Proof of Work vs Proof of Stake: Basic Mining Guide

Ameer Rosic

3 years ago
46 COMMENTS

دليل على العمل مقابل إثبات حصة: في الآونة الأخيرة كنت قد سمعت عن فكرة الانتقال من إجماع إثريوم على أساس نظام إثبات العمل (بو) إلى واحد على أساس ما يسمى دليل حصة.

في هذه المقالة ، سأشرح لك الاختلافات الرئيسية بين إثبات العمل مقابل إثبات حصة وسأقدم لك تعريفًا للتعدين ، أو يتم تحرير عملية العملات الرقمية الجديدة من خلال الشبكة.

أيضا ، ما الذي سيتغير فيما يتعلق بتقنيات التعدين إذا قرر المجتمع إثريوم القيام بالانتقال من “العمل” إلى “الحصة” ؟

تريد هذه المقالة أن تكون دليلاً أساسيًا لفهم المشكلة أعلاه. إذا كنت تبحث عن تجول أكثر تفصيلا ، يرجى الاطلاع على دورات بلوكشين لدينا على إثريوم.

ما هو دليل العمل ؟

أولا وقبل كل شيء ، دعونا نبدأ مع التعاريف الأساسية.

إثبات العمل هو بروتوكول له الهدف الرئيسي لردع الهجمات الإلكترونية مثل هجوم الحرمان من الخدمة الموزعة (DDoS) الذي يهدف إلى استنفاد موارد نظام الكمبيوتر عن طريق إرسال طلبات مزيفة متعددة.

كان مفهوم إثبات العمل موجودا حتى قبل بيتكوين ، ولكن ساتوشي ناكاموتو تطبيق هذه التقنية له/لها - نحن ما زلنا لا نعرف من هو ناكاموتو حقا - العملة الرقمية ثورة في الطريقة التي يتم تعيين المعاملات التقليدية.

في الواقع ، تم نشر فكرة PoW في الأصل من قبل سينثيا دورك وموني ناور مرة أخرى في عام 1993 ، ولكن مصطلح “إثبات العمل” صاغه ماركوس جاكوبسون وآري جويل في وثيقة نشرت في عام 1999.

ولكن ، بالعودة إلى التاريخ ، دليل العمل ربما هو أكبر فكرة وراء ورقة بيتكوين البيضاء ناكاموتو - التي نشرت مرة أخرى في عام 2008 - لأنه يسمح بلا ثقة وتوزيع الإجماع.

تدريب لتصبح مطور Blockchain بدء التجربة المجانية اليوم!

ما هو الإجماع غير الموثوق به والموزع ؟

إن نظام الإجماع غير الموثوق به والموزع يعني أنه إذا كنت ترغب في إرسال و/أو تلقي الأموال من شخص لا تحتاج إلى الثقة في خدمات الطرف الثالث.

عندما تستخدم طرق الدفع التقليدية ، يجب أن تثق في طرف ثالث لضبط المعاملة الخاصة بك (على سبيل المثال فيزا ، ماستركارد ، PayPal ، البنوك). وهم يحتفظون بسجلهم الخاص الذي يخزن تاريخ المعاملات وأرصدة كل حساب.

المثال الشائع لشرح هذا السلوك بشكل أفضل هو ما يلي: إذا أرسلت أليس بوب $100 ، فإن خدمة طرف ثالث موثوق بها الخصم من حساب أليس والائتمان بوب واحد ، لذلك كلاهما يجب أن يثق هذا الطرف الثالث هو الذهاب إلى القيام الشيء الصحيح.

مع بيتكوين وعدد قليل من العملات الرقمية الأخرى ، كل شخص لديه نسخة من دفتر الأستاذ (بلوكشين) ، لذلك لا أحد لديه الثقة في أطراف ثالثة ، لأن أي شخص يمكن التحقق مباشرة من المعلومات المكتوبة.

دليل على العمل والتعدين

الذهاب أعمق ، دليل على العمل هو شرط لتحديد حساب الكمبيوتر باهظة الثمن ، وتسمى أيضا التعدين ، التي تحتاج إلى القيام بها من أجل إنشاء مجموعة جديدة من المعاملات لا تثق بها (ما يسمى كتلة) على دفتر الأستاذ الموزعة يسمى بلوكشين.

التعدين بمثابة غرضين:

التحقق من شرعية المعاملة ، أو تجنب ما يسمى بالإنفاق المزدوج ؛

لإنشاء عملات رقمية جديدة من خلال مكافأة عمال المناجم لأداء المهمة السابقة.

عندما تريد تعيين معاملة هذا هو ما يحدث وراء الكواليس:

يتم تجميع المعاملات معا في ما نسميه كتلة ؛

و يتحقق عمال المناجم من أن المعاملات داخل كل كتلة مشروعة;

ول تحقيق ذلك, ينبغي لعمال المناجم حل لغز رياضي يعرف باسم مشكلة إثبات العمل;

وتعطى مكافأة لعامل المنجم الأول الذي يحل كل مشكلة كتل.

يتم تخزين المعاملات التي تم التحقق منها في بلوكشين العامة

هذا “اللغز الرياضي” له سمة رئيسية: عدم التماثل. العمل ، في الواقع ، يجب أن يكون من الصعب إلى حد ما على جانب الطالب ولكن من السهل التحقق من الشبكة. ومن المعروف أن هذه الفكرة أيضا وظيفة تكلفة وحدة المعالجة المركزية ، لغز العميل ، لغز حسابية أو وظيفة تسعير وحدة المعالجة المركزية.

جميع عمال المناجم الشبكة تتنافس لتكون أول من يجد حلا للمشكلة الرياضية التي تتعلق كتلة المرشح ، وهي مشكلة لا يمكن حلها بطرق أخرى من خلال القوة الغاشمة بحيث تتطلب أساسا عددا كبيرا من المحاولات.

عندما يجد عامل منجم أخيرا الحل الصحيح ، وقالت انها تعلن عن ذلك للشبكة بأكملها في نفس الوقت ، والحصول على جائزة كريبتوكيرنسي (المكافأة) التي يوفرها البروتوكول.

من الناحية الفنية ، عملية التعدين هي عملية تجزئة معكوس: فإنه يحدد رقما (nonce) ، وبالتالي فإن خوارزمية تجزئة التشفير للبيانات كتلة النتائج في أقل من عتبة معينة.

هذه العتبة ، ودعا صعوبة ، هو ما يحدد الطبيعة التنافسية للتعدين: يتم إضافة المزيد من قوة الحوسبة إلى الشبكة ، وارتفاع هذه المعلمة يزيد ، وزيادة أيضا متوسط عدد الحسابات اللازمة لإنشاء كتلة جديدة. هذه الطريقة أيضا يزيد من تكلفة إنشاء كتلة ، ودفع عمال المناجم لتحسين كفاءة أنظمة التعدين الخاصة بهم للحفاظ على توازن اقتصادي إيجابي. يجب أن يحدث هذا التحديث المعلمة كل 14 يومًا تقريبًا ، ويتم إنشاء كتلة جديدة كل 10 دقائق.

دليل العمل لا يستخدم فقط من قبل بلوكشين بيتكوين ولكن أيضا من قبل أثريوم والعديد من بلوكشينز أخرى.

بعض وظائف دليل نظام العمل مختلفة بسبب إنشاؤها خصيصا لكل بلوكشين ، ولكن الآن أنا لا أريد أن الخلط بين أفكارك والبيانات التقنية جدا.

الشيء المهم الذي تحتاج إلى فهمه هو أن مطوري Ethereum يريدون الآن تحويل الجداول ، وذلك باستخدام نظام إجماع جديد يسمى دليل على الحصة.

ما هو دليل على الحصة ؟

إثبات حصة هو وسيلة مختلفة للتحقق من صحة المعاملات القائمة وتحقيق توافق الآراء الموزعة.

لا يزال خوارزمية ، والغرض هو نفسه من إثبات العمل ، ولكن عملية الوصول إلى الهدف مختلفة تماما.

وقد اقترح دليل على الفكرة الأولى حصة على منتدى بيتسوينتوك مرة أخرى في عام 2011 ، ولكن أول عملة رقمية لاستخدام هذه الطريقة كانت بيرسوان في عام 2012 ، جنبا إلى جنب مع شادوكاش ، نكست ، بلاككوين ، نوشاريس/نوبيتس ، كورا و التنقل عملة.

على عكس إثبات العمل ، حيث تكافئ خوارزمية عمال المناجم الذين يحلون المشاكل الرياضية بهدف التحقق من صحة المعاملات وإنشاء كتل جديدة ، مع إثبات الحصة ، يتم اختيار خالق كتلة جديدة بطريقة حتمية ، اعتمادا على ثروتها ، ويعرف أيضا بأنها حصة.

لا مكافأة كتلة

أيضا ، يتم إنشاء جميع العملات الرقمية سابقا في البداية ، وعددهم لا يتغير أبدا.

وهذا يعني أنه في نظام بوس لا يوجد مكافأة كتلة ، لذلك ، عمال المناجم تأخذ رسوم المعاملات.

هذا هو السبب ، في الواقع ، في هذا النظام بوس يسمى عمال المناجم المزورين ، بدلا من ذلك.

لماذا إثريوم يريد استخدام بوس ؟

مجتمع إثريوم وخالقها ، فيتاليك بوتيرين ، يخططون للقيام شوكة صلبة لجعل الانتقال من إثبات العمل إلى إثبات الحصة.

ولكن لماذا يريدون التحول من واحد إلى آخر ؟

في توافق الآراء الموزعة على أساس إثبات العمل ، عمال المناجم بحاجة إلى الكثير من الطاقة. تتطلب معاملة بيتكوين واحدة نفس كمية الكهرباء مثل تشغيل 1.57 أسرة أمريكية ليوم واحد (بيانات من 2015).

وتدفع تكاليف الطاقة هذه بالعملات الورقية ، مما يؤدي إلى ضغط هبوطي مستمر على قيمة العملة الرقمية.

في بحث حديث ، قال الخبراء أن معاملات بيتكوين قد تستهلك الكثير من الكهرباء كما الدنمارك بحلول عام 2020.

المطورين قلقون جدا حول هذه المشكلة ، والمجتمع إثريوم يريد استغلال دليل على طريقة حصة للحصول على شكل أكثر اخضرارا وأرخص توزيع من توافق الآراء.

أيضا ، المكافآت لإنشاء كتلة جديدة مختلفة: مع إثبات العمل ، قد لا يملك عامل المنجم أي من العملة الرقمية التي هي التعدين.

في إثبات حصة ، المزورين هم دائما أولئك الذين يمتلكون القطع النقدية المسكوكة.

كيف يتم اختيار المزورين ؟

إذا تم تنفيذ كاسبر (البرهان الجديد لبروتوكول توافق الحصص) ، فسيكون هناك تجمع للمصادقة. يمكن للمستخدمين الانضمام إلى هذا التجمع ليتم تحديده كمزور. هذه العملية سوف تكون متاحة من خلال وظيفة استدعاء عقد كاسبر وإرسال الأثير - أو العملة التي القوى شبكة إثريوم - جنبا إلى جنب مع ذلك.

وقال فيتاليك بوتيرين نفسه على وظيفة مشتركة على رديت “أنت تلقائيا الحصول على الاستقراء بعد مرور بعض الوقت”.

وتابع قائلا “لا يوجد مخطط أولوية للحصول على الحصول على مجموعة المصادقة نفسها ؛ يمكن لأي شخص الانضمام في أي جولة يريدون ، بغض النظر عن عدد المشتركين الآخرين”.

مكافأة كل مدقق سيكون “في مكان ما حول 2-15 ٪” ، لكنه ليس متأكدا حتى الآن.

أيضا ، قال بوتيرين أنه لن يكون هناك حد مفروضا على عدد من المصادقة النشطة (أو المزورين) ، ولكن سيتم تنظيمها اقتصاديا عن طريق خفض سعر الفائدة إذا كان هناك عدد كبير جدا من المصادقة وزيادة المكافأة إذا كان هناك عدد قليل جدا.

نظام أكثر أماناً ؟

أي نظام كمبيوتر يريد أن يكون خاليا من إمكانية هجمات القراصنة ، وخاصة إذا كانت الخدمة ذات صلة بالمال.

لذا ، فإن المشكلة الرئيسية هي: إثبات الحصة هو أكثر أمانا من إثبات العمل ؟

الخبراء قلقون حيال ذلك ، وهناك العديد من المتشككين في المجتمع.

باستخدام نظام إثبات العمل ، يتم قطع الجهات الفاعلة السيئة بفضل المثبطات التكنولوجية والاقتصادية.

في الواقع ، برمجة هجوم على شبكة PoW مكلفة للغاية ، وسوف تحتاج إلى المزيد من المال مما يمكن أن تكون قادرة على سرقة.

بدلاً من ذلك ، يجب أن تكون خوارزمية PoS الأساسية مضادة للرصاص قدر الإمكان لأنه بدون عقوبات خاصة ، يمكن أن يكون إثبات الشبكة القائمة على التركيز أرخص للهجوم.

لحل هذه المشكلة ، خلق Buterin بروتوكول كاسبر ، وتصميم خوارزمية التي يمكن أن تستخدم مجموعة بعض الظروف التي قد تفقد مدقق سيئة وديعهم.

وأوضح: “يتم تحقيق النهاية الاقتصادية في كاسبر من خلال مطالبة المدققين بتقديم الودائع للمشاركة ، والاستبعاد عن ودائعهم إذا قرر البروتوكول أنهم تصرفوا بطريقة ما تنتهك مجموعة من القواعد (” شروط القطع ").

تشير شروط القطع إلى الظروف المذكورة أعلاه أو القوانين التي لا يفترض للمستخدم كسرها.

إثبات العمل مقابل إثبات حصة: الاستنتاج

بفضل نظام بوس المصادقة لا تضطر إلى استخدام قوة الحوسبة الخاصة بهم لأن العوامل الوحيدة التي تؤثر على فرصهم هي العدد الإجمالي للعملات الخاصة بهم والتعقيد الحالي للشبكة.

لذلك قد يوفر هذا التحول المستقبلي المحتمل من PoW إلى PoS الفوائد التالية:

و فورات الطاقة;

شبكة أكثر أمانا كما الهجمات تصبح أكثر تكلفة: إذا كان القراصنة ترغب في شراء 51 ٪ من العدد الإجمالي للعملات المعدنية ، فإن السوق يتفاعل من خلال ارتفاع الأسعار السريع.

وبهذه الطريقة ، سيكون CASPER بروتوكول إيداع الضمان الذي يعتمد على نظام الإجماع الاقتصادي. يجب أن تدفع العقد (أو المدققين) وديعة ضمان لكي تكون جزءًا من الإجماع بفضل إنشاء الكتل الجديدة. سيحدد بروتوكول كاسبر المبلغ المحدد للمكافآت التي يتلقاها المدققون بفضل سيطرته على الودائع الأمنية.

إذا قام أحد المدقق بإنشاء كتلة “غير صالحة” ، فسيتم حذف وديعة التأمين الخاصة به ، بالإضافة إلى امتيازه لتكون جزءًا من إجماع الشبكة.

وبعبارة أخرى ، يستند نظام الأمن كاسبر على شيء مثل الرهانات. في نظام القائم على بوس ، الرهانات هي المعاملات التي ، وفقا لقواعد الإجماع ، سوف مكافأة مدقق مع جائزة المال جنبا إلى جنب مع كل سلسلة أن المدقق قد راهن على.

لذلك ، ويستند كاسبر على فكرة أن المدققين سوف الرهان وفقا لرهانات الآخرين وترك ردود الفعل الإيجابية التي هي قادرة يسرع توافق الآراء.

Like what you read? Give us one like or share it to your friends

16,977
46
Have questions? We have built an incredible community of blockchain enthusiasts from every corner of the industry. If you have questions, we have answers! Ask community
dt_robinson@yahoo.como

:smile:

dt_robinson@yahoo.como

Liking this one... very detailed

sushrut.deshmukh@yahoo.como

The discussion whether PoW is better than PoS or vice versa, with all their relative advantages and disadvantages needs to be discussed with a larger audience. For afterall Blockchain is all about consensus, then why not a consensus within a larger community. If PoW requires huge computing power as a consequence high consumption of electricity, then people must be encouraged to use alternate renewable energy sources. This cannot be a reason to sacrifice the security it provides Visavis less consumption of power associated with PoS. Entry barriers with PoW are high so not anyone can just join the network to validate the transactions which can be the case with PoS. The very idea of Blockchain is decentralized trustless transactions without the involvement of third parties, so then what purpose Casper and such serve ?

Anis Dabdio

can someone anwser my questions what did you mean by bets ? is the forgers create blocs like in the POW ? and how they create it technically? is the forgers have to stake and in the same time instale a node in his computer ? is that node a piece of code that validate & confirm txs automaticaly ? is the forgers has the ability to on/off that node ? and what happens if they do that ? how this node can know if this tx are valide/legal or not ? is this node use some computer ressources ? CPU ... ? how the other supply of coins in POS protocol minted or released ? (in total supply) how the validator can create an invalide bloc ?

gsdeclercqo

It looks like Vitalik and Ethereum team have a plethora of interwoven and conflicting interests to solve. I will start with the biggest agency problem everyone is ignoring: 1) How to give the VC's bankrolling Ethereum a clean exit with expected returns of >20x on exit. They will be pushing hard for POS as it will create scarcity of ETH and push up their token holdings vastly for an exit. We should not ignore that the VC's interests and ETH community interests might be wholly orthogonal to each other. 2) How to keep the little guy vested and reward his/her loyalty to maintaining the integrity of the blockchain? Is this not the whole point of blockchain? Decentralized and distributed custodians of trust? Heads up! That ideal is long dead with mining pools creating hidden centralized power structures whose interests might not always be best aligned to the future of ETH nor the little minnows contributing to their pools. So, while moving this hidden centralized (concentration of control) to POS will certainly free up restrictions for the Ethereum developers to make changes, it will not democratize anything. 3) Who is being rewarded for what economic value? This is a fundamental question that needs to be clarified. Simply having 'staking pools' as trust agents is going to create other imbalances. Who is going to pay for the processing of trust (transaction verification)? What is the infrastructure going to look like? Or is that also going to get centralized as we already have in banks and effectively shafting all the minnows? If someone ‘stakes’ a very large amount of ETH, but has no supporting hardware to process transactions, what is his/her economic value? When you buy bonds/equity and get a yield, you are lending money to another entity that will invest that money in other assets to create economic value. The more speculative the assets are, the higher the risk of your investment and consequently the higher the required yield. These yields are not arbitrarily set. They are set by the market pricing the perception of default and clearing accordingly. How is the reward system of 'staking pools' going to work? Who is creating what economic value, who is setting the interest yields and according to what risk perceptions? And, what (crypto) economics are going to managing ETHs price inflation other than artificially restricting liquidity through 'staking'? One always has to ask why should one person/entity be entitled to a return without taking any risk (i.e. investment in economic generating assets)? The only concept that generates a return without creating underlying economic value is a Ponzi scheme. There, the risks are aggregated and dumped onto the last one in. So, beware of misaligned economic fundamentals. 4) How to solve the ever-increasing energy burden of crunching hashes? Maybe this constraint should also be solved by market forces and Ethereum should just create the right incentives for the market to innovate in this space? - One thing they can do is to keep a lid on algorithm complexity growth so that it is proportional to Moore's Law thus ensuring mining/forging overheads remain sustainable. - Also, the increasing variable costs of crunching MH/KWh will create pressure to innovate for energy efficient solutions. Maybe the reward system can be changed to include KWh (and/or green power) consumed regardless of your regional tariff. There is a plethora of opportunities to innovation and create value here. It just needs the right incentives. Regardless of the trust agent’s end design (POS, POW or POS/POW hybrid), my advice is that Ethereum needs to ensure that market forces determine prices, yields and transaction processing capacity. ETH’s end design needs to focus on creating the right incentives for the various stakeholders who create economic value and carry the risks and then releasing control to the community.

James Lyndono

mining pools have far more than 1000eth, the pools will act as the forgers and people will contribute to the mining pool. As a result the system for most miners will stay relatively the same.

Gunnar Forsgreno

A later article https://blockonomi.com/ethereum-casper/ explained how small players would exist in a scenario of high stakes required; “For instance, Ethereum founder Vitalik Buterin has recently thrown around a guesstimate of needing approximately 1,000 ETH to be one of the network’s inaugural stakers. He said that number could be dropped down to as low as 10 ETH over time. Whatever the number ends up being, users will still be able to band together and create “staking pools,” just like there are robust mining pools in the Bitcoin and Ethereum communities today. You’ll simply pitch your desired amount of ether in, lock in down with your peers, and rake in the dividends together (to be shared proportionally, of course).” One motive for the POS scheme part from saving energy is the ability to speed up transactions. Such a direction takes some power out of the arguments that blockchain processing would make cryptocurrency impractical for many applications that need to occur frequently.

Larry Jacksono

Proof-of-Stake - ARE YOU SURE it's a good IDEA??? GPU mining business would stop and miners would concentrate in other currencies possibly getting rid of ethereum. It would most likely dramatically decrease ethereum's value. Moreover - it would be controlled by the richest minorities which is a typical scenario for self-oriented future plans and corruption. I'd suggest to stay at Proof-of-Work model and evolve the power and possibilities.. smart-contracts will cover expensive computer calculations, for instance, by powering autonomous AI technologies which could consist of sience research, transportation, robotics, etc, etc.. Much higher demand for electricity which becomes too expensive? - Tesla is solving that problem... People, why would we still keep on living by the old system model where the earth is for god's and slaves.. i like philosophy of Jacque Fresco and even ethereum could be the key to it.. not by the governments - by the people..

Alec Chalmerso

POS is an unfortunate, but possibly accurate acronym.

Adrian Lazaro

Hi.the system in a way Look ok.the problem what i SEE is that validators will ne constrain to buy 1000 ethereum.this will Allow only rich persons to become validators.this condition is wrong!!

Hungry for knowledge?
New guides and courses each week
Looking to invest?
Market data, analysis, and reports
Just curious?
A community of blockchain experts to help

Get started today and earn 4 bonus blocks

Already have an account? Sign In