Kaj je dokazilo o zastavi (PoS)? Novi vodnik Premier 2024

V primerjavi s standardnimi podatkovnimi zbirkami s centralno avtoriteto,

Za pravilno delovanje sistema in ob upoštevanju, da so vozlišča veriženja blokov med seboj neodvisna, mora vsako vozlišče upoštevati posebna (vendar enotna) pravila za potrjevanje transakcij v verigi blokov in zapisovanje blokov v verigo. Ta sklop pravil je znan kot algoritem soglasja verige blokov.

V tem članku bomo raziskali algoritem soglasja PoS (Proof of Stake), njegove prednosti in slabosti ter kako se razlikuje od drugega enako priljubljenega algoritma soglasja, znanega kot dokaz dela. Na koncu boste spoznali nekaj projektov veriženja blokov, ki temeljijo na algoritmu PoS.

Kaj je algoritem soglasja PoS in kako deluje?

Dokaz o deležu (PoS) je algoritem, ki se uporablja za potrjevanje lastništva digitalne valute v skupnem skladu deležev. Algoritem konsenza PoS je drugi najbolj priljubljen algoritem, ki se izvaja v kriptovalutah. Algoritem Proof of Stake je bil kot ideja predlagan na forumu Bitcointalk leta 2011, kriptovaluta PeerCoin pa je protokol prvič izvedla leta 2012.

Algoritem zahteva udeležence omrežja – lastnike kriptovalut. Ti se pridružijo skupinam in svoje pravice do rudarjenja žetonov prenesejo na udeleženca, ki oblikuje bazen udeležencev za vse delegate. Takšna omrežna vozlišča se imenujejo validatorji.

Sistem Dokazilo o zastavi je bil ustvarjen kot alternativa sistemu Dokazilo o delu, da bi odpravil njegove pomanjkljivosti, kot je velika poraba računske energije. Ta mehanizem zmanjšuje računsko delo, ki je potrebno za potrjevanje transakcij in zaščito blokov porazdeljene glavne knjige. Metoda PoS v bistvu nadomesti računsko moč z deležem, pri čemer omrežje določi posameznikovo zmožnost rudarjenja. Lastniki zastavijo svoje žetone, da pridobijo možnost potrjevanja novih blokov in postanejo “potrjevalci”.

Validatorji izvajajo postopek potrjevanja transakcij in zagotavljajo pravilnost transakcij v blokih. Če je operacija pravilna, dodajo blok v verigo blokov in prejmejo nagrado za svoj prispevek. Če pa validatorji predlagajo dodajanje bloka z namerno napačnimi podatki, bodo kot kazen izgubili nekaj vloženih sredstev.

V algoritmu PoS se lahko vsi kovanci vnaprej ustvarijo in nato razdelijo med člane omrežja. Obstajajo različne izvedbe mehanizmov konsenza verige blokov PoS, ki so naštete v nadaljevanju: sistemi PoS:

Delegirani dokaz o deležu (DPoS)

Ta algoritem se od klasičnega sistema konsenza PoS s porazdeljeno knjigo razlikuje predvsem v poskusu odpravljanja glavne pomanjkljivosti algoritma, in sicer tveganja centralizacije. Pri DPoS imetniki žetonov pravico do odobritve transakcij s kriptovalutami prenesejo na potrjevalce, ki jih volijo imetniki.

Validator lahko postane vsak član omrežja, ki ima v lasti določeno količino kriptovalute. Kljub temu lahko glasove za tega validatorja kadar koli umakne in tako podpre drugega validatorja. Vendar ima DPoS tudi pomanjkljivosti. Natančneje, tveganje je nizka udeležba udeležencev omrežja, po kateri se DPoS spremeni v PoS, in ni mogoče izključiti dogovarjanja predstavnikov.

Najeti dokaz o deležu (LPoS)

Ta vrsta PoS vključuje zakupljene delnice, ki dokazujejo lastništvo. Gre za bazen udeležencev omrežja, ki svoje deleže zakupijo udeležencem z veliko količino kriptovalute in tako oblikujejo vozlišče. Zaradi zakupljene kriptovalute imajo udeleženci omrežja možnost, da zaslužijo svoj delež kriptovalute iz rudarskih vozlišč, sicer pa je možnost za prejem nagrade majhna zaradi majhnega deleža udeležencev omrežja na celotnem trgu določene kriptovalute.

Postopek rudarjenja kriptovalut na podlagi konsenza PoS se imenuje kovanje. Vključuje vzpostavitev glavnega vozlišča, ki teče na namenskem računalniku, ki je običajno vedno povezan z internetom. V namenskem računalniku teče denarnica s kriptovalutami z najmanjšo količino kriptovalut. Glavnim vozliščem se splača delovati le z uporabo kriptovalut z zanemarljivo nizko vrednostjo priljubljenosti. Če se njihova vrednost poveča, lahko postanete velik lastnik in upravljate svoje glavno vozlišče.

• Dokazilo o vložku je protokol za dodajanje novih blokov in potrjevanje transakcij.
• PoS je okolju prijaznejši in hitrejši, vendar je običajno centraliziran – kdor ima v lasti kritično količino žetonov, lahko nadzoruje omrežje.
• Sistemi PoS so bili ustvarjeni kot alternativa dokazu dela, s ciljem odpraviti njegove pomanjkljivosti, kot je velika poraba energije.

Ključne točke

Prednosti in slabosti algoritma PoS (Proof of Stake)

Z razvojem kriptografskih tehnologij se pojavlja vse več različnih algoritmov soglasja, od katerih mora biti vsak boljši od prejšnjega, da bi spodbudil razvoj omrežij veriženja blokov. Dokazilo o deležu (Proof of Stake) kot eden izmed najbolj priljubljenih mehanizmov soglasja danes ima svoje prednosti in slabosti.

Prednosti algoritma Dokazilo o deležu (PoS)

Ta algoritem soglasja ima veliko impresivnih prednosti.

1. Ekološka prijaznost

Trajnost kriptografske tehnologije je pereče vprašanje, saj procesi rudarjenja novih valut in vzdrževanja drugih pomembnih procesov sistema veriženja blokov (vključno z različnimi algoritmi soglasja, med katerimi je tudi PoS) porabijo veliko energije. Za razliko od drugih vrst algoritmov je PoS energetsko učinkovit algoritem, ki zaradi optimizacije matematičnih modelov, na katerih deluje mehanizem konsenza, ne zahteva velike porabe. Tako je mogoče zmanjšati porabo energije in znatno zmanjšati vpliv procesa rudarjenja na okolje.

2. Visoka raven varnosti

Napad v višini 51 % je napad na omrežje veriženja blokov. Zanj je značilno, da ena oseba, skupina ali organizacija pridobi nadzor nad večino stopnje hashanja (hashing power) omrežja. V tem primeru bi imel napadalec moč, da spremeni vrstni red ali izbriše transakcije. Brisanje transakcij na primer omogoča napadalcu, da dvakrat porabi kriptovalute. Napadalec lahko prepreči tudi potrditve transakcij ali rudarjenje drugih rudarjev, kar lahko privede do izpada omrežja.

V primeru algoritma PoS bi za izvedbo “51-odstotnega napada” morali imeti več kot polovico vseh kovancev kriptovalute v obtoku, kar pomeni precejšnjo vsoto denarja. Tudi če bi napadalec zbral tako velik znesek, bi napad postal ekonomsko nerazumljiv.

3. Nizke provizije

Provizije pogosto predstavljajo oviro za rudarje. Do neke mere je rudarjenje z uporabo sistemov PoS za številne strokovnjake najboljša izbira pri rudarjenju novih blokov v omrežju porazdeljene glavne knjige. Sistem hitro potrjuje transakcije, ima nizke provizije in je enostaven za delo, kar omogoča visoke donose pri rudarjenju novih blokov v omrežju veriženja blokov. V primerjavi s sistemom konsenza Proof of Work (PoW) ponuja PoS zelo nizke stroške rudarjenja novih blokov, ki pa so še vedno odvisni od omrežja veriženja blokov.

Slabosti algoritma PoS (Proof of Stake)

Zdaj pa spregovorimo o pomanjkljivostih tega algoritma soglasja.

1. Visoka stopnja centralizacije

Ta sredstva ima običajno v lasti nekaj ljudi. Težko je na primer izbrati ceno za ICO, ki bo pritegnila največje število kupcev, hkrati pa zagotoviti, da velika količina sredstev ne bo prišla v roke ene osebe. Ko se valuta kopiči, vozlišča v omrežju pridobijo veliko količino procesorske moči. Veliki lastniki lahko z glasovanjem odločajo o nadaljnjem razvoju omrežja (kot v NEO itd.). To za številne rudarje negativno vpliva na verodostojnost tega mehanizma konsenza.

2. Problem “ničesar na kocki”

Dokazovanje dela udeležencev je zagotovljeno s fizikalnimi zakoni. Če so krivi, ne morejo “razbiti” opreme in dobiti nazaj električne energije. To je precejšnja kazen – zapravljajo električno energijo in ne zaslužijo denarja. Pri dokazovanju z delom kazen obstaja samo znotraj sistema: neetični igralci izgubijo vloge, ki so jih zamrznili. Ko se uporabniki enkrat umaknejo, so imuni. To je “nič na kocki” – grožnja, da bo z odstranitvijo svojih sredstev ustvaril valutno vilico.

3. Omejitev

Če želite sodelovati v omrežju kot validator, morate kupiti kriptovaluto, za katero morate porabiti fiat valuto – to pomeni, da morate na nek način vlagati v to dejavnost. Včasih so lahko zahteve omrežja visoke in si jih ne more privoščiti vsakdo. Po drugi strani pa večje kot je razmerje med validatorji, večja je možnost, da bodo izbrani za preverjanje bloka transakcije. Vendar v vsakem primeru vedno obstaja možnost: nekaterih blokov ne preverja ena oseba, ampak na primer skupina oseb hkrati. Najboljši potrjevalci namenoma kupujejo žetone in jih konsolidirajo, da bi zaslužili čim več denarja.

Razlike med PoS in PoW?

Dokaz dela je konsenz, ki zahteva reševanje zapletenih matematičnih problemov. Tako so rudarji prisiljeni uporabljati

zelo zmogljiva oprema z veliko porabo energije. Način delovanja sistema Proof of Stake je drugačen. Rudarjenje poteka tako, da iz denarnice vložite nekaj valute. Več kot ga imajo, večje so možnosti, da postanejo potrjevalci transakcij, dodajajo bloke v omrežje in zaslužijo nagrade. Med obema mehanizmoma soglasja pa so še druge razlike.

Značilnosti soglasja PoW

Glavna naloga rudarjev je reševanje zapletenih matematičnih problemov za ustvarjanje novih vrednosti hash za bloke, ki jih je treba povezati. Te se oblikujejo na podlagi vrednosti hasha prejšnjega bloka, s čimer se preveri celotna veriga. Kdor problem reši hitreje, prejme nagrado v obliki kriptovalute.

Verige blokov, ki temeljijo na tem soglasju, imajo resne ranljivosti. Če se v porazdeljeni knjigi pojavijo rudarji s stopnjo hashanja, večjo od 50 % skupne stopnje hashanja omrežja, lahko nadzorujejo verigo blokov. To je 51-odstotni napad, o katerem smo govorili zgoraj.

Pri uporabi konsenza “dokaza o delu” rudarji prejemajo dohodek od dodajanja novih blokov. Plačajo tudi del provizije, ki se zaračuna, ko uporabniki opravijo transakcije na platformi.

Značilnosti konsenza PoS

Pri uporabi “dokaza o lastništvu” vozlišča omrežja delujejo kot potrjevalci. Delež denarja na njihovih računih je zaveza in jamstvo za obstoj validatorjev v omrežju in pravilnost njihovih vozlišč.

Najprej lahko vozlišča z več kovanci priložijo blok in preverijo transakcije. Preden se doseže soglasje med bloki, se valuta v uporabnikovi denarnici zamrzne. Celoten postopek je samodejen. Za to dejavnost so potrjevalci plačani.

Drugič, pri konsenzu PoS še vedno obstaja tveganje “51-odstotnega napada”. Vendar pa mora imeti “lopovsko” vozlišče pri tem v lasti vsaj 51 % vseh kovancev v obtoku. Z drugimi besedami, to ni smiselno. Če bo nekdo želel kupiti toliko žetonov, bo dvignil tečaj. Če se bo količina ponovno vzpostavila, se bo sesul.

Tretjič, sistem nagrajuje preverjene transakcije v okviru konsenza PoS, ki jih plača omrežje. Preverjanje je hitrejše, omrežje pa deluje učinkoviteje kot njegov dosledni kolega “proof of work”.

Znane verige blokov, ki uporabljajo mehanizem konsenza Proof of Stake

Večina verig blokov, ki so nastale po Etereju, uporablja mehanizem konsenza Proof of Stake. Običajno je vsak mehanizem spremenjen glede na potrebe omrežja. V nadaljevanju se bomo podrobneje poglobili vanje. Sam Ethereum je zdaj s posodobitvijo Ethereum 2.0 prešel na konsenz Proof of Stake.

Ethereum

Ethereum je splošna platforma pametnih pogodb, ki se uporablja za izvajanje decentraliziranih aplikacij. Njegova primarna vrednost ni njegov lastni eter (ETH), temveč priložnost, ki jo zagotavlja virtualni stroj EVM.

Eter je prej deloval na podlagi algoritma PoW, ki je zahteval nenehno reševanje zapletenih matematičnih problemov. V ta namen so rudarji ustvarili ogromne farme z zmogljivo računalniško opremo, ki so porabile megavate električne energije. S prehodom na PoS je treba za potrjevanje transakcij hraniti le denar v denarnici Ethereum, ki je povezana z internetom. Rudarske farme niso več potrebne, s čimer se prihrani poraba energije, enakovredna porabi celotne države.

Polkadot

Polkadot je omrežni protokol, ki temelji na algoritmu konsenza PoS in omogoča prenos katerih koli podatkov med verigami blokov (ne le žetonov). To pomeni, da je omrežje pravo aplikacijsko okolje z več verigami, v katerem so mogoče stvari, kot sta registracija med verigami in računanje med verigami. Če poenostavimo: v omrežju Ethereum poteka dodeljevanje registracij samo med uporabniki znotraj določenega omrežja (verige). V nasprotju s tem se v Polkadotu informacije shranjujejo v napravah, ki delujejo v vseh integriranih omrežjih v protokolu.

Avalanche

Avalanche (AVAX) je inovativna platforma za pametne pogodbe, ki jo je ustvarilo podjetje Ava Labs. Gre za splošno namensko verigo blokov, ki daje prednost decentralizaciji, varnosti in skalabilnosti, hkrati pa zmanjšuje stroške in zagotavlja hitre transakcije.

Omrežje Avalanche sestavljajo tri neodvisne verige blokov: X Chain, C Chain in P Chain. Vsaka veriga ima ločen namen, kar se razlikuje od metod, ki jih uporabljata bitcoin (BTC) in ethereum (ETH), kjer vsa vozlišča preverjajo vse transakcije. Ločitev teh računskih nalog zagotavlja Lavini večjo prepustnost, ne da bi pri tem žrtvovali decentralizacijo.

Solana

Solana je inovativen sistem kriptovalut, zasnovan za podporo skalabilnim decentraliziranim aplikacijam (DApps). Ključna razlikovalna značilnost sistema Solana je njegov sistem soglasja PoS (Proof of Stake), ki ga podpira sistem Tower Consensus. Gre za različico sistema PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance), ki porazdeljenim omrežjem omogoča doseganje konsenza tudi ob prisotnosti zlonamernih vozlišč.

S to sinhrono uro sporazum Tower Consensus zmanjša računsko moč, potrebno za potrjevanje transakcij, saj mu ni več treba izračunavati časovnih žigov prejšnjih transakcij. To pomaga podjetju Solana doseči večjo prepustnost od večine konkurentov.

Cardano

Cardano je decentralizirana in skalabilna odprtokodna platforma za porazdeljene glavne knjige, ki temelji na dokazilu o deležu. Je ena najbolj stabilnih, zanesljivih in matematično preverjenih verig blokov naše dobe – brez prekinitev deluje že več kot pet let. Ustanovitev sistema Cardano je bila namenjena opravljanju podobnih nalog – kot sta zaganjanje pametnih pogodb in ustvarjanje aplikacij DApps. Zlasti razvoj in uporaba protokola Proof of Stake (PoS) sta povzdignila Cardano

pametne pogodbe na novo raven, saj ponujajo visoko prepustnost in hitrost transakcij, omogočajo, da so aplikacije DApps na voljo vsem udeležencem, in rešujejo težave z interoperabilnostjo s preostalimi deli verige blokov.

Pametna veriga Binance (BSC)

Binance Smart Chain (BSC) je omrežje veriženja blokov s pametnimi pogodbami, ki ga je uvedla vodilna svetovna borza kriptovalut Binance. Uradno je bilo vzpostavljeno septembra 2020 z namenom zagotavljanja visoko zmogljivih in poceni decentraliziranih finančnih storitev (DeFi) ter platforme za razvoj aplikacij.

BSC je omrežje veriženja blokov, vzporedno z Binance Chain, ki uporablja mehanizem soglasja Proof of Stake (PoS). V primerjavi z Binance Chain ima BSC večjo prepustnost transakcij in nižje provizije za transakcije, hkrati pa zagotavlja tudi funkcionalnost pametnih pogodb, kar razvijalcem omogoča izdelavo različnih decentraliziranih aplikacij (DApps) in digitalnega premoženja.

Poligon

Polygon je omrežje za skaliranje Ethereuma, namenjeno reševanju težav s skalabilnostjo, interoperabilnostjo in uporabniško izkušnjo v omrežju Ethereum. Prvotno je bilo znano kot Matic Network, preden se je preimenovalo v Polygon.

Polygon zagotavlja učinkovito rešitev za doseganje višjih hitrosti transakcij, nižjih pristojbin za transakcije in boljše uporabniške izkušnje z uporabo različnih tehnologij in struktur slojevitosti.

Osnovna

Base blockchain je platforma, ki zagotavlja učinkovite, varne in pregledne rešitve za trgovanje z digitalnim premoženjem, uporabnikom pa ponuja decentralizirano trgovalno okolje s tehnologijo blockchain ter zagotavlja učinkovitost, varnost in preglednost transakcij.

Spodnja vrstica

Z razvojem tehnologije porazdeljene glavne knjige je nastal celoten ekosistem, sestavljen iz medsebojno povezanih kriptografskih trendov, od katerih se vsak razvija z osupljivo hitrostjo. Algoritma konsenza PoS in PoW sta danes med najbolj priljubljenimi algoritmi, ki pomagata sistematizirati proces rudarjenja, v prihodnosti pa bosta zagotovo pomembno prispevala k ustvarjanju in razvoju novih, naprednejših sistemov konsenza, ki bodo digitalno tehnologijo dvignili na povsem novo raven.