Пруф оф стейк майнинг

Нужно знать: Proof of Stake – что это такое простыми словами

Proof of Stake – принцип работы, который может сделать криптовалютные транзакции дешевыми, быстрыми и даже экологически чистыми.

В последнее время все больше криптоэнтузиастов начинают поддерживать его.

Но вместе с небывалыми перспективами он несет значительные угрозы.

Cодержание:

Для обычного пользователя купить или продать криптовалюту не составляет труда.

Все что необходимо – зарегистрироваться на бирже, или воспользоваться обменником.

Но за этим, с первого взгляда простым, процессом кроется огромное общество, которое работает днем и ночью не покладая сил для поддержки платежной инфраструктуры.

Делают это они, конечно, не бесплатно и зарабатывают на комиссиях.

Один из них – Proof o Stake (доказательство доли владения).

В чем сыр бор

Мир криптовалют, как и любая другая платежная система, имеет свою инфраструктуру, способы защиты и верификации транзакций.

Например, при транзакции в сети биткоин, криптовалюта далеко не сразу приходит на кошелек адресанта. Прежде всего ее необходимо записать в блок цепи.

Блоки создаются постоянно, и вмещают информацию о множестве транзакций.

Пока генерация блока не завершена, что называется «блок не закрыт», перевод не будет подтвержден.

Для это и нужны майнеры, которые добывают блоки.

Все в той же сети биткоин, чтобы добыть блок, у майнера должны быть крупные вычислительные мощности.

Ведь комиссию и вознаграждение, получает только первый майнер, закрывший блок и, соответственно, подтвердивший транзакции.

Этот алгоритм называется Proof of Work ( PoW ) – подтверждение выполненной работы.

При чем тут Proof of Stake

Все чаще в криптомире звучит идея отхода от Proof of Work и перехода к Proof of Stake .

По этому принципу, майнеру не нужно тратить огромные мощности, чтобы первым добыть блок и получить вознаграждение.

Здесь, система автоматически выбирает создателя на основании доли его баланса в общем количестве той или иной монетки.

Чем больше баланс, тем выше вероятность того, что именно он сгенерирует блок.

Каждый держатель криптомонет будет получать проценты за хранение (наподобие депозита в банке, только начисления будут зависеть от количества проведенных транзакций).

Более того, так как у самого злоумышленника накоплено много монеток, он сам пострадает от своей же атаки, ведь она пошатнет всю экосистему криптовалюты.

Неужели настолько все хорошо?

Есть и скептики концепции Proof of Stake . Один из их аргументов – угроза децентрализации криптовалюты.

Ведь принцип PoS может побудить инвесторов концентрировать все больше криптовалюты в одних руках.

Если это произойдет, то монополист сможет диктовать собственные условия всем участникам сети.

Разработчики криптовалюты, работающей по принципу PoS нашли компромиссный вариант решения этой проблемы.

Для создания криптовалюты используется PoW . Ее стоимость определяется затратами на производство.

После создания сеть переходит на принцип работы Proof of Stake .

Еще одна проблема — Nothing at Stake (Ничто на кону).

Ее смысл заключается в том, что недобросовестный криптоинвестор может сделать форк блокчейна.

При этом он будет расходовать ресурсы, которых по сути, не существует, что угрожает всей цепи.

Кто готов

Эфириум – вторая самая популярная криптовалюта мира.

Сейчас ее капитализация превышает $99 млрд, а стоимость — $1000.

По словам основателя Ethereum Виталика Бутерина, после форка криптовалюты потребность в майнинге эфира сильно упадет.

А так как сложные вычисления могут стать ненужными, большая часть майнеров вполне может потерять свой бизнес.

При этом Бутерин утверждает, что присоединится к проекту сможет любой желающий, а вознаграждение для валидаторов транзакций составит от 2 до 15%.

Источник

Что такое Proof of Stake простыми словами

Майнинг криптовалюты — это весьма энергоемкий бизнес. Но такого не должно быть.

Сообщество Ethereum работает над тем, чтобы изменить способ создания криптовалюты, чтобы радикально уменьшить углеродный след блокчейна. Метод, над которым он работает, называется доказательством ставки или Proof of Stake (PoS).

Proof of Stake — это альтернатива доказательству работы (Proof of Work), которое в настоящее время используют Биткоин и Эфириум.

Как Proof of Stake, так и Proof of Work являются примерами механизмов консенсуса.

Механизмы консенсуса в блокчейне

Публичные блокчейны на самом базовом уровне — это просто базы данных.

Большинство баз данных устанавливают разрешения для тех, кто может получить к ним доступ и редактировать их. Этот централизованный контроль удобен, но делает их уязвимыми для взломов. Напротив, блокчейн заставляет всех, кто запускает программное обеспечение — от криптовалютных бирж до трейдеров, — следить за их обновлением.

Механизмы консенсуса заставляют сеть работать, следя за тем, чтобы в блоки добавлялись только законные транзакции.

Механизмы защищают от 51% атак. Например, механизм вмешивается, когда кто-то получает более половины вычислительной мощности в распределенной сети и может затем контролировать её.

Proof of Work

Для предотвращения атак, которые позволяют тратить средства дважды, Биткоин использует алгоритм консенсуса Proof of Work. Эта система просит людей использовать оборудование и электричество, чтобы помочь сети обрабатывать транзакции. В Proof of Work майнеры (или, точнее, их компьютеры) пытаются решить сложные головоломки, чтобы первыми завершить блок транзакций. Их работа помогает проверить законность транзакций. В качестве компенсации они вознаграждаются криптовалютой, такой как Биткоин.

Proof of Work был встроен в структуру Биткоина и воспроизведён другими криптовалютами, включая Эфириум. Однако одним из побочных продуктов этой системы является то, что для её решения требуется много электроэнергии и машин, работающих над проблемой.

Proof of Stake

Разработчики Ethereum создали отдельный набор обновлений, Ethereum 2.0, который работает на основе Proof of Stake и в конечном итоге объединяется с основной сетью Ethereum.

Механизм Proof of Stake на Ethereum 2.0 направлен на достижение того же результата, что и Proof of Work — безопасная проверка транзакций на блокчейне.

Но в то время как майнеры Proof of Work выделяют аппаратные ресурсы для защиты сети, валидаторы Proof of Stake выделяют свою криптовалюту. С помощью Proof of Stake, чтобы получить возможность проверить транзакции в блоке и получить связанные с этим сборы — валидаторы должны заблокировать или поставить на карту не менее 32 ETH, которые они не могут потратить. Блокчейн использует эту заблокированную криптовалюту для защиты сети.

Преимущества Proof of Stake перед Proof of Work

1. Поскольку получение вознаграждений не зависит от наличия большой вычислительной мощности, вам не нужно супер-мощное оборудование.
2. Возможность для большего числа людей участвовать в управлении узлом Ethereum, что позволяет обеспечить дальнейшую децентрализацию и большую устойчивость к атакам.
3. Из-за более низких требований к оборудованию Proof of Stake потребляет гораздо меньше энергии, чем Proof of Work.

Как работает Proof of Stake

Валидаторы выбираются сетью случайным образом, чтобы предложить новые блоки.

Они также случайным образом группируются в комитеты из 128 узлов, которые меняются ежедневно. Каждый раз, когда создается новый блок транзакций и добавляется в базу данных блокчейна, механизм консенсуса Proof of Stake выбирает несколько комитетов, чтобы подтвердить правильность предложенного блока.

Валидаторы получают вознаграждение как за создание блоков, так и за подтверждение того, что они видят, как создаются другие блоки. Если валидаторы находятся в автономном режиме или не проводят правильную аттестацию, они получают штраф.

Алгоритм Proof of Stake предназначен для того, чтобы снизить риски любых возможных атак.

Будущее

Ethereum — не первая криптовалюта, использующая Proof of Stake. Algorand, Cardano, Cosmos, EOS, Polkadot и Tezos внедрили Proof of Stake.

Источник

Как работают Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-stake (PoS), алгоритмы достижения консенсуса в блокчейне

Proof-of-Work или PoW (доказательство выполнения работы) — это алгоритм достижения консенсуса в блокчейне; он используется для подтверждения транзакций и создания новых блоков . С помощью PoW майнеры конкурируют друг с другом за завершение транзакций в сети и за вознаграждение.

Пользователи сети отправляют друг другу цифровые токены, после чего все транзакции собираются в блоки и записываются в распределенный реестр, то есть в блокчейн . Но при подтверждении транзакций и организации блоков нужно соблюдать осторожность.

Работа сети основана на решении сложных математических задач и возможности легко доказать, что решение получено.

Навигация по материалу:

Какую математическую задачу решает PoW

Это одна из проблем, требующих значительной вычислительной мощности. Таких проблем много:

• Хеш-функция, или попытка найти входные данные, зная выходные;
• Разложение целого числа на множители;
• «Головоломка для экскурсанта»: если сервер подозревает DoS-атаку, он требует от клиента вычисления хеш-функций, иногда в определенном порядке, тогда это проблема вычисления значений цепочки хэш-функций.

В случае с PoW используется хэширование.

По мере роста сети проблемы становятся все серьезнее, и алгоритмы хеширования требуют все большей вычислительной мощности, так что сложность задачи — актуальная проблема.

Как работает блокчейн и транзакции

От этого механизма зависит точность и скорость блокчейна. При этом проблема не должна быть слишком сложной — в этом случае генерация блока займет много времени, а значит, в сети «зависнет» много незавершенных транзакций. Если проблема не может быть решена за предсказуемое время, создание блоков станет счастливой случайностью.

Если же проблема решается слишком просто, это делает систему уязвимой для злоупотреблений, спама и DoS-атак.

Решение должно быть легко проверяемо, в противном случае не все узлы смогут понять, правильно ли был проведен расчет, а значит, им придется доверять другим узлам, что не согласуется с одним из важнейших принципов блокчейна — полной прозрачностью.

Реализация Proof-of-Work в сети блокчейна

Если майнер сумел решить задачу, формируется новый блок — в нем размещается очередной комплект транзакций, и они считаются подтвержденными.

Какие алгоритмы используют доказательство выполнения работы PoW

Во множестве криптовалют. Конечно, наиболее известная из них — биткоин , и именно биткоин задал эту тенденцию. Здесь используется алгоритм Hashcash, позволяющий менять сложность задачи в зависимости от общей вычислительной мощности сети. Среднее время формирования блока составляет 10 минут. Подобная же система реализована в похожих на биткоин криптовалютах, например, в лайткоине.

Другой крупный проект, где используется PoW, это Ethereum , и учитывая, что почти три четверти всех блокчейн-проектов реализуются на этой платформе, можно с уверенностью сказать, что большинстве приложений используются именно консенсусная модель с доказательством выполнения работы.

Преимущества принципа Proof-of-Work

Основные его преимущества — защита от DoS-атак и низкое влияние доли криптовалюты в собственности у майнера на возможности добычи.

PoW накладывает определенные ограничения на действия участников, поскольку для решения задачи требуются значительные усилия. Эффективная атака также требует больших вычислительных мощностей и продолжительных вычислений, поэтому она возможна, но невыгодна на фоне высоких затрат.

Неважно, сколько денег у вас в кошельке — важно иметь большие вычислительные возможности для решения задач и формирования новых блоков, а значит, держатели больших капиталов не могут принимать решения за всю сеть.

Недостатки алгоритма PoS

Основные проблемы: огромные расходы , «бесполезность» вычислений и «атака 51%».

Для сложных расчетов требуется специализированное и дорогое компьютерное оборудование. Расходы неуправляемо растут, и майнинг становится возможен только для больших групп майнеров. Кроме того, специализированные компьютеры потребляют массу энергии, что увеличивает затраты. Следствием из этого становится постепенное повышение централизации системы, поскольку это выгодно. И именно это происходит в случае с биткоином.

Майнеры выполняют работу по созданию блоков, попутно потребляя огромное количество энергии, но вычисления, которые они делают, совершенно бесполезны сами по себе. Да, они гарантируют безопасность в сети, но их результаты нельзя использовать в бизнесе или в науке.

Что такое атака 51% и какова ее угроза?

Атака 51% или атака большинства возможна в ситуации, когда пользователь или группа пользователей контролируют большую часть мощностей сети — это дает им возможность контролировать происходящие в сети события. Так, они могут монополизировать создание новых блоков и получать все вознаграждение, поскольку в их власти помешать другим майнерам завершать блоки.

Кроме того, они могут отменять транзакции.

Предположим, Алиса послала Бобу деньги через блокчейн. Алиса участвует в атаке 51%, а Боб — нет. Их транзакция помещается в блок, но атакующие не дают переводу состояться. Происходит раздвоение блокчейна.

Далее атакующие майнеры присоединяются к одной из веток, и, поскольку у них больше вычислительной мощности, их цепочка содержит больше блоков.

Сеть устроена так, что принимается более длинная цепочка, а короткая отклоняется, а значит, сделка между Алисой и Бобом не состоялась, и Боб не получил деньги.

Вот таким образом злоумышленники могут отменять транзакции.

Атака 51% вряд ли может быть выгодной. Она требует огромных вычислительных ресурсов, а как только факт становится известен, сеть считается скомпрометированной и из нее начинают уходить пользователи, что с неизбежностью приводит к снижению цены криптовалюты.

Принцип работы Proof-of-stake

PoS работает по другому. Вместо решения криптографической задачи транзакции валидируются путем «заморозки» некоторого количества монет майнеров в качестве обеспечения. Монеты заморожены до тех пор, пока не будет достигнута «договоренность» валидности транзакций. После достижения конценцуса в сети транзакции добавляются в блокчейн, а монеты держатся замороженными еще некоторое время с целью защиты от атаки на сеть и избежания «двойной траты».

Когда монеты разморожены майнеров, они получают свои монеты обратно плюс небольшую комиссию за запись транзакций в блокчейн. Такой алгоритм предназначен для того, чтобы отбить охоту у злоумышленников валидировать поддельные транзакции из-за риска потерять «залог».

Отличия между Proof-of-Stake и Proof-of-Work

Очевидное преимущество Proof-of-Stake перед Proof-of-Work заключается в том, что его выполнение не требует от майнеров гигантского расхода электроэнергии, что делает его намного более эффективным. Но это не единственное его достоинство. Он также позволяет реализовать системы управления нового поколения, например, предоставив участникам сети возможность принять участие в выборе между хард- и софт-форками.

В плане превосходства PoS над PoW, можно сказать, что для проведения атаки на сеть требуется огромное количество монет, что по сути приводит к ее нецелесообразности для владельца этих же монет, так как он(они) пострадает от этой атаки в первую очередь.

В то же время PoS побуждает к накоплению монет в одних руках, что может негативно сказаться на децентрализации сети. Если найдется майнер или группа майнеров, который(которые) сосредоточит в своих руках большую часть ресурсов сети, то он(они) сможет диктовать свои правила остальным участникам сети.

PoW и PoS это основные механизмы, которые используются для подтверждения выполненной работы в сетях криптовалют, однако есть и другие менее известные и распространенные.

• Proof of Activity (доказательство активности) — стандартная гибридная схема, совмещающая PoW и PoS;
• Delegated Proof of Stake (делегированное подтверждение доли) — общий термин, описывающий эволюцию базовых консенсус-протоколов на основе подтверждения доли. DPoS используется в BitShares, а также в предложенных алгоритмах, таких как Slasher и Tendermint;
• Proof of Burn (доказательство сжигания) — «сжигание» происходит путем отправки монет на такой адрес, с которого гарантированно нельзя их потратить. Избавляясь таким образом от своих монет, пользователь получает право на пожизненный майнинг, который также устроен как лотерея среди всех владельцев сожженных монет;
• Proof of Capacity (доказательство ресурсов) — реализация популярной идеи «мегабайты как ресурсы». Необходимо выделить существенный объем дискового пространства, чтобы включиться в майнинг;
• Proof of Storage (доказательство хранения) – похожая на предыдущую концепция, при которой выделенное место используется всеми участниками как совместное облачное хранилище.

Источник