Proof of Stake (PoS) и Proof of Work (PoW) являются наиболее популярными механизмами консенсуса, используемые для защиты сети основных криптовалют. В сегодняшней статье каждый сможет понять, зачем и как работают PoS и PoW и их суть, что они представляют собой, какими отличиями они обладают, когда были созданы, какими плюсами и минусами обладают и ответим на часто задаваемые вопросы.
PoS и PoW: что это простыми словами для новичка, как работает
Чтобы подтверждать действительность транзакций, записываемые в блокчейн, в сетях используются определенные механизмы консенсуса. Наиболее старым из них считается Proof of Work (сокращение PoW, дословный перевод подтверждение работоспособности). Он был создан Сатоши Накомото и является наиболее простым и в тоже время безопасным. Вслед за ним через несколько лет был придуман PoS и получил наибольшую потребность в работе альткоинов.
Это важно! Консенсус в блокчейне – процесс, по ходу которого все участники рабочей сети криптовалюты могут договориться о тех или иных данных сети.
Proof of Work
Первый и поныне действующий алгоритм консенсуса, используемый не только в сети биткоина (тикет BTC), но и также в других популярных цифровых активах, позволяющий предотвратить двойные траты. С его помощью происходит определение того, как блокчейн сможет достигнуть консенсуса. С его помощью происходит подтверждение транзакций, являются одноранговыми без проверки доверия или простыми словами без появления конкретных посредников (третьих лиц).
В сети, которая работает с консенсусом PoW, а точнее в такой, как Биткоин, все транзакции будут проходить подтверждение при помощи майнеров. Такими участниками применяются основные ресурсы, позволяющие обеспечить наиболее безопасную работу сети, в том числе может поддерживать её корректность. Также у майнеров имеется и другая цель – создание и подтверждение блоков, содержащих в себе определенное количество транзакций. При помощи майнерского оборудования происходит решение сложных алгоритмов и математических задач.
Самому первому майнеру, которому получилось таки найти наиболее правильное решение математических алгоритмов, выпадает возможность на то, чтобы добавить собственный блок в блокчейн, получив тем самым награду за блок. Вознаграждение за блок состоит из сгенерированных единиц цифрового актива, в т.ч. биткоина и комиссий за выполненные транзакции. В определенной сети прибыль за блок будет у пользователя разной, и в нынешнее время до проведения халвинга биткоина составляет 6,25 за блок. Уже в марте – мае 2024 года произойдет в 2 раза уменьшение вознаграждения за блок: генерируется каждый 210 тысяч блоков или примерно раз в 4 года.
Proof of Stake
Proof of Stake (PoS, дословный перевод “подтверждение ставки” или “доказательство доли владения”) – алгоритм консенсуса, который был создан еще в 2011 году, и был позиционирован как альтернативное решение Proof of Work. В его задачу входит преодоление проблемы, связанной с масштабируемостью сетей, используемых в PoW. Применяется такой алгоритм в блокчейнах многих других популярных криптовалютных активах, например, Binance Coin (BNB), Solana (SOL) и Cardano (ADA). Однако, стоит сказать, что у обоих видов имеется единая цель – достижение консенсуса в цепи созданных блоков.
При этом в PoS применяется совершенно иной метод, связанный с определением участников, проверяющих блоки, содержащих транзакции. При его использовании майнеры, как элемент подтверждения транзакций отсутствует полностью. В приоритете будет не то, насколько имеется мощное оборудование у участника сети, а то, каким насколько большей суммой криптовалюты он собственно обладает. Чтобы проверять полученные блоки, инвесторы должны отправить на заморозку некоторую сумму монет в конкретном smart-контракте. Процесс является наиболее известным как стейкинг.
Затем протокол PoS выполняет выборку пользователей для проведения валидации будущего блока. От работы сети будет зависеть выбор, и в основном проводиться случайным образом или же должен соответствовать количеству цифрового актива, которого было отправлено на стейкинг. Вознаграждением для валидатора станет комиссия, за проведение транзакции проверенного блока. Поэтому важно учесть то, что чем больше будет заблокировано монет в определенной криптовалюте, тем выше шанс того, что человек будет выбран.
Отличия Proof of Stake и Proof of Work
Хотя Proof of Stake и Proof of Work – схожие механизмы консенсуса, обеспечивающие защиту блокчейна, они обладают некоторыми разницами. Всю механику работы того или иного мы описали выше, однако предлагаем вам список отличий вкратце.
- В PoW майнингом и валидацией транзакций занимаются оборудования, в имеющих наибольшую вычислительную мощность. В случае, если говорить про PoS, то процесс происходит так, что валидатором становится человек или организация, с наибольшим вложением в стейкинг. Чем большей стейк, тем больше шанс, что будет происходить валидация блока.
- Валидация и майнинг блока в старом типе алгоритма происходит с помощью вычисления математических и алгоритмических задач, требующих большие ресурсы вычислительного характера. В случае с PoS победитель может быть определен только случайным образом, учитывая размер блокировки монет, идущие для процесса, именуемый стейкингом.
- При PoW используется асики (ASIC), а также центральные (CPU) и графические процессоры (GPU). В PoS же используется компьютер или мобильный телефон, имеющих выход в интернет.
- В Proof of Work первый участник, добывший долгожданный блок получает вознаграждение за него. В случае со вторым алгоритмом же валидаторы смогут получить часть комиссий, оплачиваемые за проведение транзакций, которые могут собираться с блока, подтверждаемого пользователями.
Следует также отметить и то, что в сети безопасность будет осуществляться в PoW с помощью хэша – чем будет больше, тем наиболее безопаснее становится сама сеть. В случае с PoS работает тот же самый принцип, однако количество должно быть не хэша, а заблокированных (лежащих в стейкинге) монет.
Преимущества и недостатки
Перед подведением итогов и говорить о том, что лучше и безопаснее – PoS или PoW, нужно понять, какими преимуществами и недостатками они обладают. Ниже разберем их сильные и слабые стороны.
Proof of Work (PoW)
Очевидно, что главным преимуществом PoW считается то, что происходит высококачественная защита сети – блокчейн биткоина никогда не взламывался с самого начала его становления – с 2009 года. Кроме этого алгоритм обладает полноценной прозрачностью для любого из участников сети. Недостатками же являются:
- множество ресурсов, затрачиваемые на проведение майнинга, нанося вред экологии;
- уязвимость сети, в случае появлении атаки 51% – один человек, обладающий более 51% хешрейта может взять под собственный контроль блокчейн сеть;
- Риски, связанные с централизацией, так как наиболее крупные майнинговые компании, обладают большими фермами для майнинга криптовалют обладают некоторыми преимуществами, и в будущем способны полностью монополизировать рынок, в том числе доходы с него.
Также стоит отметить и то, что из-за расширения сетей и увеличения объема транзакций наблюдается медленная скорость транзакций.
Proof of Stake (PoS)
Низкий уровень электропотребления – один из главных плюсов, выступающий в качестве главного аргумента адептов PoS. Также к преимуществам выделяются другие моменты:
- Не требуется закупать оборудование, которое обладает высокой стоимостью;
- Необходимость в наличии большой доли токенов для получения будущего вознаграждения, позволяет предохранять сеть от различных атак;
- Скорость транзакции на порядок выше PoW, а также невысокие комиссии за проведение транзакций;
- Применяется наиболее упрощенная система масштабируемости, обладающая наименьшим риском централизации.
Несмотря на плюсы, PoS считается наиболее уязвимым к атакам злоумышленников, а также вывод «замороженных» активов (токенов) на время стейкинга считается невозможным. При наличии огромных средств в виде токенов может в значительной степени уменьшить статус децентрализации сети всего блокчейна.
Подведение итогов: что безопаснее PoS или PoW?
Proof of Work и Proof of Stake смогли вовремя занять собственную нишу в криптовалютной среде. Сложно сказать, какой из протоколов консенсуса наилучший и безопаснее на 2023 год. Судя по отзывам, критика со стороны адептов PoS по поводу PoW в электропотреблении и высокого углеродного следа даёт своё дело, однако зарекомендовал себя как наиболее надежный алгоритм, обладающий высоким уровнем безопасности.
На фоне успешного перехода криптовалюты Ethereum от PoW к PoS после подготовки, длившаяся несколько лет все же смогла перейти еще в сентябре 2022 года, то тогда можно с уверенностью сказать о том, что PoW станет в будущем наиболее предпочтительной системой для проектов в будущем. Обладая повышенным распространением и плюсы, протокол консенсуса имеет все возможности для своего будущего развития.
