Что такое PoW и PoS?

Торговцы, которые немедленно меняют свои биткоины на фиатные валюты, меняют курс BTC в меньшую сторону, и это не секрет. Тем не менее, торговцы являются не единственными, кто в этом виноват.

Система доказательства работы (Proof of Work, PoW), используемая биткоином и другими криптовалютами, не создает майнерам стимула для удержания своих монет. В зависимости оттипа используемого пула некоторые майнеры продают свои монеты в течение дня или к концу недели, в то время как другие продают свои монеты сразу после получения. Эта постоянная продажа и вызывает снижение цены BTC.

Существуют две системы, с помощью которых майнеры могут получать вознаграждение за инвестиции в криптовалюты: доказательство работы (PoW) и доказательство доли участия (Proof of Stake, PoS). Оба они являются алгоритмами достижения консенсуса в блокчейне. Однако работают они по-разному.

Что такое Proof of Work?

Биткоин основан на системе PoW. В ней вероятность нахождения блока зависит от того, сколько работы выполняется майнером.

PoW – это протокол, который имеет основной целью сдерживание кибератак, таких как распределенная атака отказа в обслуживании (DDoS). Такая атака исчерпывает ресурсы компьютерной системы или сервера, отправляя единовременно большое количество запросов.

Концепция PoW существовала еще до появления биткоина. Тем не менее, Сатоши Накамото применил эту технику к своей виртуальной валюте. Фактически, «доказательство работы» первоначально было опубликовано в 1993 году Мони Наором и Синтией Дворк. Однако сам термин был приведен в документе, опубликованном в 1999 году Ари Джуэлсом и Маркусом Якобссоном.

Возможно, PoW является самой лучшей идеей, стоящей за White Paper (документацией) биткоина, поскольку она обеспечивает доверительный и распределенный консенсус.

PoW функционирует через майнеров, пытающихся решить чрезвычайно сложные математические задачи. Поиск решения в основном является игрой в угадывание. Однако проверка правильности решений проста. Для разработки этих решений требуются ресурсы реального мира, что означает невозможность обмана системы майнерами.

Этими реальными ресурсами являются электричество и компьютеры, и именно здесь возникает основная проблема PoW. Требуется много энергии для работы компьютеров над вычислениями, что не является идеальным с экологической точки зрения. Это плохо как для окружающей среды, так и для майнеров, ибо затраты на энергию только растут.

Вам понадобится серьезная вычислительная мощность, гораздо большая, чем может себе позволить среднестатистический человек. Это значит, что доступ в сообщество майнеров становится все более эксклюзивным, что противоречит идее децентрализации и потенциально может привести к 51% атаке.

Из-за трагедии общественного достояния есть опасения, что системы PoW могут привести к низкой сетевой безопасности, что привело к переходу некоторых криптовалют на Proof of Stake.

51% атака

51% атака заключается в том, что 51 процент вычислительных мощностей сети контролируются одним майнером или (что более вероятно) майнинг-пулом. Они могут аннулировать действительные транзакции и удваивать средства. Это достигается путем создания и подтверждения своих собственных блоков. Работа остальной части майнеров, создающих настоящие блоки, будет признана недействительной.

Вот почему «доказательство ставки» действительно может помочь, потому что даже если кому-то и принадлежит 51% криптовалют, было бы не в их интересах атаковать то, в чем они имеют крупную долю. Кроме того, из-за чрезмерной дороговизны маловероятно, что кто-то будет заинтересован в покупке 51% валюты. Согласно теории игр, любая атака будет только дестабилизировать криптовалюту, уменьшая стоимость их доли, а это означает, что те, у кого большая доля криптовалюты, должны поддерживать безопасную сеть.

Трагедия биткоина как общественного достояния

Трагедия биткоина как общественного достояния подразумевает меньше стимулов для предотвращения 51% атаки, поскольку выплаты майнерам становятся все меньше и меньше. Система PoS делает любую 51% атаку более дорогой, а значит, что любой, кто попытается удвоить пеню и уничтожит веру в сеть, должен будет владеть большинством монет, и злоумышленник будет страдать от своих же действий.

Однако системы PoS не работают. Вы не можете создать сообщество вокруг своей монеты без возможности ее добычи. Большинство монет, работающих на принципе PoS, используют смешанную с PoW систему. Причина в том, что PoS поощряет накопление, отлично подходящее для спекуляций, но не для валюты, которая должна использоваться.

По словам самопровозглашенного сторонника биткоина и венчурного капиталиста Фреда Уилсона, люди накапливают свои монеты из-за волатильности цен и спекуляций. Есть опасение, что накопление BTC приведет к дефляционной спирали. Это может привести к тому, что цена BTC резко упадет и, в конечном счете, к гибели валюты.

Кроме того, системы PoS не так безопасны. Если в обращении находятся 500 монет, но только 50 из них «в доле», то злоумышленнику понадобится только 51 монета «в доле» для совершения атаки.

Что такое Доверительный и Распределенный консенсус?

Ненадежная и распределенная система консенсуса означает, что вам не нужно доверять сторонним службам, если вы хотите отправлять или получать от кого-либо деньги.

Вам нужно доверять третьему лицу, чтобы провести транзакцию (например, MasterCard, Visa, PayPal, банк), когда вы используете традиционные способы оплаты, потому что они хранят собственный частный реестр, сохраняющий историю транзакций и балансы каждой учетной записи.

Чтобы лучше это объяснить, вот вам пример: если Аня отправит Ване $100, доверенная сторонняя служба дебетовала бы с учетной записью Ани и кредитом Вани. Это значит, что они оба должны доверять третьей стороне.

У каждого есть копия блокчейна с биткоином и другими криптовалютами. Это значит, что никто не должен доверять третьим лицам, потому что каждый может напрямую проверить внесенную информацию.

Proof of Work и майнинг

PoW – это требование дорогостоящего компьютерного расчета. Данный расчет необходимо выполнить, чтобы создать новую группу доверенных транзакций (так называемый блок) на распределенной «книге», называемой блокчейном.

Майнинг служит двум целям:

• Чтобы наградить майнеров за выполнение предыдущей задачи, которая создаст новые монеты
• Чтобы избежать так называемых двойных расходов или проверить легитимность транзакции

Вот что происходит на самом деле, когда вы хотите провести транзакцию:

• Майнеры должны убедиться, что транзакции внутри каждого блока являются законными
• Майнеры должны решить математическую задачу, известную как проблема PoW
• Майнер, который первым нашел решение в каждом блоке, получает награду
• Наконец, проверенные транзакции помещаются на хранение в блокчейн

Эта «математическая головоломка» имеет ключевую особенность: асимметрию. Фактически, работа на стороне реквестера (средство для выдачи запросов) должна быть умеренно сложной, но простой для проверки сетью.

Все сетевые майнеры конкурируют, чтобы первыми найти решение математической проблемы, которая касается блока-кандидата. Эта проблема не может быть решена другими способами, никакой грубой силы, поэтому требуется существенное количество попыток.

Когда майнер, наконец, находит верное решение, он объявляет его всей сети. После этого он получит вознаграждение в криптовалюте, предоставляемой протоколом.

Процесс майнинга – это операция обратного хеширования с технической точки зрения. Он определяет число, поэтому криптографический алгоритм хеширования данных блока приводит к меньшему значению, чем заданный порог.

Этот порог определяет конкурентный характер майнинга – в сеть добавляется больше вычислительной мощности с повышением этого параметра. Данный метод также увеличивает среднее количество вычислений, необходимых для создания нового блока, а также стоимость создания блока, подталкивая майнеров к повышению эффективности их майнинговых систем для поддержания положительного экономического баланса. Обновление этого параметра должно происходить каждые 2 недели. Кроме того, каждые 10 минут создается новый блок.

PoW используется не только блокчейном Bitcoin, но и Ethereum, а также другими. Важно отметить, что разработчики Ethereum хотят использовать новую систему PoS.

Что такое Proof of Stake?

В первую очередь, это алгоритм, и цель его та же, что и у PoW. Однако процесс ее достижений совсем иной.

Впервые идея PoS была предложена в 2011 году на форуме bitcointalk. Первой криптовалютой, использующей данный метод, стала Peercoin в 2012 году.

В PoW алгоритм вознаграждает майнеров, которые решают математические задачи с целью проверки транзакций и создания новых блоков. С помощью алгоритма PoS создатель нового блока выбирается в зависимости от его богатства, также определяемого как ставка, и вознаграждения за блок нет.

Криптографические вычисления в Proof of Stake намного проще для решения. Вам нужно только доказать, что вы владеете определенным процентом всех монет, доступных в данной валюте. Например, вы могли бы подтвердить 2% всех транзакций Ethereum, если у вас есть 2% от всех ETH.

С системой PoS технически любой может стать майнером, что делает ее более справедливой, чем PoW. «Доказательство ставки» предлагает линейную шкалу относительно процента блоков, которые может подтвердить майнер, поскольку оно основано на ставке майнера в криптовалюте. Это значит, что у того, кто имеет в 10 раз больше монет, будет в 10 раз больше «решенных» блоков.