Сеть Биткойн использует для работы процесс, называемый Proof of Work (PoW). Помимо биткойнов и других криптовалют на основе Proof of Work, есть еще один метод достижения консенсуса в блокчейне который называется Proof of Stake. Обе системы имеют как достоинства, так и недостатки.

После Proof of Work, Proof of Stake (PoS) в настоящее время является вторым наиболее часто используемым механизмом консенсуса в технологии блокчейн.

Алгоритм Proof of Stake выбирает создателя следующего блока в зависимости от различных механизмов, обычно так или иначе связанных с их ставкой.

В сети делегированного доказательства доли, такой как EOS, пользователи голосуют своими токенами, чтобы выбрать производителей блоков, которые проверяют транзакции и делятся полученным вознаграждением за блок с сообществом.

Поскольку производители блоков избираются с помощью токенов, которые представляют голоса, они могут почти мгновенно потерять свою власть, если будут действовать против сообщества.

Системы Proof of Stake несут в себе такие риски, как усиление последствий взлома и кражи

Участники должны быть должным образом мотивированы действовать в лучших интересах сети, чтобы не обрушить сеть.

Что такое алгоритм консенсуса Proof of Stake (PoS)?

Алгоритм консенсуса Proof of Stake (PoS) — это набор правил, управляющих сетью блокчейн и созданием собственной монеты, то есть он имеет ту же цель, что и алгоритм Proof of Work (PoW), в том смысле, что это инструмент для достижения консенсуса. В отличие от PoW, в этом процессе нет майнеров.

Вместо этого участники сети, которые хотят участвовать в доказательстве действительности сетевых транзакций и создании блоков в сети PoS, должны иметь определенную долю в сети, например, путем размещения определенной суммы валюты сети в подключенном кошельке, в свой блокчейн.

Простыми словами — у кого больше криптовалют на кошельке, тот и больше монет получает при добыче нового блока.

Однако, создатель блока в системе PoS ограничен созданием блоков, пропорциональных его или ее доле в сети.

Таким образом, сети PoS основаны на детерминированных алгоритмах, что означает, что валидаторы блоков выбираются в зависимости от характера ставки. Например, выбор баланса счета в качестве единственного критерия, по которому следующий действительный блок в цепочке блоков, потенциально может привести к нежелательной централизации. Это означало бы, что богатые участники сети получат огромные преимущества.

По этой причине существуют различные методы выбора для определения ставки или их комбинации. В разных криптовалютах, использующих PoS, используются разные варианты определения «ставок».

Примеры таких вариантов включают в себя:

  • Баланс монет в учетной записи;
  • Время, которое монеты находятся в кошельке;
  • Возраст монеты (количество монет, хранящихся в кошельке, умноженное на количество дней которые они были в этом кошельке) и другие факторы;

Преимущества и недостатки

Ниже приведем сильные и слабые стороны алгоритмов Proof of Stake.

С одной стороны, PoS устраняет некоторые недостатки системы PoW, стоящей за криптовалютами, такими как Биткойн. PoS по существу устраняет барьеры для входа в процесс проверки. Пользователям больше не нужно покупать специализированные компьютеры, чтобы получить шанс выиграть неуловимое вознаграждение за блок. Следовательно, PoS требует меньше вычислительной мощности, чем PoW, и, следовательно, также оказывает меньшее влияние на окружающую среду.

С другой стороны, некоторые сети PoS имеют серьезные недостатки в зависимости от вариантов, используемых для определения доли в сети. Производители блоков некоторых монет могут обладать невероятной мощью, если количество производителей блоков в сети невелико, и они могут проверять все транзакции. Однако полномочия продюсера могут быть автоматически отменены в любое время, когда он или она делает что-либо против интересов сети. Если, например, производитель монеты EOS не может работать над какими-либо блоками в течение 24 часов, его место быстро займет кто-то другой.

Второй серьезный недостаток заключается в том, что ряд систем PoS отдает предпочтение состоятельным пользователям — чем больше монет в их кошельке, тем весомее их голос. Такие сети, как Cardano, уже решили эту проблему, внедрив рандомизированный выбор производителей блоков. В этом случае более обеспеченные пользователи по-прежнему имеют больше шансов стать производителем блоков, но внешнее влияние «крипто-китов» — участников, владеющих гораздо большим количеством монет конкретной сети, чем средний пользователь, — уменьшается.

Иногда в сети Proof-of-Stake сразу два майнера могут создать блок одновременно из-за быстроты работы системы. Это приводит к временной путанице в сети, и узлам необходимо достичь консенсуса по действительному блоку. Следовательно, майнерам необходимо выбрать, на какую версию блокчейна потратить свои ресурсы, тем самым минуя другие возможности.

Однако, так как и в системе PoS, создание новых блоков требует небольших ресурсов, валидатор может продолжить работу с несколькими версиями вилки и создать новые блоки. Поскольку нет альтернативных затрат на форжинг в конкретной цепочке блоков, для пользователей, создающих блоки. Как следствие, пользователи могут майнить на конкурирующих ветвях блокчейна, чтобы максимизировать размер получаемых ими комиссий за транзакции. Чтобы решить эту проблему, большинство монет PoS имеют дополнительные механизмы защиты, встроенные в их протокол.

Что такое делегированное подтверждение ставки?

Алгоритм консенсуса Delegated Proof of Stake (DPoS) — это разновидность протокола консенсуса Proof of Stake

Пользователи сети выбирают достаточное количество делегатов, также называемых свидетелями, для обеспечения децентрализации сети. Избранные делегаты проверяют транзакции и генерируют блоки. Если делегат получает вознаграждение за блок, он обычно делится им с теми кошельками, которые проголосовали за него, а также имеют долю в сети.

В сети DPoS параметры сети, такие как размеры транзакций и интервалы блоков, могут быть изменены посредством голосования делегатов, также называемых свидетелями.

Если делегат не может проверить транзакции или в сети происходят другие сбои, этот механизм консенсуса обеспечивает быстрое обнаружение несоответствий и замену производителей блоков, которые не достигают консенсуса.

Будущие сценарии для сетей Proof of Stake

В настоящее время Биткойн обязательно останется в числе ведущих криптовалют. Однако в свете потребности в энергоэффективных механизмах консенсуса алгоритмы Proof of Stake (PoS), более чем вероятно, продолжат играть важную роль в будущем индустрии блокчейнов в целом. В настоящее время более 400 криптовалют используют PoS в качестве алгоритма консенсуса.