковые данные. Задача участников определить, какая информация ложная, и исключить злоумышленников из системы принятия решений.

Проблема византийских генералов в криптографии была озвучена еще в 80-х годах и её решение стало стартом для алгоритма консенсуса, называемого майнингом PoW. Её суть заключается в следующем: есть византийская армия, состоящая, например, из 4 легионов, расположенных на расстоянии друг от друга. Командный центр в определенный момент рассылает генералам приказ о том, отступать или начинать наступление. Есть следующие варианты развития событий:

• если все честные легионы атакуют, они побеждают;
• если все честные легионы отступают, исход также считается благоприятным;
• если среди честных легионов единство отсутствует, армия терпит поражение.

Задача генералов определить, кто из них является предателем, и исключить его легион из системы принятия решений. Правда, и сам центр может специально отправить генералам разную информацию.

Задача решается следующим образом:

• каждый генерал отправляет трем другим генералам информацию о количестве воинов в его легионе. Предполагается, что предатель для дезинформации отправит разные данные. В криптовалютах это можно сравнить с фиктивными транзакциями или DDoS — атаками;
• каждый генерал из четырех имеющихся цифр (то есть, данных обо всех легионах) формирует пакет, который снова рассылает трем генералам;
• каждый генерал получает четыре пакета с имеющимся набором цифр. Дальше им остается только лишь сравнить данные в пакетах и определить, по кому из генералов будут расхождения.

Таким образом генералы находят предателя и, исключая его мнение, договариваются между собой о дальнейших действиях.

Консенсус Proof-of-Work

У решения проблемы византийских генералов есть существенный недостаток – отсутствие анонимности. Каждый из них знает, от кого пришла информация. В 1990-х годах был разработан новый алгоритм, учитывающий анонимность участников сети. В общих чертах его суть сводится к тому, что каждый новый участник должен выполнить определенные расчеты, которые непосильны человеку, но возможны для компьютера. Выполнение расчетов доказывает реальность пользователя, впуская его в сеть. Этот алгоритм консенсуса (вычислительные действия, блокирующие ложные цепочки) получил название Proof-of-Work, доказательство работы.

Особенности алгоритма Proof-of-Work:

• PoW предотвращает возможность полного окружения узла жертвы. Хотя атака Сибиллы вероятна, осуществить её очень сложно;
• доказательство не переносится на другие блоки. То есть, исключена его кража. Так как в результате вычислений пользователь получает криптовалюту, вероятность её кражи уменьшается;
• доказательство нельзя получить заранее. В каждом новом блоке содержится ссылка на предыдущий блок, потому вычисления проводятся поочередно;
• в PoW предусмотрено справедливое распределение награды в зависимости от мощности компьютера. Если майнер своими вычислениями обеспечивает создание 1% блока, то и награда составляет 1%;
• на эмиссию криптовалюты затрачиваются реальные ресурсы (электроэнергия).

Консенсус Proof-of-Stake

Майнинг PoS в последнее время становится все более популярным, постепенно заменяя алгоритм PoW. Проблемой доказательства работы является сложность расчетов. Количество участников сети растет. И чем их больше, тем сложнее и дольше требуются расчеты. Вот только пользы от этих расчетов, кроме добычи монет, нет. Попытки использовать эти вычисления делались, например, изначально для майнинга Ripple проводились расчеты, нужные для наукоемких отраслей (медицины, космонавтики и т. д.), но в целом данный вариант не прижился.

Еще одна проблема PoW — неограниченность эмиссии. И если, например, у ВТС она есть, то у ЕТН её нет. В обоих случаях для майнеров это проблема. При ограниченной эмиссии с каждым блоком расчеты усложняются, для чего нужно все более совершенное оборудование (например, ASIC – схемы, предназначенные исключительно для майнинга). В случае неограниченной эмиссии происходит постепенное обесценивание криптовалюты.

Что такое PoS майнинг. Это алгоритм консенсуса (доказательство доли), где подтверждение осуществляется не благодаря вычислениям, а за счет владения некоторым количеством криптовалюты. В отличие от предыдущего алгоритма, здесь все монеты выпускаются полностью, а не добываются постепенно. Свое присутствие в системе участник сети доказывает владением криптовалютой, на которую начисляется процент. Иными словами, криптовалюты PoS не имеют привычного майнинга.

Хотя монеты с PoS майнингом лучше защищены и не требуют затрат на ресурсы, но имеются некоторые опасения. Например, криптовалюты с PoW алгоритмом вряд ли будут стоить дешевле, чем их себестоимость (то есть, цена, затраченная на электричество и оборудование). В случае коррекции рынка монеты на алгоритме PoS могут упасть в цене практически до нуля. Но разработчиков это не останавливает. Например, появилась информация, что предполагается смена алгоритма с PoW на PoS у Ethereum. Правда, каковы будут последствия, пока предугадать сложно.

Другие алгоритмы доказательств

PoW и PoS алгоритмы используются у большей части криптовалют. Но есть и другие алгоритмы, которые отчасти похожи на PoW и PoS, но имеют свои отличительные черты:

• Proof-of-Activity. Модель, которая представляет собой симбиоз алгоритмов PoW и PoS, используется редко;
• Delegated Proof-of-Stake. Делегированное доказательство доли. По сути, это тот же алгоритм PoS, только здесь сообщество выбирает тех, кто станет формировать блоки. То есть, передает им это право;
• Proof-of-Burn. Модель, в которой майнер отправляет монеты на адрес, с которого их потом невозможно снять. «Сжигая» монеты, пользователь получает шанс на право майнинга следующего блока. Это своего рода краткосрочная потеря для получения прибыли в будущем.
• Proof-of-Capacity. Модель, в которой участник сети, чтобы влиться в неё, должен предоставить часть памяти компьютера;
• Proof-of-Storage. Похожий алгоритм с небольшим отличием: предоставленная майнером память является составной частью одного крупного облачного хранилища.

Все эти алгоритмы по зрелости идеи и реализации отстают от PoW и PoS, потому используются редко и особой эффективностью не отличаются.

В итоге PoS в майнинге – это алгоритм консенсуса, который обеспечивает безопасность в сети и эффективность функционирования. Если майнер хранит на кошельке 1% всех монет, то он будет принимать участие в проверке и формировании 1% создающихся блоков. В отличие от алгоритма PoW, здесь не нужно дорогостоящее оборудование и затраты на энергоресурсы. Чтобы начать зарабатывать, требуется лишь приобрести криптовалюту и хранить её как можно дольше. Остались вопросы – предлагаю их обсудить в комментариях.

Источник

Что такое алгоритм консенсуса Proof-of-Stake и как работает майнинг на PoS?

Майнинг у людей далеких от этой темы обычно ассоциируется с крупными дата-центрами, в которых шумят тысячи АСИКов или GPU-ригами на балконе. Но есть и альтернативный способ — это Proof-of-Stake (доказательство доли владения).

PoS-майнинг основан на фундаментальном принципе капитализма: «Деньги делают деньги». В блокчейн-сетях, основанных на Proof-of-Stake, подтверждением транзакций и генерацией новых блоков занимаются доверенные узлы. Они должны располагать определенным количеством токенов на балансе и за свой труд получают вознаграждение. Это распространенный алгоритм консенсуса, и он имеет несколько подвидов, отличающихся схемами назначения валидаторов и расчета оплаты услуг.

За счет этой методики можно создать эффективный вариант пассивного дохода с высоким уровнем прибыльности. Осталось разобраться, что такое PoS.

Навигация по материалу:

Как работает алгоритм консенсуса Proof-of-Stake?

Доказательство доли владения (Proof-of-Stake, PoS) предполагает, что право человека заниматься майнингом и проверять блоки с транзакциями определяется число монет, которыми он владеет, то есть чем больше у майнера биткоинов или альткоинов, тем выше у него мощность майнинга.

Первой криптовалютой, принявшей этот алгоритм выработки консенсуса, стал Peercoin, далее его примеру последовали Nxt, Blackcoin и ShadowCoin.

Этот алгоритм был разработан в качестве альтернативы доказательству выполнения работы (PoW), у которого есть важные недостатки. Когда транзакция инициируется, ее данные транзакции помещаются в блок с максимальной емкостью 1 Мб, а затем дублируются на нескольких компьютерах (узлах сети).

Узел — это административный орган блокчейна , проверяющий корректность транзакций в блоке, и, чтобы выполнить такую проверку, майнерам нужно было решить специальную вычислительную задачу, и первый из них, нашедший решение, получает право завершить блок и получить за это вознаграждение. После проверки блока транзакций он добавляется в блокчейн, открытый, прозрачный для всех пользователей реестр транзакций.

Для решения таких задач требуется большая вычислительная мощность, а значит, много электроэнергии. Кроме того, чтобы расплатиться с подобными счетами, майнерам обычно приходится продавать полученные в качестве вознаграждения монеты, что оказывает понижающее давление на курс криптовалюты.

Доказательство доли владения (PoS) было призвано решить эту проблему — теперь майнить можно в пропорции к числу монет в собственности. Таким образом, если раньше майнер зависел от потребления электричества, теперь его ограничивает его доля в общей денежной массе . Так, например, майнер, владеющий 3% доступных биткоинов, теоретически может проверять только 3% блоков.

В биткоине используется доказательство выполнения работы (PoW), и из-за этого сеть потенциально подвержена проблеме, которую принято называть трагедией общин. В будущем количество биткоин-майнеров будет снижаться, поскольку вознаграждение за майнинг со временем падает. Единственные сборы, на которые они смогут рассчитывать, это комиссии за обработку транзакций, но они тоже снижаются, поскольку пользователи предпочитают платить поменьше.

Чем меньше майнеров, тем больше сеть уязвима для «атаки 51%», когда некий майнер или пул майнеров контролируют более половины вычислительной мощности — в этом случае он может делать действительными свои мошеннические транзакции и признавать недействительными транзакции других пользователей сети.

При использовании доказательства доли владения для подобной атаки злоумышленнику необходимо будет получить 51% всей криптовалюты, а игроку, владеющему большей частью всей валюты, невыгодно атаковать сеть, ведь, если стоимость монет падает в результате успешной атаки, то от этого в первую очередь страдает он сам — наоборот, он больше всех заинтересован в безопасности и стабильности.

Кроме биткоина, алгоритм доказательства выполнения работы (POW) используется в лайткоине. В Nxt применяется доказательство наличия ставки. Некоторые криптовалюты, например Peercoin, используют смешанную систему, включающую оба метода.

Сеть Ethereum сейчас находится в процессе полного перехода от доказательства выполнения работы (PoW) к доказательству доли владения (PoS) — Стейкинг в сети блокчейна Ethereum 2.0: когда запустится и какой будет доход?

Ключевые различия механизмов PoS и PoW

Аббревиатура PoS расшифровывается, как «доказательство владения», то есть человеку с определенной суммой на балансе разрешено принимать участие в создании блоков. POW это «доказательство работы», и, здесь обслуживанием сети занимаются владельцы вычислительного оборудования. Они могут не держать ни копейки на счету.

Алгоритмы постоянно сравниваются, потому что лежат в основе современного рынка криптовалюты. При детальном разборе у PoS есть несколько очевидных и полезных достоинств:

• Повышенная скорость валидации.
• Сниженные затраты на организацию защитных функций.
• Уменьшенные размеры комиссионных сборов.

PoW в свою очередь характеризуется высокой устойчивостью к разного рода атакам. Минусом proof of stake майнинга является некоторый риск формирования централизованной системы из-за того, что все пользователи стремятся собрать наибольшее число активов в своих руках для получения максимального дохода.

После выхода на рынок устройств для промышленного майнинга, от попадания под контроль финансовых групп не застрахованы и остальные криптовалюты.

Тот подход, как работает pos майнинг, привлекает пользователей и экспертов. Система выглядит экономически привлекательнее и рациональнее. В то же время, для работы с крупными блокчейнами более выгодно смотрится алгоритм PoW. Поэтому всех волнует, когда эфир перейдет на pos майнинг — это слух возник около трех лет назад и продолжает обсуждаться в индустрии.

Виталик Бутерин еще раньше заявлял, что майнеры ему не нужны, но реализовать идею полного перехода на доказательство владения никак не удается. Пока уровень надежности такого подхода недостаточен, что приводит к повышению рисков для самых дорогих проектов.

Какие монеты доступны для PoS майнинга на 2020 год?

Лучшие монеты для pos майнинга регулярно объявляются специалистами, публикующими соответствующие обзоры. Чтобы определиться, какие монеты для pos майнинга выбрать, рекомендуем изучить следующий список.

№	Название монеты	Дата создание и количество бирж	Сайт
1	Peercoin	Торгуется на 15-ти биржах, дата создания 2012 год	https://peercoin.net/
2	Decred	Торгуется на 35-ти биржах, дата создания 2015 год	https://www.decred.org/
3	BlackCoin	Торгуется на 5-ти биржах, дата создания 2014 год	https://blackcoin.org/
4	Novacoin	На сайте есть PoS калькулятор. Торгуется на 2-ти биржах, дата создания 2013 год	http://novacoin.org/
5	Cardano	Закрытый приватный PoS майнинг. Торгуется на 85-ти биржах, дата создания 2015 год	https://www.cardano.org
6	EOS	Торгуется на 250-x биржах, дата создания 2017 год	https://eos.io/
7	LEOcoin	Торгуется на 1-х биржах, дата создания 2016 год	http://www.leocoin.org/
8	Stratis	Торгуется на 20 биржах, дата создания 2016 год	https://stratisplatform.com/
9	Lisk	Торгуется на 45-х биржах, дата создания 2015 год	https://lisk.io/
10	Diamond	Торгуется на 2-х биржах, дата создания 2014 год	https://bit.diamonds/
11	ICON	Торгуется на 45-х биржах, дата создания 2014 год	https://www.icon.foundation/
12	SolarCoin	Торгуется на 3-х биржах, дата создания 2014 год	https://solarcoin.org/
13	EmerCoin	Торгуется на 5-ти биржах, дата создания 2013 год	https://emercoin.com/ru
14	Reddcoin	Торгуется на 10-ти биржах, дата создания 2014 год	http://www.reddcoin.com/
15	PIVX	Торгуется на 17-ти биржах, Форк был сделан в 2016 году	https://pivx.org/ru/home-ru/

Рейтинг криптовалюты с pos майнингом регулярно обновляется и расширяется, так что если вы работаете в этой нише, не переставайте следить за новостями рынка. Актуальный список монет для пос майнинга может содержать большое количество криптовалют с разной доходностью и рентабельностью.

Как начать PoS-майнинг?

Для старта предварительно стоит изучить проект, а именно техническую часть эмиссионной составляющей — это позволит сократить расходы и предупредить нерациональные вложения. Удобно смотреть на форуме Bitcointalk, где все проекты ведут свои ветки.

Прежде всего стоит завести собственный локальный крипто-кошелек на компьютер — здесь будут храниться ваши активы и вы сможете управлять собственными средствами. Хранение средств на бирже не принесет прибыли, так как для синхронизации потребуется выделенный IP.

Если вы приняли решение работать самостоятельно, то сжатый порядок действий следующий:

• Купить монеты на криптобирже или в обменнике;
• Скачать кошелек на компьютер;
• Синхронизировать кошелек, которая занимает сутки;
• Отправить средства на локальный кошелек (ПК);
• Хранение монет на своем счете и получение пропорциональных вознаграждений.

Заключение

Поступательное развитие системы и алгоритма приводит к его распространению, переход монет с одного формата на другой. Эксперты сходятся во мнении, что данная технология будет оставаться в числе лидеров еще долгое время. Инвестиции более чем оправданы, особенно с учетом фактически пассивного дохода.

До криптозимы проекты PoS находились в тени. Но, в 2020 году EOS, Tezos и Cardano вошли в первую двадцатку рейтинга coinmarketcap. Данный способ заработка цифровых активов набирает популярность, особенно его разновидность стейкинг. Вы просто замораживаете средства на определенный период и получаете проценты. Для привлечения клиентов стейкинг начали активно внедрять торговые платформы.

Для наступления эры PoS-майнинга необходимо более обширное внедрение криптовалюты в мировую финансовую систему. К тому же главным цифровым активом по-прежнему остается биткоин, а его команда не собирается менять алгоритм консенсуса. Но если вы храните альтернативные монеты до лучших времен, то почему бы на них не подзаработать. Только будьте осторожны, остерегайтесь мошенников.

Источник