Доказательство ставки (PoS) в блокчейне
Proof of Stake (PoS) - это тип алгоритма, который направлен на достижение распределенного консенсуса в блокчейне. Этот способ достижения консенсуса был впервые предложен здесь Quantum Mechanic, а позже Санни Кинг и его коллеги написали об этом статью. Это привело к появлению Peercoin на основе Proof-of-Stake (PoS).
Столб этого значения / денег мы ставка на определенный исходе. Этот процесс называется стейкингом.
Более конкретное значение ставки будет определено позже.
Почему Proof-of-Stake:
До подтверждения доли самым популярным способом достижения распределенного консенсуса было использование Proof-of-Work (реализовано в Биткойне). Но Proof-of-Work довольно энергоемкий (электрическая энергия при майнинге биткойнов). Таким образом, механизм консенсуса на основе доказательства работы увеличивает шансы организации на добычу нового блока, если у нее больше вычислительных ресурсов. Помимо двух верхних пунктов, есть и другие недостатки механизма консенсуса на основе PoW, которые мы обсудим позже. В таком сценарии имеет смысл использовать механизм Proof-of-Stake.
Что такое Proof-of-Stake:
Как понятно из названия, узлы в сети делают ставку на определенное количество криптовалюты, чтобы стать кандидатами на проверку нового блока и получение с него комиссионных. Затем алгоритм выбирает из пула кандидатов узел, который будет проверять новый блок. Этот алгоритм выбора объединяет количество ставок (количество криптовалюты) с другими факторами (такими как выбор на основе возраста монеты, процесс рандомизации), чтобы сделать выбор справедливым для всех в сети.
- Выбор по возрасту монет:
Алгоритм отслеживает время, в течение которого каждый узел-кандидат в валидатор остается валидатором. Чем старше становится узел, тем выше шансы, что он станет новым валидатором. - Выбор случайного блока:
Валидатор выбирается с комбинацией «наименьшего значения хеш-функции» и «наибольшей ставки». Узел, имеющий наилучшую взвешенную комбинацию из них, становится новым валидатором.
Типичный рабочий процесс механизма на основе PoS:
- Узлы совершают транзакции. Алгоритм PoS помещает все эти транзакции в пул.
- Все узлы, претендующие на роль валидатора для следующего блока, повышают ставку. Эта ставка сочетается с другими факторами, такими как «возраст монеты» или «рандомизированный выбор блока» для выбора валидатора.
- Валидатор проверяет все транзакции и публикует блок. Его доля по-прежнему заблокирована, и награда за форжинг также еще не назначена. Это делается для того, чтобы узлы в сети могли «ОК» новый блок.
- Если блок находится в состоянии «ОК», валидатор получает обратно ставку и вознаграждение. Если алгоритм использует механизм, основанный на возрасте монет, для выбора валидаторов, валидатор для текущего блока сбрасывает свой возраст монеты на 0. Это ставит его в низкий приоритет для следующих выборов валидатора.
- Если блок не проверяется другими узлами в сети, валидатор теряет свою ставку и помечается алгоритмом как «плохой». Процесс снова начинается с шага 1, чтобы создать новый блок.
Функции:
- Существующие фиксированные монеты:
В сети всегда циркулирует ограниченное количество монет. Не существует создания новых монет (например, путем майнинга в случае биткойнов и других систем на основе PoW). Обратите внимание, что сеть начинается с конечного числа монет или «сначала начинается с PoW, а затем переходит на PoS» в некоторых случаях. Это инициирование с помощью PoW предназначено для вывода монет / криптовалюты в сеть. - Комиссия за транзакцию в качестве вознаграждения майнерам / форжерам:
За каждую транзакцию взимается определенная комиссия. Он накапливается и передается сущности, которая создает новый блок. Обратите внимание, что если поддельный блок признан мошенническим, комиссия за транзакцию не вознаграждается. Более того, ставка валидатора также теряется (что также известно как слэшинг ). - Непрактичность атаки 51%:
Чтобы провести атаку 51%, злоумышленник должен владеть 51% всей криптовалюты в сети, что довольно дорого. Это делает атаку слишком утомительной, дорогостоящей и не очень прибыльной. При накоплении такой доли от общей криптовалюты могут возникнуть проблемы, поскольку может быть не так много валюты для покупки, а также то, что покупка все большего количества монет / стоимости будет становиться дороже. Кроме того, проверка ошибочных транзакций приведет к тому, что валидатор потеряет свою долю, что приведет к отрицательному вознаграждению.
Преимущества PoS:
- Энергоэффективный:
Поскольку все узлы не конкурируют друг с другом за присоединение нового блока к цепочке блоков, энергия сохраняется. Кроме того, не нужно решать никаких проблем (как в случае системы Proof-of-Work), что позволяет экономить электроэнергию. - Децентрализация:
В таких блокчейнах, как Биткойн (система Proof of Work для достижения распределенного консенсуса), существует дополнительный стимул в виде экспоненциального вознаграждения для присоединения к пулу майнинга, что ведет к более централизованному характеру блокчейна. В случае системы на основе Proof-of-Stake (например, Peercoin) вознаграждение пропорционально (линейно) сумме ставки. Таким образом, он не дает абсолютно никаких дополнительных преимуществ для присоединения к майнинговому пулу; тем самым способствуя децентрализации. - Безопасность:
Человек, пытающийся атаковать сеть, должен будет владеть 51% долей (довольно дорого). Это ведет к безопасной сети.
Слабость механизма PoS:
- Валидаторы больших ставок:
Если группа кандидатов в валидаторы объединится и будет владеть значительной долей общей криптовалюты, у них будет больше шансов стать валидаторами. Повышенные шансы приводят к увеличению выбора, что приводит к все большему и большему заработку вознаграждений, что приводит к владению огромной долей валюты. Это может привести к централизации сети со временем. - Новая технология:
PoS все еще относительно новый. Исследования продолжаются, чтобы найти недостатки, исправить их и сделать ее жизнеспособной для действующей сети с фактическими валютными транзакциями. - Проблема «ничего не поставлено»:
Эта проблема описывает небольшой недостаток или отсутствие недостатков для узлов в случае, если они поддерживают несколько цепочек блоков в случае разделения цепочки блоков (разветвления цепочки блоков). В худшем случае каждая вилка приведет к нескольким блокчейнам, и валидаторы будут работать, а узлы в сети никогда не достигнут консенсуса.
Блокчейны с использованием Proof-of-Stake:
- Ethereum (обновление Casper)
- Peercoin
- Nxt
Варианты Proof-of-Stake:
- Обычный Proof-of-Stake - тот, который обсуждается в этой статье.
- Делегированное доказательство ставки
- Арендованное доказательство ставки
- Доказательство ставки мастерноды