Proof-of-Work vs. Proof-of-Stake: Как изменится Ethereum
Главная Обучение, Ethereum, Майнинг

Скорее всего, до недавнего времени вы даже не слышали, что Ethereum переходит с системы на Proof-of-Work на Proof-of-Stake. Что изменится в технологиях майнинга, если сообщество Ethereum решит сменить одно на другое?

Что такое Proof-of-Work?

Это протокол, главная цель которого — защита от кибератак, таких как DDoS-атака, при которой злоумышленники перегружают вычислительные ресурсы системы, посылая многочисленные ложные запросы.

Концепция Proof-of-Work (PoW) существовала задолго до биткоина (Bitcoin), но когда Сатоси Накамото применил (или применила — мы до сих пор ничего не знаем о личности создателя криптовалюты) эту технику к своему изобретению, это положило начало революции в области цифровых транзакций.

Строго говоря, идея PoW была предложена Синтией Дворк и Мони Наор еще в 1993 году, но сам термин появился гораздо позже, в 1999-м, в статье Маркуса Джейкобсона и Ари Джуэлса.

Но вернемся в настоящее. Не будет преувеличением сказать, что Proof-of-Work — главная идея, лежащая в основе биткоина: именно она служит базой для распределенного реестра.

Что такое распределенный реестр?

Это система, с помощью которой вы можете совершать денежные переводы напрямую, не прибегая к услугам посредников.

При традиционных методах проведения финансовых операций вы фактически доверяете свои средства третьей стороне (например, Visa, Mastercard, PayPal или банку), которая и осуществляет транзакцию. Третья сторона ведет собственный закрытый реестр транзакций, включающий записи об истории сделок и данные о балансе каждого аккаунта.

Однако в случае биткоина и некоторых других криптовалют копия такого реестра фактически есть у каждого участника системы — именно такой распределенный реестр и называется блокчейном. Каждая сторона в транзакции может проверить всю информацию самостоятельно, поэтому необходимость в посредниках отпадает.

Proof-of-Work и майнинг

На более глубоком уровне Proof-of-Work представляет собой набор требований к сложным компьютерным вычислениям, которые необходимо провести, чтобы создать новую группу заверенных транзакций ( блок) и добавить ее к распределенному реестру (блокчейну). Этот процесс называется майнингом. Майнинг преследует две главные цели:

  1. Верификация сделки, которая позволяет избежать так называемого двойного расходования;
  2. Создание новых единиц криптовалюты (фактически, майнеры получают их в награду за выполнение предыдущей задачи).

При транзакции с криптовалютой происходит следующее:

  • Транзакции случайным образом группируются в блоки;
  • Майнеры подтверждают легитимность транзакций в каждом блоке;
  • Для этого им приходится решить сложную математическую задачу, известную как proof-of-work problem;
  • Первый майнер, решивший задачу, связанную с конкретным блоком, получает вознаграждение в виде криптовалюты;
  • Заверенные транзакции добавляются к блокчейну, который доступен каждому участнику системы.

Ключевая особенность этой математической задачи — асимметрия: она должна быть умеренно сложной для майнера, но достаточно простой для сети в целом. Это достигается с помощью криптографии. Каждый майнер в сети пытается найти решение задачи первым; при этом найти его фактически можно лишь методом прямого перебора, поэтому для успешного решения требуется множество попыток.

Когда кто-то из майнеров находит решение, система оповещает об этом всех участников сети, одновременно начисляя майнеру вознаграждение согласно существующему протоколу.

Сложность майнинга позволяет поддерживать его соревновательную природу: чем выше распределенная вычислительная мощность сети, тем выше становится этот параметр, — иными словами, возрастает число вычислений, которые нужно провести, чтобы создать новый блок.

Метод также повышает стоимость создания блока, побуждая майнеров наращивать эффективность своих систем, чтобы сохранить положительный экономический баланс. Повышение порога должно происходить в среднем каждые 14 дней, а новый блок формируется каждые 10 минут.

Proof-of-Work используется не только в системе биткоина, но и в Ethereum и многих других системах, основанных на блокчейне.

В каждом случае конкретные особенности системы Proof-of-Work могут немного отличаться, поскольку создаются индивидуально для каждого блокчейна.

Разработчики Ethereum хотят изменить систему целиком, перейдя к новой системе под названием Proof-of-Stake.

Что такое Proof-of-Stake?

Proof-of-Stake — другой способ верифицировать транзакции и обеспечивать distributed consensus.

Это алгоритм, который служит ровно тем же целям, что и Proof-of-Work, но способ достижения этих целей совершенно отличается.

Идея Proof-of-Stake была впервые предложена на форуме bitcointalk еще в 2011 году; год спустя появились первые криптовалюты, использующие этот метод, — Peercoin, ShadowCash, Nxt, BlackCoin, NuShares/NuBits, Qora и Nav Coin.

В отличие от Proof-of-Work, где алгоритм вознаграждает майнеров, которые проводят вычисления для валидации транзакций и создания новых блоков, в Proof-of-Stake создатель нового блока выбирается системой заранее на основании его состояния, то есть доли в общем количестве криптовалюты.

Никакого вознаграждения за блок

Кроме того, это означает, что весь объем криптовалюты в системе создан изначально и никогда не меняется. Поэтому в системе PoS вознаграждение за блок отсутствует в принципе. Доход майнеров составляют исключительно комиссии с транзакций. Поэтому для майнинга в системе PoS существует отдельный термин: форджинг.

Почему Ethereum хочет перейти на PoS?

Сообщество Ethereum и создатель криптовалюты Виталик Бутерин планируют провести хардфорк, чтобы перейти с системы Proof-of-Work на Proof-of-Stake.

Но почему? Распределенный реестр, основанный на Proof-of-Work требует от майнеров больших затрат энергии. Одна транзакция с биткоином требует столько же электроэнергии, сколько полторы семьи потребляют за целый день.

А за электричество майнерам приходится платить обычными, фиатными деньгами, и это постоянно сдерживает рост ценности криптовалюты.

Недавнее исследование показало, что к 2020 году транзакции в сети биткоина будут потреблять столько же электричества, сколько все население Дании.

Это сильно беспокоит разработчиков криптовалют, и сообщество Ethereum хочет использовать Proof-of-Stake как более экологичную и дешевую форму поддержания распределенного реестра.

Кроме того, изменится механизм вознаграждения: в системе Proof-of-Work у майнера может вообще не быть криптовалюты, для которой он проводит вычисления. В случае Proof-of-Stake, форджеры всегда владеют какой-то частью криптовалюты.

Как стать форджером?

Если новый протокол Proof-of-Stake под названием Casper будет применен, в системе появится некий пул валидаторов. Пользователи смогут присоединяться к пулу, чтобы получить возможность войти в число форджеров. Сам Бутерин утверждает:

«У системы не будет каких-то предпочтений по поводу того, кто сможет войти в пул валидаторов. Кто угодно сможет присоединиться на каком угодно этапе, независимо от количества других участников».

Вознаграждение для валидаторов составит «от 2% до 15% от суммы транзакции», говорит Бутерин, — впрочем, по этому пункту у него пока нет уверенности.

Кроме того, Бутерин заявил, что, хотя число валидаторов (форджеров) не будет ограничиваться программно, его можно будет регулировать экономически, сокращая размер комиссии, если желающих станет слишком много, или увеличивая, если их будет не хватать.

Более надежная система?

Любая компьютерная система нуждается защите от хакерских атак, особенно если она как-то связана с деньгами. Поэтому главный вопрос сводится к следующему: будет ли Proof-of-Stake безопаснее, чем Proof-of-Work?

Он беспокоит не только экспертов — скептики находятся и в самом сообществе. В случае Proof-of-Work злоумышленникам трудно получить доступ к системе из-за высокого технологического и экономического порога вхождения.

Атаки в системе PoW обходятся очень дорого — чаще всего для этого вам понадобится больше денег, чем вы в итоге сможете украсть.

Системе PoS, напротив, понадобятся дополнительные средства защиты — без этого атаковать ее будет гораздо проще.

Чтобы разрешить этот вопрос, Бутерин создал протокол Casper, —алгоритм, способный определять обстоятельства, при которых неблагонадежный валидатор может потерять свой депозит. Он поясняет: «Casper требует, чтобы валидаторы вносили вклад для участия. Участник теряет депозит, если протокол определяет, что он нарушил некоторый набор правил».

Вывод

Благодаря PoS валидаторам не нужно использовать свою вычислительную мощность, — единственными факторами, влияющими на успех, является общее количество их собственных монет и текущая сложность системы.

Таким образом, переход от PoW к PoS может обеспечить следующие преимущества:

  1. Экономия энергии;
  2. Более безопасная сеть, поскольку атаки станут более дорогими: если хакер захочет купить 51% от общего количества монет, рынок отреагирует быстрым повышением цен.

Узлы сети, (или валидаторы), должны заплатить залог, чтобы стать частью распределенного реестра. Casper определит конкретную сумму вознаграждений, причитающихся валидаторам, исходя из внесенных ими сумм.

Если некий валидатор создаст «недопустимый» блок, его залог будет удален, а сам он лишится возможности участия в системе.

Другими словами, система безопасности Casper основана на чем-то вроде ставок. В системе PoS валидатор как бы делает ставку на транзакцию и получает денежный приз, пропорциональный своему вкладу.

Подготовила Тая Арянова

Читайте также:

Хотите узнать больше о гражданстве за инвестиции? Оставьте свой адрес, и мы пришлем вам подробный гайд

Пожалуйста, опишите ошибку
Закрыть
Что происходит на рынке? Будь в курсе!
Только у нас бесплатные котировки и все финансовые новости в одном месте.
Закрыть
Спасибо за регистрацию
Поставь лайк, чтобы мы и дальше могли публиковать интересные материалы бесплатно