Proof of Work vs Proof of Stake: Basic Mining Guide

Ameer Rosic

3 years ago
46 COMMENTS

הוכחת עבודה לעומת הוכחת כף המאזניים: לאחרונה אולי שמעת על הרעיון לעבור מקונצנזוס Ethereum מבוסס על מערכת הוכחת עבודה (שבוי) לאחד המבוסס על מה שנקרא הוכחת כף המאזניים.

במאמר זה, אני אסביר לך את ההבדלים העיקריים בין הוכחת עבודה לעומת הוכחת Stake ואני אספק לך הגדרה של כרייה, או את התהליך מטבעות דיגיטליים חדשים משתחררים דרך הרשת.

כמו כן, מה ישתנה לגבי טכניקות כרייה אם הקהילה Ethereum מחליט לעשות את המעבר מ "עבודה" ל "יתד"?

מאמר זה רוצה להיות מדריך בסיסי להבנת הבעיה לעיל. אם אתם מחפשים הדרכה מפורטת יותר, אנא בדקו קורסים blockchain שלנו על Ethereum.

מהי הוכחת העבודה?

קודם כל, בואו נתחיל עם הגדרות בסיסיות.

הוכחת עבודה היא פרוטוקול בעל המטרה העיקרית של הרתעה מתקפות סייבר כגון מתקפת מניעת שירות מבוזרת (DDoS) אשר יש את המטרה של מתיש את המשאבים של מערכת מחשב על ידי שליחת בקשות מזויפות מרובות.

מושג ההוכחה של עבודה קיים עוד לפני bitcoin, אבל סאטושי Nakamoto מיושם טכניקה זו על שלו/לה - אנחנו עדיין לא יודעים מי Nakamoto באמת — מטבע דיגיטלי מהפכה בדרך בה נקבעות עסקאות מסורתיות.

למעשה, רעיון השבויים פורסם במקור על ידי סינתיה Dwork ומוני נאור בשנת 1993, אבל המונח "הוכחת עבודה" נטבע על ידי מרקוס Jakobsson וארי ג'ולס במסמך שפורסם בשנת 1999.

אבל, חוזר עד כה, הוכחת עבודה היא אולי הרעיון הגדול ביותר מאחורי נייר Bitcoin הלבן של Nakamoto — שפורסם בחזרה בשנת 2008 — משום שהיא מאפשרת קונצנזוס אמין ומופץ.

רכבת להפוך מפתח Blockchain התחל ניסיון חינם שלך היום!

מה זה קונצנזוס אמין ומופץ?

מערכת קונצנזוס מבוזרת ואמינים פירושה שאם ברצונך לשלוח ו/או לקבל כסף ממישהו שאינך צריך לסמוך עליו בשירותי צד שלישי.

כאשר אתה משתמש בשיטות תשלום מסורתיות, אתה צריך לסמוך על צד שלישי כדי לקבוע את העסקה שלך (למשל ויזה, מאסטרקארד, PayPal, בנקים). הם שומרים רישום פרטי משלהם אשר מאחסן היסטורית עסקאות יתרות של כל חשבון.

הדוגמא הנפוצה להסביר טוב יותר התנהגות זו היא כדלקמן: אם אליס שלחה לבוב 100 דולר, שירות הצד השלישי המהימן יחייב את החשבון של אליס ואת האשראי של בוב, כך ששניהם צריכים לסמוך על צד שלישי זה הוא הולך לעשות את הדבר הנכון.

עם bitcoin וכמה מטבעות דיגיטליים אחרים, לכל אחד יש עותק של ספר החשבונות (blockchain), ולכן אף אחד לא צריך לסמוך על צדדים שלישיים, כי כל אחד יכול לאמת ישירות את המידע שנכתב.

הוכחת עבודה וכרייה

הולך עמוק יותר, הוכחת עבודה היא דרישה להגדיר חישוב מחשב יקר, המכונה גם כרייה, שצריך להתבצע על מנת ליצור קבוצה חדשה של עסקאות אמינים (בלוק שנקרא) על ספר מבוזר בשם blockchain.

כרייה משמשת שתי מטרות:

כדי לאמת את הלגיטימיות של עסקה, או הימנעות מה שנקרא פעמיים ההוצאות;

כדי ליצור מטבעות דיגיטליים חדשים על ידי כורים מתגמלים לביצוע המשימה הקודמת.

כאשר אתה רוצה להגדיר עסקה זה מה שקורה מאחורי הקלעים:

עסקאות ארוזות יחד לתוך מה שאנחנו מכנים בלוק;

הכורים לוודא כי עסקאות בתוך כל בלוק הן לגיטימיות;

לשם כך, הכורים צריכים לפתור חידה מתמטית המכונה בעיה הוכחה של עבודה;

פרס ניתן לכורה הראשון שפותר כל בעיה בלוקים;

עסקאות מאומתות מאוחסנות בלוקצ 'ין הציבורי

זה "חידה מתמטית" יש תכונה מרכזית: אסימטריה. העבודה, למעשה, חייבת להיות קשה למדי בצד המבקש אבל קל לבדוק את הרשת. רעיון זה ידוע גם בתור פונקצית עלות CPU, פאזל לקוח, פונקצית תמחור חישובית או מעבד.

כל כורי הרשת מתחרים להיות הראשונים למצוא פתרון לבעיה המתמטית הנוגעת לחסום המועמד, בעיה שלא ניתן לפתור בדרכים אחרות מאשר באמצעות כוח הזרוע, כך בעצם דורש מספר עצום של ניסיונות.

כאשר כורה סוף סוף מוצא את הפתרון הנכון, הוא/היא מכריזה על זה לרשת כולה באותו זמן, מקבל פרס מטבע מבוזר (הפרס) המסופק על ידי הפרוטוקול.

מנקודת מבט טכנית, תהליך הכרייה הוא פעולה של hashing הפוך: הוא קובע מספר (nonce), ולכן אלגוריתם hash הצפנה של נתוני בלוק תוצאות פחות מסף נתון.

סף זה, שנקרא קושי, הוא מה שקובע את האופי התחרותי של כרייה: כוח מחשוב נוסף לרשת, גבוה יותר פרמטר זה עולה, הגדלת גם את המספר הממוצע של חישובים הדרושים כדי ליצור בלוק חדש. שיטה זו גם מגדילה את העלות של יצירת הבלוק, דוחפת כורים כדי לשפר את היעילות של מערכות הכרייה שלהם כדי לשמור על איזון כלכלי חיובי. עדכון פרמטר זה אמור להתרחש בערך כל 14 ימים, וכן בלוק חדש נוצר כל 10 דקות.

הוכחת העבודה אינה בשימוש רק על ידי blockchain bitcoin אלא גם על ידי ethereum ו blockchains רבים אחרים.

פונקציות מסוימות של הוכחת מערכת עבודה שונות משום שנוצרו במיוחד עבור כל blockchain, אבל עכשיו אני לא רוצה לבלבל את הרעיונות שלך עם נתונים טכניים מדי.

הדבר החשוב שאתה צריך להבין הוא שעכשיו מפתחי Ethereum רוצים להפוך את השולחנות, באמצעות מערכת קונצנזוס חדשה בשם הוכחת כף המאזניים.

מהי הוכחת כף המאזניים?

הוכחת המוקד היא דרך אחרת לאמת עסקאות המבוססות ולהשיג את הקונצנזוס המבוזר.

זה עדיין אלגוריתם, והמטרה היא זהה של הוכחת עבודה, אבל התהליך להגיע למטרה הוא שונה לגמרי.

הוכחת הרעיון הראשון יתד הוצעה בפורום bitcointalk בחזרה 2011, אבל המטבע הדיגיטלי הראשון להשתמש בשיטה זו היה Peercoin ב 2012, יחד עם ShadowCash, Nxt, BlackCoin, Nushares/Nubits, Qora ו Nav מטבע.

בניגוד הוכחה של עבודה, שבו האלגוריתם מתגמל כורים אשר לפתור בעיות מתמטיות במטרה אימות עסקאות ויצירת בלוקים חדשים, עם הוכחת המוקד, יוצר בלוק חדש נבחר בצורה דטרמיניסטית, בהתאם לעושר שלה, מוגדר גם כיתד.

אין פרס בלוק.

כמו כן, כל המטבעות הדיגיטליים נוצרים בעבר בהתחלה, ומספרם לעולם לא משתנה.

משמעות הדבר היא כי במערכת קופה אין גמול בלוק, ולכן, הכורים לקחת את דמי העסקה.

זו הסיבה, למעשה, זה כורים מערכת קופה נקראים זייפנים, במקום.

למה אתריום רוצה להשתמש קופה?

קהילת Ethereum והיוצר שלה, ויטליק Buterin, מתכננים לעשות מזלג קשה כדי לבצע מעבר מהוכחת עבודה להוכחת כף המאזניים.

אבל למה הם רוצים לעבור מאחד לשני?

בקונצנזוס מבוזר מבוסס על הוכחת עבודה, הכורים צריכים הרבה אנרגיה. עסקת ביטקוין אחת נדרשת אותה כמות של חשמל כמו הפעלת 1.57 משקי בית אמריקאים ליום אחד (נתונים מ 2015).

ועלויות האנרגיה האלה משולמות עם מטבעות פיאט, מה שמוביל ללחץ מתמיד כלפי מטה על ערך המטבע הדיגיטלי.

במחקר שנערך לאחרונה, מומחים טענו כי עסקאות bitcoin עשוי לצרוך חשמל רב ככל דנמרק עד 2020.

מפתחים מודאגים למדי על בעיה זו, וקהילת Ethereum רוצה לנצל את ההוכחה של שיטת יתד לצורה מבוזרת ירוקה יותר וזולה יותר של קונצנזוס.

כמו כן, תגמולים ליצירת בלוק חדש הם שונים: עם הוכחה של עבודה, הכורה עשוי להיות הבעלים של אף אחד המטבע הדיגיטלי הוא/היא כרייה.

בהוכחת כף המאזניים, זייפנים הם תמיד אלה שבבעלותם המטבעות שנטבעו.

כיצד נבחרים זייפנים?

אם קספר (ההוכחה החדשה של פרוטוקול קונצנזוס יתד) תיושם, יהיה קיים מאגר מאמת. משתמשים יכולים להצטרף למאגר זה כדי להיבחר כזייפן. תהליך זה יהיה זמין באמצעות פונקציה של קריאה לחוזה קספר ושליחת Ether — או המטבע שמפעיל את רשת Ethereum — יחד עם זה.

"אתה מקבל באופן אוטומטי מושרה לאחר זמן מה," הסביר ויטליק Buterin עצמו על פוסט משותף על Reddit.

"אין ערכת עדיפות עבור מקבל מושרה לתוך ברכת validator עצמה; כל אחד יכול להצטרף בכל סיבוב שהם רוצים, ללא קשר למספר של מצטרפים אחרים," הוא המשיך.

הפרס של כל מאמת יהיה "איפשהו סביב 2- 15%", אבל הוא עדיין לא בטוח.

כמו כן, בוטרין טען כי לא תהיה מגבלה שהוטלה על מספר מאמתים פעילים (או זייפנים), אבל זה יהיה מוסדר כלכלית על ידי חיתוך הריבית אם יש יותר מדי מאמתים ולהגדיל את הפרס אם יש מעט מדי.

מערכת בטוחה יותר?

כל מערכת מחשב רוצה להיות חופשי מן האפשרות של התקפות האקר, במיוחד אם השירות קשור לכסף.

אז, הבעיה העיקרית היא: הוכחת כף המאזניים בטוחה יותר מאשר הוכחת עבודה?

מומחים מודאגים לגבי זה, ויש כמה ספקנים בקהילה.

באמצעות מערכת הוכחה של עבודה, שחקנים רעים נחתכים הודות disincentives טכנולוגיים וכלכליים.

למעשה, תכנות התקפה לרשת שבוי הוא יקר מאוד, ואתה צריך יותר כסף ממה שאתה יכול להיות מסוגל לגנוב.

במקום זאת, אלגוריתם קופה שבבסיס חייב להיות חסין כדורים ככל האפשר כי, ללא עונשים במיוחד, הוכחה של רשת מבוססת עניין יכול להיות זול יותר לתקוף.

כדי לפתור בעיה זו, בוטרין יצר את פרוטוקול קספר, ותכנון אלגוריתם שיכול להשתמש במערך הנסיבות שבהן תוקף גרוע עלול לאבד את ההפקדה.

הוא הסביר: "סופיות כלכלית מושגת בקספר על ידי דרישת מאמתי להגיש הפקדות להשתתף, ולקחת את הפיקדונות שלהם אם הפרוטוקול קובע כי הם פעלו בדרך כלשהי אשר מפרה כמה כללים (" תנאי שוצף ")."

תנאי השסע מתייחסים לנסיבות לעיל או לחוקים שמשתמש אינו אמור לשבור.

הוכחת עבודה לעומת הוכחת המוקד: מסקנה

הודות מאמתי מערכת קופה לא צריך להשתמש בכוח המחשוב שלהם כי הגורמים היחידים המשפיעים על הסיכויים שלהם הם המספר הכולל של המטבעות שלהם ואת המורכבות הנוכחית של הרשת.

אז זה מתג עתידי אפשרי מ POW כדי קופה עשוי לספק את היתרונות הבאים:

חיסכון באנרגיה;

רשת בטוחה יותר כמו התקפות להיות יקר יותר: אם האקר רוצה לקנות 51% של המספר הכולל של מטבעות, השוק מגיב על ידי הערכה מחיר מהיר.

בדרך זו, קספר יהיה פרוטוקול הפקדת ביטחון שמסתמך על מערכת הסכמה כלכלית. צמתים (או מאמתים) חייבים לשלם פיקדון על מנת להיות חלק מהקונצנזוס הודות ליצירת בלוקים חדשים. פרוטוקול קספר יקבע את הסכום הספציפי של תגמולים שהתקבלו על ידי מאמתים הודות לשליטתו על פיקדונות ביטחוניים.

אם תוקף אחד יוצר בלוק "לא חוקי", הפיקדון שלו יימחק, וכן את זכותו להיות חלק מהקונצנזוס של הרשת.

במילים אחרות, מערכת האבטחה של קספר מבוססת על משהו כמו הימורים. במערכת מבוססת POS, הימורים הם העסקאות, על פי כללי הקונצנזוס, יגמול validator שלהם עם פרס כספי יחד עם כל שרשרת כי validator יש להמר על.

לכן, קספר מבוסס על הרעיון כי מאמתים יהיה להמר על פי ההימורים של האחרים ולהשאיר משוב חיובי כי הם מסוגלים מאיצים קונצנזוס.

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