Что такое Proof of Stake? Понимание механизма согласования PoS в Блокчейн

Основные понятия о Proof of Stake

Доказательство доли (PoS) является механизмом согласия, используемым в блокчейн-сетях для проверки транзакций и создания новых блоков. В отличие от Доказательства работы (PoW), PoS не требует большой вычислительной мощности, а основывается на количестве криптовалюты, которое пользователи готовы "stake" (вложить) в систему.

В системе PoS валидаторы ( выбираются для создания новых блоков на основе суммы средств, которые они ставят, и других факторов, таких как время ставки. Это значительно снижает потребление электроэнергии по сравнению с традиционным механизмом PoW.

Как работает Proof of Stake

PoS работает на основе основного принципа, что пользователи должны внести определенную сумму криптовалюты, чтобы стать валидатором. Этот процесс проходит следующим образом:

1. Депозит )Ставка(: Пользователь вносит определенную сумму криптовалюты в систему.
2. Выбор валидатора: Система случайным образом выбирает валидатора для подтверждения транзакций, при этом вероятность выбора пропорциональна количеству стейка.
3. Подтверждение транзакции: Выбранный валидатор будет проверять и подтверждать транзакции.
4. Создание нового блока: После проверки валидатор создает новый блок и получает вознаграждение.
5. Механизм наказания: Если валидатор действует злонамеренно или недобросовестно, часть или вся сумма стейка может быть конфискована.

Этот механизм создает экономические стимулы для валидаторов действовать честно и защищать сеть.

Сравнение Proof of Stake и Proof of Work

| Критерий | Доказательство доли )PoS( | Доказательство работы )PoW( | |----------|----------------------|---------------------| | Механизм аутентификации | На основе суммы депозита | На основе вычислительной мощности | | Потребление энергии | Низкое | Высокое | | Скорость проверки | Быстрее | Медленнее | | Риск концентрации | Люди с большим количеством денег имеют преимущество | Люди с большим количеством оборудования для добычи имеют преимущество | | Кибербезопасность | Обеспечено экономической стоимостью залога | Обеспечено потребляемой энергией |

Практическое применение Proof of Stake

PoS широко применяется в многих важных блокчейн-проектах. Одним из самых ярких примеров является Ethereum 2.0, проект, который перешел от PoW к PoS для улучшения масштабируемости и снижения воздействия на окружающую среду.

Другие блокчейны, использующие PoS, включают Cardano с протоколом Ouroboros, Tezos с механизмом Liquid Proof of Stake и многие другие инновационные проекты. Популярность PoS растет благодаря его преимуществам в энергоэффективности и масштабируемости.

Варианты Proof of Stake

С развитием технологии блокчейн появилось множество вариантов PoS:

1. Делегированное доказательство доли )DPoS(: Позволяет пользователям голосовать за представителей для подтверждения транзакций от их имени.
2. Лизинговый Proof of Stake )LPoS(: Позволяет пользователям сдавать свои токены в аренду узлам верификации.
3. Чистое доказательство доли: Сосредоточено на выборе валидатора совершенно случайным образом из всех тех, кто ставит.
4. Bonded Proof of Stake: Требует от валидатора заблокировать свои активы на определенный период времени.

Каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки, соответствующие конкретным требованиям каждого проекта блокчейна.

Преимущества и вызовы Proof of Stake

Преимущества:

• Эффективность энергии: Потребляет значительно меньше энергии, чем PoW.
• Лучшее масштабирование: Быстрая обработка транзакций с более низкими затратами.
• Распределение прав: Увеличение возможностей участия для пользователей, не имеющих специализированного оборудования для майнинга.
• Кибербезопасность: Атака 51% требует обладания большим количеством криптовалюты, что делает атаку дорогостоящей.

Вызов:

• Проблема "Ничего не ставить": Валидаратор может подтверждать несколько ветвей блокчейна без штрафа.
• Скрытая централизация: Люди с большим количеством денег могут контролировать больше прав на верификацию.
• Начальная точка: Начальное распределение токенов влияет на долгосрочную децентрализацию.
• Техническая сложность: Развертывание и обеспечение безопасности системы PoS сложнее, чем у PoW.

Будущее Proof of Stake в технологии блокчейн

С учетом тенденции к устойчивому развитию окружающей среды и энергоэффективности, PoS становится более предпочтительным механизмом согласования. Успешный переход Ethereum на PoS стал важной вехой, показывающей возможность применения этого механизма в большом масштабе.

Непрерывные улучшения в алгоритме PoS решают текущие проблемы, включая усиление децентрализации и безопасности. Многие новые блокчейн-проекты выбирают PoS в качестве механизма консенсуса по умолчанию, что демонстрирует веру отрасли в долгосрочный потенциал этой технологии.

По мере того как технологии блокчейн продолжают развиваться, PoS будет играть важную роль в создании более устойчивых и эффективных распределенных систем, способствуя развитию глобальной экосистемы Web3.