Крипто терминология: объясняем PoS/PoW
Наша серия статей подходит к концу, но есть еще много тем, которые можно обсудить. Как насчет того, чтобы рассмотреть аббревиатуру Pos/Pow? Давайте начнем!
Скорее всего, вы сталкивались с этой терминологией раньше, но давайте рассмотрим более подробно, что она означает. Мы и так используем большое количество сокращений, когда речь заходит о цифровой валюте. Концепция PoS (Proof-of-Stake) дает большие возможности для генерирования цифровой валюты. PoW (Proof of Work) является концепцией, при которой безопасность сети гарантируется суммарной вычислительной мощностью ее участников. Чтобы как-то упростить рассмотрение этих вопросов, давайте начнем с PoW.
PoW является протоколом, который используется в экономике (или функцией, если вы предпочитаете этот термин). Для его обработки требуется компьютерное время. Это легко усваивается, не так ли? Нет? Ну, я не говорю, что это сложно, давайте попробуем упростить. Концепция PoW была разработана для того, чтобы можно было противостоять атакам DDoS, которые приводили к зависанию системы и отказывались обрабатывать запросы пользователей. PoW также противостоит спаму. Концепция PoW не требует большой вычислительной мощности от вашего процессора и эффективно защищает всю сеть. Это не идеальное решение вопроса, но надо — же с чего — то начать?
Каким образом концепции связаны с генерацией цифровой валюты? В крипто мире, PoW используется для защиты ваших монет, так как поддерживает децентрализованн ые сети. Простой пример: у вас есть цифровой кошелек и в данный момент он не синхронизирован. Как только вы подключаетесь к сети, он меняет свой статус на синхронизируемый , так как начинает обращаться к blockchain. Как вы думаете, что может быть загружено в этом случае? Кошельки других людей, имеющих небольшие мощности, объединяются в сеть, с помощью которой появляется возможность совместной работы.
Концепция PoW является мерой безопасности и дает нам возможность обходиться без официальных органов регулирования наших коммерческих операций. И именно это нравится многим из нас. Это не эксклюзивная функция, которая доступна только избранным пользователям. Каждая новая монета работает с протоколом PoW с того момента, когда был запущен в обращение первый биткоин. Вопрос в том, что большинство разработчиков даже не знают, что он делает, не говоря уже о том, что их монета также работает по определенному протоколу.
С другой стороны, существует концепция PoS. Большинство людей знает о ней больше, чем о PoW, так как она позволяет зарабатывать деньги, практически ничего не делая. Так что же означает технология PoS в глазах рядового читателя?
Первоначально PoS-протокол предполагалось использовать в качестве защитного протокола, который поддерживает работу PoW. Данный протокол ищет уязвимые точки в работе системы и оптимизирует их. Одной из наиболее известных таких проблем является атака 51%. Она может произойти в том случае, когда один майнер располагает компьютерной мощностью, которая составляет более половины от общего сетевого ресурса всей системы. В этом случае процент прибыли будет распределяться неравномерно и не каждый человек захочет, чтобы больше половины его монет достались другому.
Концепция PoS не является идеальной, она представляет собой одну из многих защитных стратегий. Она также позволяет вам заработать проценты на крипто валюте, которую вы держите в своем бумажнике. Допустим, вы стали держателем 0,5% от всех сгенерированных монет, добытых сообществом. Пусть ваши монеты используют в своей работе функцию PoS. Это означает, что вы получите 0,5% от всех сгенерированных блоков только за то, что вы держите цифровые деньги у себя в кошельке. Это можно сравнить с банковским счетом, когда раз в год вы получаете определенный процент прибыли, которая переводится на сберегательный счет. PoS работает аналогичным образом это ваша награда за хранение монет в кошельке.
Конечно, есть в работе PoS и определенные минусы или побочные эффекты. Функция PoS в конечном счете приводит к постепенной инфляции всех монет.В перспективе их количество будет стремиться к бесконечности. Это означает снижение цены? Не совсем так. Большинство монет не достигают своей номинальной стоимости, так как сеть постоянно развивается. В связи с усложнением алгоритмов генерирования цифровых блоков, произойдет постепенное снижение их добычи. Но до этого момента концепцией PoS можно пользоваться. И ее защитные функции сохранятся после полной остановки сети.
PoS так же влияет на операционные издержки ваших монет. Криптомонеты, которые не поддерживают функцию PoS, станут работать с измененными комиссиями при проведении транзакций. Операционные отчисления будут зависеть от количества жетонов, которое вы отправляете или получаете. С поддержкой PoS операционные отчисления будут производиться по фиксированной ставке, независимо от количества монет, участвующих в сделке. Это лучший вариант, не так ли?
Если вы ищете аргументы, которые подтверждают целесообразность использования концепции PoS, то вам не придется долго искать. Биткоин использовал этот протокол с самого начала, но есть и другие монеты, которые так же используют PoS в своей работе. Это NovaCoin, PPCoin, и многие другие.
Proof-of-Stake: новая бизнес-модель в 2019 году?
Многие из нас слышали, что такое Proof-of-Work & Proof-of-Stake, каковы их основные преимущества и недостатки, но давайте попробуем посчитать на реальных числах, какая разница между PoW & PoS. В этой статье мы проведем «симуляцию» майнинга двух активов: Ethereum (PoW) & Tezos (PoS), а потом подведем итоги.
Что такое Proof-of-Work
Proof-of-Work (доказательство работы) — алгоритм консенсуса, который основан на доказательстве выполненной работы. Данный процесс включает в себя попытку найти хеш заголовка блока, который содержит ссылку на предыдущий блок, и суммированное значение транзакций в него включенных.
Proof-of-Work предполагает обязательное выполнение трудоемких вычислений и в то же время быструю и легкую проверку результатов. Эта особенность PoW-алгоритма называется асимметрией затрат времени.
В технологии PoW решающим фактором нахождения блока является использование больших вычислительных мощностей еe участников, и, следовательно существуют проблемы, связанные с большими затратами электроэнергии.
Идея механизма PoW появилась в 1993 году для защиты электронной почты от спама. А сам термин Proof-of-Work появился только в 1999. Впервые PoW был реализован в 1997 в проекте HashCash.
В двух словах о Proof-of-Stake
Proof-of-Stake (подтверждение доли владения) — метод защиты в криптовалютах, при котором вероятность формирования очередного блока в блокчейне пропорциональна доле криптовалюты, которая принадлежит майнеру. Следовательно, больше шансов сгенерировать новый блок имеет майнер с наибольшим балансом.
В некоторых сетях, использующих систему PoS, вознаграждение за блок отсутствует, а доход майнеров составляют только комиссии с транзакции. Для майнинга в системе PoS существует отдельный термин — стейкинг.
PoS является альтернативным механизмом PoW, впервые реализованным в 2012 году в криптовалюте PPCoin (переименована в PeerCoin). Идея Proof-of-Stake заключается в решении проблемы Proof-of-Work, связанной с большими тратами электроэнергии.
Теорию мы узнали, теперь перейдем к практике
Ethereum (ETH — платформа для создания децентрализованных онлайн-сервисов на базе блокчейна, работающих на базе умных контрактов.
Tezos (XTZ) — программная блокчейн-платформа, которая может меняться и адаптироваться через консенсус сообщества с минимальным нарушением сети.
Вы можете поиграться с данной таблицей по ссылке, перейдите на вкладку «Файл» и выберите пункт «Создать копию», после меняйте значения в указанных ячейках и сравнивайте результат.
Мы рассмотрим основные причины, по которым мы видим столь заметную разницу между PoW и PoS.
1. Масштабирование
Виталик и Артур решили поспорить, какой алгоритм консенсуса лучше: PoW или PoS. Виталик любит Ethereum, поэтому он решил майнить его, а Артур приверженец Tezos.
Виталик купил несколько GPU и в течении года успешно подтверждал блоки и получал награды, львиную долю из намайненных Ethereum уходило на покрытие расходов (электричество / обслуживание GPU и т.д), также нужно учитывать возможные технические неполадки, возникающие при работе GPU (например, перегрев карточки или выход из строя отдельного компонента).
Одновременно с этим, Артур купил себе Tezos, в котором, для участия в валидации блоков требуются только наличие монет (XTZ). Артур находит подходящий для него пул Tezos, куда он может делегировать свои XTZ. Через месяц он проверяет свой баланс и видит прирост на n-XTZ от своего изначального депозита. Артур оставляет свои токены в пуле и не выводит прибыль, потому что он знает про сложные проценты. Спустя некоторое время Виталик и Артур встречаются, чтобы сравнить, кто больше заработал. Вот что у них получилось:
В рамках долгосрочной стратегии обоих участников, например, 10 лет, их результат будет сильно отличаться.
Основные причины: шанс создания блока в PoS зависит от количества монет хранимых в кошельке, так, если Артур не выводит свои заработанные награды, а оставляет их в стейке, его шанс на создание блока будет увеличиваться с каждым разом.
Чтобы достичь такого же результата, Виталику придется вкладываться в покупку оборудования, у него будет расти расход на электричество, и в более реалистичном сценарии, ему скорее всего не будет хватать средств на покупку новых GPU с чистой прибыли от PoW.
НО! Не все так просто. Если каждый участник сети будет действовать по стратегии Артура, в таком случае, все будут зарабатывать столько же, сколько и в начале, потому что их доля в общем стейке не увеличивается по отношению к другим.
Вторая важная деталь — это Lock-up токенов и «Киты». Например, ваша доля в пуле составляет 1%, значит, вы получаете 1% от всех наград, получаемых пулом. Но тут ваша доля резко снизилась в 2 раза! Почему?
Во-первых, это может быть крупный токенхолдер, у которого прошел период блокировки токенов и он отправил их в стейк, тем самым увеличив свою долю и уменьшив вашу.
Во-вторых, у меня есть 20.000$ и я решил купить XTZ, чтобы тоже принять участие в PoS, когда я отправляю токены в стейк, я размою вашу долю при распределении наград пула, тем самым снизив вашу доходность.
2. Сложности при продаже GPU
Если вы обратитесь к отчетам Nvidia и других производителей видеокарт или даже к производителю ASIC майнеров Bitmain, вы заметите: ежегодно оборудования для майнинга дешевеет на 10%-40%, в некоторых случаях, оно может и вовсе выходить из строя.
Еще одна немаловажная деталь, вам нужно найти покупателя, который готов купить у вас ваши GPU за выставленную цену, если вам в срочном порядке нужны деньги — вы можете их просто не получить. Также, чтобы вы смогли «добывать» то же количество Ethereum, вам придется «обновлять свой парк» более мощным оборудованием.
В случае PoS вы можете вывести актив на биржу и продать его за 15 минут! (В некоторых случаях дольше, если в протоколе существует некоторая задержка при выводе наград).
3. Убытки от падения актива несут все, но с небольшой разницей…
Когда Ethereum значительно упал в цене, его майнинг стал не просто «не прибыльным», он стал — убыточным.
Когда вы купили GPU и стали подтверждать блоки, ежемесячно вы получаете счет за электричество, и чем больше у вас GPU — тем больше счет. Именно в этот момент вы можете ощутить всю «боль» своих масштабов… По факту, ваша ферма, которая приносила вам доход. начинает «вдалбливать» вас в долги…
Если вы участник пула в PoS — ваш единственный убыток — это снижение стоимости вашего стейка в $, если вы купили Tezos по 1$, а завтра он оценивается уже в 0,5$, в таком случае, ликвидная стоимость вашего актива потеряла 50%, но у вас нет постоянных издержек, потому что у вас нет расходов на электричество и содержание «фермы». Вы можете спокойно держать свой актив в пуле и зарабатывать (XTZ).
Если вы участник PoS, который не желает пользоваться пулом и держит полную ноду сам, то это 1 VPS на Amazon Web Services или Digital Ocean. При этом, ваши расходы всегда на одном уровне и не меняются от того, сколько у вас токенов на кошельке. Когда Tezos упадет в цене, вы будете терпеть убыток, но он будет составлять ~100$, если вы арендуете достаточно мощный сервер. Я использую сервер на DO Linux c 8 ГБ RAM / 160 SSD и он стоит мне 40$ в месяц.
А что по безопасности, спросите вы…
Любое делегирование активов в пул в PoS системах, в большинстве случаев не требует фактическую передачу актива владельцам пула, вы передаете «право» на валидацию блоков через «замораживание» своих токенов. В любой момент времени вы можете прекратить этот процесс, и никто кроме вас не имеет к ним доступ. Так, например, в Tezos работает смарт-контракт, который автоматически распределяет награду участникам пула.
Заменит ли Proof-of-Stake своего предшественника Proof-of-Work?
У меня нет ответа на этот вопрос, на данный момент мы можем только наблюдать на это со стороны. И пока что я замечаю, как PoS начинает набирать популярность, а точнее StaaS (Staking-as-a-Service), когда компания / фонд создает с нуля инфраструктурное решение (сервера, защищенные каналы связи, безопасное хранение ключей и т.д).
PoS — не панацея, он не лучше во всем PoW, любой выбор несет в себе определенный набор компромиссов.
PoW в Биткойне позволяет любому человеку отправить 1 BTC и убыть уверенным, что транзакция дойдет до получателя, а самое важное — это может сделать каждый, тем самым, PoW Биткойна создает социальную масштабируемость, но жертвует в скорости обработки транзакций.
PoS имеет более низкий уровень доверия, но он дает большую пропускную способность. (Например, Tezos обрабатывает 1 блок в 60 секунд).
В рамках данной статьи не описаны векторы атак, которые могут быть проведены на PoS, не рассматриваются варианты «захвата сети» более богатой группой и другие фундаментальные части. Эта статья нацелена объяснение того, почему proof-of-stake снижает расходы на майнинг и потенциально приносит больше прибыли, чем PoW.
В Америке (стартап Staked запустился в Нью-Йорке) стейкинг как потенциальный вид заработка на PoS-криптовалютах набирает стремительные обороты.
Напишите, почему вы считаете, что PoS будущее криптовалют? Или наоборот, почему PoS не может стать фаворитом среди алгоритмов консенсуса.
Что такое PoW и PoS и чем они отличаются?
PoW (Proof-of-Work) и PoS(Proof-of-Stake) – это модели проверки и подтверждения транзакций при майнинге.
Более подробно об остальных алгоритмах Консенсуса в Блокчейне, Вы можете прочитать здесь.
Технология Proof-of-Work
Вкратце:
- Proof-of-Work — это алгоритм консенсуса, который защищает децентрализованную сеть блокчейна биткойн.
- Биткойн-майнеры пытаются решать сложные математические уравнения с помощью энергоемкого процесса, чтобы генерировать новые блоки и получать вознаграждения в биткойнах.
В майнинг технология Proof-of-Work (доказательство работой) пришла вместе с Bitcoin и применяется для разгадывания блока (майнинга) с помощью специального оборудования.
Суть PoW проста: майнер решает сложную криптографическую задачу при помощи своего оборудования, отправляет результат решения в систему, которая сверяет это решение с проверочным шаблоном.
Если решения совпали – за выполненную работу майнер получает вознаграждение, при этом размер вознаграждения фиксированный (например, за разгадывание блока Bitcoin майнер получит 12,5 btc).
Однако из-за возросшей сложности разгадывания блока майнеры объединяются в пулы, где суммируется мощность их оборудования и разгадывание блока происходит быстрее. При этом размер вознаграждения делится между всеми майнерами, разгадывавшими этот блок пропорционально задействованным мощностям.
Интересно. Технология PoW существовала задолго до появления Bitcoin: в 1993 году в научной статье, авторами которой были Синтия Двор и Мони Наор. Они не дали название технологии, а лишь предложили концепцию: для доступа к какому-либо абстрактному ресурсу нужно решить определенную задачу. Идею подхватил Адам Блэк, запустивший в 1997 году проект Hashcash, основная задача которого заключалась в защите ресурса от спама. Через 2 года появился термин Proof of Work в научной статье Маркуса Якобсена и Ари Джуэлса.
Процесс майнинга биткойнов основан на Hashcash, системе доказательства работы, изобретенной Адамом Бэком в 1997 году для борьбы со спамом в электронной почте и атаками типа «отказ в обслуживании». Бэк, один из первых биткойнеров, отрицает, что он является создателем криптовалюты, Сатоши Накамото.
Какие криптовалюты используют PoW?
Proof-of-Work — это доминирующая модель консенсуса среди криптовалют. Гиганты PoW это — Bitcoin и Ethereum. Также используют ее и другие популярные монеты, такие как Litecoin, Dogecoin, Bitcoin Cash и Monero.
Технология Proof-of-Stake
Ключевое по POS:
- С помощью Proof of Stake (POS) майнеры криптовалюты могут добывать или проверять транзакции блоков в зависимости от количества монет, которые держит майнер.
- Proof of Stake (POS) был создан как альтернатива Proof of Work (POW), который представляет собой оригинальный алгоритм консенсуса в технологии Blockchain, используемый для подтверждения транзакций и добавления новых блоков в цепочку.
- POW требует огромного количества энергии, а майнерам нужно продавать свои монеты, чтобы в конечном итоге оплатить счет за свет и уйти в плюс; Proof of Stake (PoS) дает мощность «майнинга» на основе процента монет, находящихся у майнера.
- POS считается менее рискованным с точки зрения возможности атаковать сеть.
- Биткойн, крупнейшая криптовалюта, работает на основе POW, а не на POS.
В качестве альтернативы PoW в майнинге была создана технология (доказательство ставкой).
Для майнинга по PoS не нужно специальное оборудование. Вам достаточно иметь кошелек и некоторое количество монеты, которая добывается по данной технологии.
Суть PoS в том, что подтверждение транзакции (разгадывание блока) происходит кошельком с данной монетой. То есть для майнинга по PoS необходим лишь кошелек с монетой и включенный компьютер.
Однако минус этой технологии в том, что преимущество в подтверждении транзакций получает тот участник, у которого количество монет в кошельке больше. Но и держатели небольшого количества монет принимают участие в разгадывании блока пропорционально количеству своих монет: если у майнера 1% монет от их общего числа, то количество блоков, которые он разгадает, будет равно 1%.
Proof-of-Stake против Proof-of-Work
Начисление вознаграждения при разгадывании блока при PoS иное, чем при PoW: майнер получает комиссию за проведение транзакции (то есть вознаграждение начисляется из монет, которые уже находятся в обороте), а не установленное количество монет, то есть при PoS эмиссия криптовалюты не происходит. Эта сумма значительно меньше, чем при майнинге по PoW технологии, но и затраты на PoS значительно меньше.
POW против PoS: что лучше?
POW хорошо протестирован и используется во многих криптовалютных проектах.
DDoS-атаки на блокчейн, использующие этот алгоритм, невозможны с сегодняшними вычислительными технологиями. Однако высокая стоимость энергии, негативное влияние на окружающую среду, связанное с этим неблагоприятное освещение в СМИ, растущая централизация в майнинге и низкая пропускная способность транзакций, вероятно, сделают его нежизнеспособным в долгосрочной перспективе.
Сообщества все больше обеспокоены высокими затратами на электроэнергию при добыче биткойнов.
Алгоритм PoS обеспечивает более масштабируемую цепочку блоков с более высокой пропускной способностью транзакций, и несколько проектов уже приняли его, например, криптовалюта DASH.
Однако POS также не идеален. К примеру во время стейкинга злоумышленник также может совершить мошенничество и подтвердить неправильные транзакции.
Проект Ethereum в рамках запланированного перехода на PoS разработал протокол Casper, по которому такие мошенники будут наказаны конфискацией криптовалют, и лишением их возможности делать ставки когда-либо снова.
Если запланированная реализация PoS в таком известном протоколе, как Ethereum, пойдет хорошо, то криптосообщество, вероятно, будет достаточно уверено в способности алгоритма PoS обеспечивать безопасность сети. Это может склонить чашу весов в пользу PoS, и только время покажет, какой из них будет консенсусным алгоритмом блокчейна в будущем.
Почему Proof of Stake лучше, чем Proof of Work?
С другой стороны, модель Proof of Stake намного лучше, чем Proof of Work, потому что она решает множество проблем, о которых мы сейчас расскажем вам.
Централизация
Блокчейны Proof of Work дают людям, которые покупают мощные оборудования (видеокарты или Асики), больше шансов получить вознаграждение с майнинга.
В результате централизованные организации покупают тысячи устройств (видеокарт или Асики), которые генерируют максимальную мощность майнинга.
Этот тип операции известен как «майнинг-пул», и он позволяет людям «объединять» свои ресурсы, чтобы иметь шанс добывать криптовалюту, так как майнинг в соло в настоящее время почти не реален!
Следовательно, всего четыре майнинг пула (большинство из которых расположены в Китае, где дешевое электричество) контролируют более 50% общей мощности майнинга биткойна.
Это несправедливая система, поскольку она означает, что у обычного человека почти нет шансов когда-либо выиграть награду с майнинга. В этом отличие Proof of Stake.
Эта модель предотвращает объединение групп людей для доминирования в сети только для получения прибыли. Вместо этого те, кто вносит вклад в сеть, замораживая свои монеты, получают вознаграждение пропорционально сумме, которую они вложили.
Потребление электроэнергии
Некоторые блокчейны Proof of Work, такие как Биткойн, используют большое количество электроэнергии.
Недавнее исследование показало, что общее количество электроэнергии, необходимое для поддержания работоспособности сети Биткойн, превышает количество, используемое более чем 159 отдельными странами!
С другой стороны у Proof of Stake затраты на электроэнергию для проверки транзакций значительно ниже.
Атака 51%
Недавний пример атаки 51% произошел против блокчейна Verge, что позволило хакеру похитеть 35 миллионов монет XVG. На момент атаки реальная стоимость составила 1,75 миллиона долларов!
При использовании механизма консенсуса Proof of Stake не имеет финансового смысла пытаться выполнить атаку 51%. Для этого злоумышленник должен будет поставить не менее 51% от общего количества криптовалюты в обращении. Единственный способ сделать это — купить монеты на открытом рынке.
Если бы они решили купить такую значительную сумму, то реальная стоимость монеты по ходу увеличилась бы. В результате они потратят значительно больше, чем могут получить от атаки
Вывод и рекомендации
Сейчас некоторые блокчейны применяют обе технологии при формировании новых блоков (например, в криптовалютах PeerCoin и Reddcoin метод PoW используется для первоначального распределения, а PoS — для подтверждения транзакций). Это связано с тем, что количество монет каждой криптовалюты фиксировано и рано или поздно закончится. Тогда при разгадывании блока придется переходить на PoS технологию, при которой не происходит ввод новых монет в оборот.
Источник https://coinspot.io/technology/mining/kripto-terminologiya-obyasnyaem-pospow/
Источник https://habr.com/ru/post/439520/
Источник https://bytwork.com/articles/pow-pos
