Что такое Proof of Stake (PoS) или доказательство доли владения и как оно работает

Вот вы знали, что для одной простой транзакции биткоина нужно столько же электричества, сколько в среднем потребляет один приличный загородный домик в день? Скажем спасибо алгоритму PoW за это. Proof of Stake (PoS), наоборот, призван решить проблему большого потребления электричества. Кроме того, многие эксперты утверждают, что алгоритм PoW в сети биткоин более подвержен, так называемой атаке 51%.

Что такое PoS

Немного истории. Алгоритм PoS был представлен ещё в 2011 году на форуме BITCOINTALK.ORG. Главной его целью было решение проблем, связанных с другим популярным алгоритмом консенсуса (PoW). Несмотря на то что оба этих алгоритма разработаны для обеспечения консенсуса в сети блокчейн, они используют для этого разные методы и процессы.

Как работает алгоритм консенсуса proof of stake

В основе этого алгоритма заложен псевдослучайный процесс выбора. Он позволяет выбрать узел, который будет выступать валидатором следующего блока.

Существует много разных факторов, которые влияют на то, какой именно узел будет выбран. Самые очевидные это: возраст ставок, рандомизация и богатство узла. Самый последний фактор наиболее важный. Поскольку согласно алгоритму proof of stake, чем больше у майнера монет или токенов, тем больше у него компьютерной мощности. Проще говоря, чем больше у вас токенов, тем больше шансов стать валидатором.

Отличительной чертой между алгоритмами proof of work и proof of stake (PoW и PoS) является то, что в последнем блоки не добываются, а создаются в процессе форжинга. Пользователи, которые проверяют транзакции и создают новые блоки в системе форжинга называются форжирами.

Все криптовалюты, в основе которых был заложен механизм PoS, начинались с продажи предварительно добытых монет. Криптовалюты, которые изначально использовали алгоритм PoW, могли со временем перейти на PoS.

Как принять участие в процессе форжинга криптовалют

Всё очень просто. Желающий форжить, должен заблокировать определённое количество монет в сети в качестве ставки. Вот теперь вернёмся к тому, как происходит процесс выбора валидатора следующего блока. Здесь главную роль играет размер ставки. Соответственно, чем выше ставка, тем больше у вас шансов форжить. Тем не менее, если бы всё определялось только размером ставки, то новые узлы не смогли бы участвовать в форжинге. И всё это походило бы на олигархию, где только несколько избранных руководили бы всем процессом.

Но у алгоритма Proof of Stake есть ещё два принципа, которые также играют решающую роль в процессе выбора валидатора. Это случайный выбор блоков, а также выбор возраста монеты.

Давайте сначала поговорим о методе случайного выбора блоков. Согласно этому методу, валидатора выбирают из ряда узлов с наименьшим значением хеша и наибольшей ставкой. Размер ставки — это общедоступная информация. Поэтому иногда очень легко определить, кто именно будет валидатор. Этот метод позволяет узлам с самой слабой хеш-мощностью купить себе место и стать валидаторами.

Что такое выбор возраста монеты

Метод выбора возраста монеты базируется не только на принципе равенства, но и на принципе честности. Давайте остановимся на этом поподробнее. Этот метод выбирает токены исходя из того, как давно они были поставлены на ставку. Возраст монеты определяется путём умножения количества дней ставки на количество монет ставки. Вы можете подумать, что в этом случае выбор обязательно будет сделан в пользу узлов со ставками, которые держали токены с момента создания валют. Но не всё так просто. Как только узел создаёт блок, возраст монеты аннулируется. Нужно будет подождать некоторое время для того, чтобы снова участвовать в выборе. Этот метод ещё один способ, как не позволить узлам с большими ставками иметь преимущество над узлами с маленькими ставками.

Конечно, выбор валидатора зависит не только от таких принципов, как выбор большей ставки, случайный выбор блоков или выбор возраста монет. Крупные криптопроекты также руководствуются собственными правилами и методами, чтобы определить, какой именно узел создаст блок. А дальше идёт самое интересное.

Что делает валидатор Proof of Stake

Проверяет действительны ли транзакции блока. Подписывает блок. И добавляет этот блок в блокчейн. Как упоминали ранее, в алгоритме PoS вознаграждение — это форжинг. Другими словами, форжинг — это комиссия за транзакцию.

А теперь давайте представим, что мы не хотим, чтобы наш узел создавал блок. Что будет в этом случае? Наша ставка вместе с вознаграждением будет заморожена. И станет доступной только через определённое время. Это даёт сети возможность проверить не было ли вместе с данным узлом добавлено никаких мошеннических блоков. Не стоит забывать, что когда вы форжите монеты, используя протокол PoS, вы подвергаете риску ваши ставки. Иными словами, если сеть замечает какую-либо мошенническую деятельность за определённым узлом, то форжир может потерять часть ставки или даже всю ставку.

Но это не самое страшное. Мошеннический узел может также потерять право заниматься форжингом в будущем. Кроме того, сеть Proof of Stake следит за тем, чтобы цена потери ставки всегда превышала любое потенциальное вознаграждение. Это гарантирует, что честно выполнять свою работу будет намного выгоднее, чем заниматься мошенничеством.

Единственный реальный способ заработать на мошеннических транзакциях — это контролировать 51% всех ставок, обращающихся в сети. Но если учитывать стоимость и волатильность многих криптомонет, то эффективность этого способа тоже под большим вопросом.

В алгоритме PoW майнинговая сила зависит от количества монет у майнера. Узел, работающий по данному алгоритму, может сгенерировать такой процент блоков, который не превышает процент от общей доли, которой он владеет. Например, если майнер владеет 3% всей обращающейся доли, теоретически он может генерировать не более чем 3% блоков.

Одним из таких явных минусов PoW можно назвать то, что многие такие сети предварительно могут выпускать огромное количество монет или Pre-minded coins. Это значит, что первые инвесторы, которые вложились в эти монетки, могут реально доминировать в форжинге. И в самом худшем случае, если создатели криптовалюты всё не продумают, то на первых порах крупные инвесторы могут владеть теми злополучными 51% выпущенных монет.

В теории это всё же возможно. Но на практике, по мнению нашего журнала Mining-Bitcoin, очень редко происходит. Кроме того, основатели проекта следят за балансом, чтобы не допускать концентрации 51% в чьих-то одних руках.

Итак, давайте подытожим всё, что мы узнали о Proof of Stake.

Преимущества и минусы

• PoS очень энергоэффективен. Для совершения любой транзакции требуется намного меньше электричества, чем при использовании PoW.
• PoS безопасный, потому что любая мошенническая деятельность может грозить потерей всей ставки, а также права на создание блоков.
• Сеть PoS обычно имеет как минимум три основных принципа выбора узла, которые создаёт следующий блок. Это: выбор большой ставки, случайный выбор блока и выбор возраста монет. Упомянутые принципы позволяют большому количеству пользователей создавать узлы, поскольку это легко и доступно.
• Случайный выбор блоков делает сеть Proof of stake (PoS) более децентрализованной и пулы для майнинга больше не нужны.
• Цена на монеты будет более стабильной, потому что будет меньше необходимости выпускать новые монеты в качестве вознаграждения.
• PoS-узлы (валидаторы) получают комиссию за транзакцию в качестве вознаграждения.
• Из явных минусов. Это опасность завладеть 51% монеток при предварительной продаже монет. В теории возможно, но на практике редкость.

Конечно, криптовалюта всё ещё развивается и в ближайшем будущем можем увидеть другие криптовалютные концепции и алгоритмы. Более того, каждый из нас может стать частью этого будущего. Именно поэтому мы с вами изучаем все тонкости торговли криптовалютой.

Cписок PoS монет 2021

А вы знакомы с моделью Proof of Stake? Добываете по этому алгоритму монеты или только торгуете ими?