Ce este Proof of Stake (PoS)? New Premier Guide 2024
În comparație cu bazele de date standard cu autoritate centrală, blockchain este o rețea descentralizată peer-to-peer la care poate participa oricine. Sistemele blockchain clasice se bazează pe criptografie și formează un lanț secvențial de blocuri de date scrise unul după altul. Acestea au anumite proprietăți fundamentale, în funcție de modul în care sunt scrise în blockchain.
Pentru ca sistemul să funcționeze corect și având în vedere că nodurile blockchain sunt independente unul de celălalt, fiecare nod trebuie să respecte reguli specifice (dar uniforme) pentru a valida tranzacțiile blockchain și pentru a scrie blocuri în lanț. Acest set de reguli este cunoscut sub numele de algoritmul de consens al blockchain.
În acest articol, vom explora algoritmul de consens Proof of Stake (PoS), avantajele și dezavantajele sale și modul în care acesta diferă de un alt algoritm de consens la fel de popular, cunoscut sub numele de Proof of Work. În cele din urmă, veți afla despre câteva proiecte blockchain bazate pe algoritmul PoS.
Ce este algoritmul de consens PoS și cum funcționează acesta?
Proof of Stake (PoS) este un algoritm utilizat pentru a valida proprietatea monedei digitale în cadrul unui fond total de acțiuni. Algoritmul de consens PoS este al doilea cel mai popular algoritm implementat în criptomonede. Ca idee, algoritmul Proof of Stake a fost propus pe forumul Bitcointalk în 2011, iar criptomoneda PeerCoin a implementat pentru prima dată protocolul în 2012.
Algoritmul necesită participanți la rețea – proprietari de criptomonede. Aceștia se alătură grupurilor și își deleagă drepturile de exploatare a jetoanelor unui participant care formează un grup de participanți pentru toți delegații. Astfel de noduri de rețea se numesc validatoare.
Sistemul Proof of Stake a fost creat ca o alternativă la Proof of Work, cu scopul de a depăși dezavantajele acestuia, cum ar fi consumul masiv de energie de calcul. Acest mecanism reduce munca de calcul necesară pentru validarea tranzacțiilor și protejarea blocurilor din registrul distribuit. În esență, metoda PoS înlocuiește puterea de procesare cu miza, rețeaua determinând capacitatea de minerit a unei persoane. Proprietarii își pun în joc jetoanele pentru a obține capacitatea de a valida noi blocuri și a deveni „validatori”.
Validatorii efectuează procesul de validare a tranzacțiilor, asigurând corectitudinea tranzacțiilor în cadrul blocurilor. Dacă operațiunea este corectă, aceștia adaugă blocul la blockchain și primesc recompense pentru contribuția lor. Cu toate acestea, în cazul în care validatorii propun adăugarea unui bloc cu date intenționat incorecte, aceștia vor pierde o parte din activele mizate ca sancțiune.
În algoritmul PoS, toate monedele pot fi generate în prealabil și apoi distribuite între membrii rețelei. Există diverse implementări ale mecanismelor de consens PoS blockchain, enumerate în cele ce urmează Sisteme PoS:
Dovada delegată a mizei (DPoS)
Acest algoritm diferă de sistemul clasic de consens PoS al registrului distribuit, în principal în încercarea de a depăși principalul dezavantaj al algoritmului, și anume riscul de centralizare. În cadrul DPoS, dreptul de a aproba tranzacțiile cu criptomonede este delegat de către deținătorii de token-uri către validatori, care sunt votați de către deținători.
Orice membru al rețelei care deține o anumită cantitate de criptomonedă poate deveni validator. Cu toate acestea, în orice moment, voturile pentru validatorul respectiv pot fi retrase pentru a susține un alt validator. Cu toate acestea, DPoS are și dezavantaje. Mai exact, riscul este participarea scăzută a participanților la rețea, după care DPoS se transformă în PoS, iar coluziunea reprezentanților nu poate fi exclusă.
Dovada de participație închiriată (LPoS)
Acest tip de PoS implică acțiuni de probă de proprietate închiriate. Este un grup de participanți la rețea care își închiriază acțiunile participanților cu o cantitate mare de criptomonedă, formând un nod. Datorită criptomonedei închiriate, participanții la rețea au posibilitatea de a-și câștiga partea lor de criptomonedă de la nodurile de minerit; în caz contrar, șansa de a primi recompense este mică din cauza cotei mici de participanți la rețea pe întreaga piață pentru o anumită criptomonedă.
Procesul de extragere a criptomonedelor pe baza consensului PoS se numește forjare. Aceasta implică crearea unui nod principal care rulează pe un computer dedicat, care este de obicei conectat în permanență la internet. Calculatorul dedicat rulează un portofel de criptomonede cu cea mai mică cantitate de criptomonede. Este profitabil doar pentru nodurile principale să opereze folosind criptomonede cu o valoare de popularitate scăzută și neglijabilă. Dacă valoarea lor crește, puteți deveni un mare proprietar și vă puteți opera nodul principal.
Puncte cheie
- Proof of Stake este un protocol pentru adăugarea de noi blocuri și validarea tranzacțiilor.
- PoS este mai ecologic și mai rapid, dar tinde să fie centralizat – oricine deține o cantitate critică de jetoane poate controla rețeaua.
- Sistemele PoS au fost create ca o alternativă la Proof of Work, cu scopul de a depăși dezavantajele acestuia, cum ar fi consumul masiv de energie.
Argumente pro și contra algoritmului Proof of Stake (PoS)
Pe măsură ce tehnologiile criptografice se dezvoltă, apar din ce în ce mai mulți algoritmi de consens diferiți, fiecare dintre aceștia trebuind să fie mai bun decât cel precedent pentru a impulsiona dezvoltarea rețelelor blockchain. Proof of Stake, unul dintre cele mai populare mecanisme de consens din prezent, are avantajele și dezavantajele sale.
Avantajele algoritmului Proof of Stake (PoS)
Acest algoritm de consens are multe avantaje impresionante.
1. Respectul față de mediu
Sustenabilitatea tehnologiei criptografice este o problemă acută, deoarece procesele de minerit de noi monede și de menținere a altor procese importante ale sistemului blockchain (inclusiv diverși algoritmi de consens, dintre care unul este PoS) consumă multă energie. Spre deosebire de alte tipuri de algoritmi, PoS este un algoritm eficient din punct de vedere energetic, care nu necesită un consum ridicat din cauza optimizării modelelor matematice pe care funcționează mecanismul de consens. Acest lucru face posibilă reducerea consumului de energie și reducerea semnificativă a impactului procesului de minerit asupra mediului.
2. Nivel de securitate ridicat
Un atac de 51% este un atac asupra unei rețele blockchain. Se caracterizează prin faptul că o persoană, un grup sau o organizație obține controlul asupra majorității ratei de hash (puterea de hashing) a rețelei. În acest caz, atacatorul ar avea puterea de a reordona sau șterge tranzacții. De exemplu, ștergerea tranzacțiilor permite atacatorului să cheltuiască de două ori criptomonede. Atacatorul poate, de asemenea, să împiedice confirmarea tranzacțiilor sau mineritul de către alți mineri, ceea ce poate duce la defecțiuni ale rețelei.
În cazul algoritmului PoS, pentru a efectua un „atac de 51%”, ar trebui să se dețină mai mult de jumătate din totalul monedelor aflate în circulație ale unei criptomonede, ceea ce reprezintă o sumă substanțială de bani. Chiar dacă un atacator ar reuși să adune o sumă atât de mare, atacul ar deveni nerezonabil din punct de vedere economic.
3. Comisioane scăzute
Comisioanele devin adesea un obstacol pentru mineri. Într-o anumită măsură, mineritul care utilizează sisteme PoS este cea mai bună alegere pentru mulți experți în mineritul de noi blocuri într-o rețea de registre distribuite. Sistemul validează rapid tranzacțiile, are comisioane scăzute și este ușor de utilizat, permițând obținerea unor randamente ridicate atunci când se extrag noi blocuri în rețeaua blockchain. În comparație cu sistemul de consens Proof of Work (PoW), PoS oferă costuri foarte mici pentru minarea de noi blocuri, care depinde totuși de rețeaua blockchain.
Dezavantajele algoritmului Proof of Stake (PoS)
Să vorbim acum despre dezavantajele acestui algoritm de consens.
1. Nivel ridicat de centralizare
Aceste fonduri sunt de obicei deținute de câteva persoane. De exemplu, este dificil de ales un preț pentru o ICO care să atragă un număr maxim de cumpărători, asigurându-se în același timp că o sumă mare de fonduri nu ajunge în mâinile unei singure persoane. Pe măsură ce moneda se acumulează, nodurile câștigă o cantitate mare de putere de procesare în rețea. Marii proprietari pot vota pentru a decide dezvoltarea ulterioară a rețelei (ca în cazul NEO etc.). Acest lucru are un impact negativ asupra credibilității acestui mecanism de consens pentru mulți mineri.
2. Problema „Nimic în joc”
Dovada activității participanților este garantată de legile fizice. Dacă sunt vinovați, nu pot „sparge” echipamentul și nu pot recupera energia electrică. Aceasta este o sancțiune substanțială – aceștia irosesc energie electrică și nu câștigă bani. În Proof of Stake, sancțiunea există doar în cadrul sistemului: jucătorii lipsiți de etică își pierd depozitele pe care le-au înghețat. Odată ce utilizatorii se retrag, sunt imuni. Aceasta este „nimic în joc” – amenințarea de a crea o bifurcație monetară prin eliminarea fondurilor sale.
3. Limitare
Pentru a participa la rețea în calitate de validator, trebuie să achiziționați o criptomonedă, pentru care trebuie să cheltuiți valută fiat – adică trebuie să investiți în această afacere într-un anumit fel. Uneori, cerințele rețelei pot fi ridicate și nu toată lumea și-o poate permite. Pe de altă parte, cu cât raportul dintre validatori este mai mare, cu atât mai mari sunt șansele ca aceștia să fie selectați pentru a verifica un bloc de tranzacții. Cu toate acestea, există întotdeauna o șansă în orice caz: unele blocuri nu sunt verificate de o singură persoană, ci, de exemplu, de un grup de persoane simultan. Validatorii de top cumpără în mod intenționat jetoane și le consolidează pentru a câștiga cât mai mulți bani posibil.
Diferențe între PoS și PoW?
Proba de lucru este un consens care necesită rezolvarea unor probleme matematice complexe. Astfel, minerii sunt nevoiți să folosească
echipamente foarte puternice, cu un consum mare de energie. Modul în care funcționează Proof of Stake este diferit. Mineritul se face prin stocarea unei sume de bani din portofel. Cu cât au mai multe, cu atât au mai multe șanse de a deveni validatori de tranzacții, de a adăuga blocuri în rețea și de a câștiga recompense. Există însă și alte diferențe între cele două mecanisme de consens.
Caracteristicile Consensului PoW
Principala sarcină a minerilor este de a rezolva probleme matematice complexe pentru a genera noi valori hash pentru blocurile care urmează să fie conectate. Acestea sunt formate pe baza valorii hash a blocului anterior, verificând astfel întregul lanț. Cel care rezolvă problema mai repede primește o recompensă sub formă de criptomonedă.
Lanțurile de blocuri bazate pe acest consens prezintă vulnerabilități grave. Dacă minerii cu o rată de hash mai mare de 50% din rata totală de hash a rețelei apar în registrul distribuit, aceștia pot controla blockchain-ul. Acesta este atacul de 51% discutat mai sus.
În cazul în care se utilizează consensul „dovada de lucru”, minerii primesc venituri din adăugarea de noi blocuri. De asemenea, aceștia plătesc o parte din comisioanele percepute atunci când utilizatorii efectuează tranzacții pe platformă.
Caracteristicile Consensului PoS
Atunci când se utilizează „dovada de proprietate”, nodurile rețelei acționează ca validatori. Miza de bani din conturile lor este un angajament și o garanție a existenței validatorilor în rețea și a corectitudinii nodurilor lor.
În primul rând, nodurile cu mai multe monede pot atașa un bloc și verifica tranzacțiile. Înainte de a se ajunge la un consens între blocuri, moneda din portofelul utilizatorului este înghețată. Întregul proces este automat. Validatorii sunt plătiți pentru această activitate.
În al doilea rând, în cazul consensului PoS, riscul unui „atac de 51%” încă există. Totuși, pentru aceasta, nodul „necinstit” trebuie să dețină cel puțin 51% din toate monedele aflate în circulație. Cu alte cuvinte, nu are niciun sens să facem acest lucru. Dacă cineva dorește să cumpere atât de multe jetoane, va crește rata. În cazul în care suma este resetată, aceasta se va prăbuși.
În al treilea rând, sistemul recompensează tranzacțiile verificate în cadrul consensului PoS care sunt plătite de rețea. Verificarea este mai rapidă, iar rețeaua funcționează mai eficient decât omologul său consistent „proof of work”.
Blockchains cunoscute care utilizează mecanismul de consens Proof of Stake
Cele mai multe blockchains post-Ethereum utilizează mecanismul de consens Proof of Stake. În mod obișnuit, fiecare mecanism este modificat în funcție de nevoile rețelei. Le vom analiza mai pe larg mai jos. Ethereum însuși a trecut acum la consensul Proof of Stake odată cu actualizarea Ethereum 2.0.
Ethereum
Ethereum este o platformă de contracte inteligente de uz general utilizată pentru a rula aplicații descentralizate. Valoarea sa primară nu este Ether (ETH) nativ, ci oportunitatea oferită de mașina virtuală EVM.
Ether funcționa anterior pe baza algoritmului PoW, care necesita rezolvarea constantă a unor probleme matematice complexe. Pentru a face acest lucru, minerii au creat ferme uriașe cu echipamente informatice puternice, care consumau megawați de electricitate. Odată cu trecerea la PoS, pentru validarea tranzacțiilor, este nevoie doar de bani care să fie stocați într-un portofel Ethereum conectat la internet. Exploatațiile miniere nu mai sunt necesare, economisind un consum de energie echivalent cu cel al unei țări întregi.
Polkadot
Polkadot este un protocol de rețea bazat pe algoritmul de consens PoS care permite transferul oricăror date între blockchains (nu doar token-uri). Aceasta înseamnă că rețeaua este un adevărat mediu de aplicații cu mai multe lanțuri, în care sunt posibile lucruri precum înregistrarea între lanțuri și calculul între lanțuri. Să simplificăm: în rețeaua Ethereum, alocarea înregistrărilor are loc doar între utilizatorii dintr-o anumită rețea (lanț). În schimb, în Polkadot, informațiile sunt stocate pe dispozitive care funcționează în toate rețelele integrate în protocol.
Avalanșă
Avalanche (AVAX) este o platformă inovatoare de contracte inteligente creată de Ava Labs. Este un blockchain de uz general care acordă prioritate descentralizării, securității și scalabilității, reducând în același timp costurile și oferind tranzacții rapide.
Rețeaua Avalanche este formată din trei blockchains independente: X Chain, C Chain și P Chain. Fiecare lanț are un scop separat, ceea ce este diferit de metodele utilizate de Bitcoin (BTC) și Ethereum (ETH), unde toate nodurile verifică toate tranzacțiile. Separarea acestor sarcini de calcul oferă Avalanche un debit mai mare fără a sacrifica descentralizarea.
Solana
Solana este un sistem inovator de criptomonede conceput pentru a sprijini aplicațiile descentralizate scalabile (DApps). O trăsătură distinctivă cheie a Solana este sistemul de consens Proof of Stake (PoS), susținut de Tower Consensus. Este o variantă a sistemului Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT), care permite rețelelor distribuite să ajungă la un consens chiar și în prezența nodurilor rău intenționate.
Tower Consensus reduce puterea de calcul necesară pentru validarea tranzacțiilor prin utilizarea acestui ceas sincron, deoarece nu mai trebuie să calculeze marcajele temporale ale tranzacțiilor anterioare. Acest lucru ajută Solana să atingă un randament superior celui al majorității concurenților.
Cardano
Cardano este o platformă descentralizată și scalabilă de registru distribuit open-source, bazată pe Proof of Stake. Este una dintre cele mai stabile, fiabile și verificate matematic lanțuri de blocuri din epoca noastră – funcționează de peste cinci ani fără întrerupere. Cardano a fost creat pentru a îndeplini sarcini similare – cum ar fi lansarea de contracte inteligente și crearea de aplicații DApps. În special, dezvoltarea și utilizarea protocolului Proof of Stake (PoS) a ridicat Cardano
contractele inteligente la un nou nivel, oferind un debit ridicat și o viteză mare de tranzacționare, făcând DApps disponibile pentru toți participanții și rezolvând problemele de interoperabilitate cu restul blockchain-ului.
Lanțul inteligent Binance (BSC)
Binance Smart Chain (BSC) este o rețea blockchain de contracte inteligente lansată de cea mai importantă bursă globală de criptomonede Binance. Acesta a fost lansat oficial în septembrie 2020 cu scopul de a oferi servicii financiare descentralizate (DeFi) performante și cu costuri reduse, precum și o platformă de dezvoltare de aplicații.
BSC este o rețea blockchain paralelă cu Binance Chain, care adoptă mecanismul de consens Proof of Stake (PoS). În comparație cu Binance Chain, BSC are un debit de tranzacționare mai mare și comisioane de tranzacționare mai mici, oferind în același timp și funcționalitatea contractelor inteligente, permițând dezvoltatorilor să construiască diverse aplicații descentralizate (DApps) și active digitale.
Polygon
Polygon este o rețea de scalare Ethereum care are ca scop rezolvarea problemelor de scalabilitate, interoperabilitate și experiență a utilizatorilor în rețeaua Ethereum. Inițial a fost cunoscută sub numele de Matic Network înainte de a fi redenumită Polygon.
Polygon oferă o soluție eficientă pentru a obține viteze de tranzacționare mai rapide, comisioane de tranzacționare mai mici și o experiență mai bună pentru utilizatori prin adoptarea diferitelor tehnologii și structuri de stratificare.
Baza
Base blockchain este o platformă care oferă soluții eficiente, sigure și transparente pentru tranzacționarea activelor digitale, oferind utilizatorilor un mediu de tranzacționare descentralizat prin intermediul tehnologiei blockchain și asigurând eficiența, securitatea și transparența tranzacțiilor.
Concluzie
Dezvoltarea tehnologiei registrelor distribuite a creat un întreg ecosistem compus din tendințe criptografice interconectate, fiecare evoluând într-un ritm uimitor. Algoritmii de consens PoS și PoW sunt unii dintre cei mai populari algoritmi din prezent, ajutând la sistematizarea procesului de minerit și vor contribui cu siguranță în mod semnificativ la crearea și dezvoltarea unor sisteme de consens noi și mai avansate în viitor, ducând tehnologia digitală la un nivel cu totul nou.