Dowód pracy vs dowód stawki: Podstawowy przewodnik górniczy

Ameer Rosic

3 years ago
 Dowód pracy vs dowód stawki: Podstawowy przewodnik górniczy

Proof of Work vs Proof of Sake: Ostatnio może słyszeliście o idei przejścia od konsensusu Ethereum opartego na systemie Proof Work (PoW) do systemu opartego na tzw. Proof of Sake.

W tym artykule wyjaśnię wam główne różnice między Proof of Work vs Proof of Sake i dostarczę wam definicję górnictwa, lub proces nowe waluty cyfrowe są uwalniane za pośrednictwem sieci.

Co się zmieni w odniesieniu do technik górniczych, jeśli społeczność Ethereum zdecyduje się na przejście z “pracy” na “stawkę”?

Ten artykuł chce być podstawowym przewodnikiem do zrozumienia powyższego problemu. Jeśli szukasz bardziej szczegółowych informacji, zapoznaj się z naszymi kursami blockchain na Ethereum.

Jaki jest dowód pracy?

Przede wszystkim zacznijmy od podstawowych definicji.

Dowód pracy jest protokołem, który ma główny cel odstraszania cyberataków, takich jak rozproszony atak denial-of-service (DDoS), który ma na celu wyczerpanie zasobów systemu komputerowego poprzez wysyłanie wielu fałszywych żądań.

Koncepcja działania istniała jeszcze przed bitcoinem, ale Satoshi Nakamoto zastosowała tę technikę do swojej — wciąż nie wiemy, kim naprawdę jest Nakamoto — cyfrowa waluta rewolucjonizująca sposób ustalania tradycyjnych transakcji.

W rzeczywistości pomysł PoW został pierwotnie opublikowany przez Cynthia Dwork i Moni Naor w 1993 roku, ale termin “dowód pracy” został ukuty przez Markus Jakobsson i Ari Juels w dokumencie opublikowanym w 1999 roku.

Ale wracając do tej pory, Dowód pracy jest być może największym pomysłem stojącym za białą księgę Bitcoin Nakamoto — opublikowaną w 2008 roku — ponieważ pozwala na bezufny i rozproszony konsensus.

Już dziś trenuj, aby stać się programistą Blockchain rozpocznij swoją darmową wersję próbną!

Co to jest bezufny i rozproszony konsensus?

Bezufny i rozproszony system konsensusu oznacza, że jeśli chcesz wysyłać i/lub odbierać pieniądze od kogoś, nie musisz ufać usługom stron trzecich.

Kiedy korzystasz z tradycyjnych metod płatności, musisz zaufać osobie trzeciej, aby ustawić transakcję (np. Visa, Mastercard, PayPal, banki). Zachowują własny rejestr, który przechowuje historię transakcji i salda każdego konta.

Typowym przykładem, aby lepiej wyjaśnić to zachowanie jest następujące: jeśli Alice wysłała Boba 100 dolarów, zaufana usługa innej firmy obciąży konto Alice i kredyt Boba, więc obie muszą zaufać, że ta osoba trzecia będzie robić słuszne rzeczy.

Z bitcoinem i kilkoma innymi walutami cyfrowymi każdy ma kopię księgi (blockchain), więc nikt nie musi ufać stronom trzecim, ponieważ każdy może bezpośrednio zweryfikować zapisane informacje.

Dowód pracy i górnictwa

Idąc głębiej, dowodem pracy jest wymóg zdefiniowania kosztownych obliczeń komputerowych, zwanych także górnictwem, które należy wykonać w celu utworzenia nowej grupy transakcji bezufnych (tzw. bloku) na rozproszonej księdze zwanej blockchain.

Górnictwo służy jako dwa cele:

Aby zweryfikować zasadność transakcji, lub uniknąć tzw podwójne wydatki;

Aby tworzyć nowe waluty cyfrowe, nagradzając górników za wykonanie poprzedniego zadania.

Jeśli chcesz ustawić transakcję, to jest to, co dzieje się za kulisami:

Transakcje są łączone razem w to, co nazywamy blokiem;

Górnicy sprawdzają, czy transakcje w obrębie każdego bloku są legalne;

Aby to zrobić, górnicy powinni rozwiązać zagadkę matematyczną znaną jako problem z próbą pracy;

Nagroda jest przyznawana pierwszemu górnika, który rozwiązuje każdy problem bloki;

Zweryfikowane transakcje są przechowywane w publicznych blockchain

Ta “matematyczna układanka” ma kluczową cechę: asymetrię. W rzeczywistości praca musi być umiarkowanie ciężka po stronie zleceniodawcy, ale łatwa do sprawdzenia sieci. Pomysł ten jest również znany jako funkcja kosztu procesora, puzzle klienta, obliczeniowej puzzle lub funkcji cenowej procesora.

Wszyscy górnicy sieci rywalizują o to, aby jako pierwsi znaleźć rozwiązanie problemu matematycznego, który dotyczy bloku kandydującego, problemu, którego nie można rozwiązać w inny sposób niż brute force, tak że zasadniczo wymaga ogromnej liczby prób.

Kiedy górnik w końcu znajdzie właściwe rozwiązanie, ogłasza je całej sieci jednocześnie, otrzymując nagrodę kryptowalutą (nagrodę) przewidzianą w protokole.

Z technicznego punktu widzenia proces wydobycia jest operacją odwrotnego mieszania: określa liczbę (nonce), więc algorytm skrótu kryptograficznego danych blokowych daje mniej niż określony próg.

Ten próg, zwany trudnością, jest tym, co determinuje konkurencyjny charakter górnictwa: więcej mocy obliczeniowej jest dodawana do sieci, tym wyższy parametr ten wzrasta, zwiększając również średnią liczbę obliczeń potrzebnych do utworzenia nowego bloku. Metoda ta zwiększa również koszty tworzenia bloku, popychając górników do poprawy efektywności swoich systemów górniczych w celu utrzymania pozytywnej równowagi ekonomicznej. Ta aktualizacja parametru powinna odbywać się co 14 dni, a nowy blok jest generowany co 10 minut.

Dowód pracy jest wykorzystywany nie tylko przez blockchain bitcoin, ale także przez ethereum i wiele innych blockchain.

Niektóre funkcje systemu dowodu pracy są różne, ponieważ stworzone specjalnie dla każdego blockchain, ale teraz nie chcę mylić twoich pomysłów z zbyt technicznymi danymi.

Ważną rzeczą, którą musisz zrozumieć, jest to, że teraz deweloperzy Ethereum chcą włączyć tabele, używając nowego systemu konsensusu zwanego dowodem stawki.

Co to jest dowód na stawkę?

Dowód udziałów jest inny sposób walidacji transakcji opartych i osiągnięcia rozproszonego konsensusu.

Nadal jest algorytmem, a cel jest taki sam jak dowód pracy, ale proces osiągnięcia celu jest zupełnie inny.

Dowód na stawkę pierwszy pomysł został zasugerowany na forum bitcointalk w 2011 roku, ale pierwszą walutą cyfrową do wykorzystania tej metody był Peercoin w 2012 roku, wraz z ShadowCash, Nxt, BlackCoin, Nushares/Nubits, Qora i Nav Coin.

W przeciwieństwie do Proof-of-work, gdzie algorytm nagradza górników, którzy rozwiązują problemy matematyczne w celu walidacji transakcji i tworzenia nowych bloków, z dowodem stawki, twórca nowego bloku jest wybierany w sposób deterministyczny, w zależności od jego bogactwa, również zdefiniowany jako stawka.

Brak nagrody za blok

Ponadto wszystkie waluty cyfrowe są wcześniej tworzone na początku, a ich liczba nigdy się nie zmienia.

Oznacza to, że w systemie POS nie ma nagrody blokowej, więc górnicy pobierają opłaty transakcyjne.

Dlatego w rzeczywistości w tym systemie POS górnicy nazywani są fałszerzami.

Dlaczego Ethereum chce korzystać z POS?

Społeczność Ethereum i jej twórca, Vitalik Buterin, planują zrobić ciężki widelec, aby przejść od dowodu pracy do dowodu posiadania stawki.

Ale dlaczego chcą przełączyć się z jednego na drugiego?

W rozproszonej konsensusie opartej na dowodzie pracy górnicy potrzebują dużo energii. Jedna transakcja Bitcoin wymagała takiej samej ilości energii elektrycznej, jak zasilanie 1.57 amerykańskich gospodarstw domowych przez jeden dzień (dane z 2015 r.).

Koszty energii są pokrywane walutami fiat, co prowadzi do ciągłej presji spadkowej na wartość waluty cyfrowej.

W ostatnich badaniach eksperci argumentowali, że transakcje bitcoinowe mogą zużywać tyle energii elektrycznej, co Dania do 2020 roku.

Deweloperzy są dość zaniepokojeni tym problemem, a społeczność Ethereum chce wykorzystać dowód metody stawki dla bardziej zielonych i tańszych rozproszonych form konsensusu.

Nagrody za utworzenie nowego bloku są różne: dzięki Proof-of-work górnik może potencjalnie posiadać żadnej cyfrowej waluty, którą wydobywa.

W Proof-of-of-Stawka, fałszerze są zawsze tymi, którzy są właścicielami wybitych monet.

W jaki sposób wybierane są fałszerze?

Jeśli zostanie wdrożony Casper (nowy protokół konsensusu stawki), istnieje pula walidatorów. Użytkownicy mogą dołączyć do tej puli, aby zostać wybrani jako fałszerz. Proces ten będzie dostępny poprzez wywołanie umowy Casper i wysłanie Etheru — lub monety, która zasila sieć Ethereum — wraz z nią.

“Automatycznie się wprowadzać po pewnym czasie”, wyjaśnił Vitalik Buterin sam na stanowisku udostępnionym na Reddit.

“Nie ma żadnego priorytetowego schematu, aby dostać się do samej puli walidatorów; każdy może dołączyć do każdej rundy, jaką chce, niezależnie od liczby innych zawodników” — kontynuował.

Nagrodą każdego walidatora będzie “gdzieś około 2- 15%”, ale nie jest jeszcze pewien.

Ponadto Buterin twierdził, że nie będzie nałożony limit liczby aktywnych walidatorów (lub fałszerzy), ale będzie on regulowany ekonomicznie poprzez zmniejszenie stopy procentowej, jeśli będzie zbyt wielu walidatorów i zwiększenie nagrody, jeśli jest zbyt mało.

Bezpieczniejszy system?

Każdy system komputerowy chce być wolny od możliwości ataków hakerów, zwłaszcza jeśli usługa jest związana z pieniędzmi.

Tak więc głównym problemem jest to, że dowód udziałów jest bezpieczniejszy niż dowód pracy?

Eksperci martwią się o to, a w społeczności jest kilku sceptyków.

Korzystając z systemu Proof-of-work, źli aktorzy są wycinani dzięki technologicznym i ekonomicznym zniechęceniom.

W rzeczywistości programowanie ataku na sieć PoW jest bardzo drogie i potrzebujesz więcej pieniędzy, niż możesz ukraść.

Zamiast tego, bazowy algorytm OP musi być jak najbardziej kuloodporny, ponieważ bez szczególnie kar dowód istnienia sieci opartej na stawkach może być tańszy w ataku.

Aby rozwiązać ten problem, Buterin stworzył protokół Casper, projektując algorytm, który może korzystać z zestawu pewne okoliczności, w których zły walidator może stracić depozyt.

Wyjaśnił: “Finalność ekonomiczna jest realizowana w Casper poprzez wymaganie walidatorów do składania depozytów do udziału i odbieranie ich depozytów, jeśli protokół określa, że działali w jakiś sposób, który narusza niektóre zasady (” warunki cięcia “).”

Warunki cięcia odnoszą się do powyższych okoliczności lub przepisów, których użytkownik nie powinien złamać.

Dowód pracy vs dowód stawki: Wnioski

Dzięki systemowi POS weryfikatorzy nie muszą używać swojej mocy obliczeniowej, ponieważ jedynymi czynnikami wpływającymi na ich szanse są całkowita liczba własnych monet i obecna złożoność sieci.

Tak więc możliwe przejście z PoW na PoS może przynieść następujące korzyści:

Oszczędność energii;

Bezpieczniejsza sieć, ponieważ ataki stają się droższe: jeśli haker chciałby kupić 51% całkowitej liczby monet, rynek reaguje szybkim aprecjowaniem cen.

W ten sposób CASPER będzie protokołem depozytów zabezpieczających, który opiera się na ekonomicznym systemie konsensusu. Węzły (lub weryfikatory) muszą wpłacić depozyt zabezpieczający, aby być częścią konsensusu dzięki tworzeniu nowych bloków. Protokół Casper określi określoną ilość nagród otrzymanych przez weryfikatorów dzięki kontroli nad depozytami.

Jeśli jeden weryfikator utworzy “nieprawidłowy” blok, jego depozyt zostanie usunięty, a także jego przywilej być częścią konsensusu sieciowego.

Innymi słowy, system bezpieczeństwa Casper opiera się na czymś w rodzaju zakładów. W systemie opartym na POS zakłady są transakcjami, które zgodnie z zasadami konsensusu wynagrodzą swojego weryfikatora nagrodą pieniężną wraz z każdym łańcuchem, na który postawił walidator.

Tak więc, Casper opiera się na idei, że walidatorzy będą postawić według zakładów innych i pozostawić pozytywne opinie, które są w stanie przyspiesza konsensus.

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

16,977
46
Please to comment
newest most voted

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.

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.

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 ?

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 ?

@Larry Jackson

please larry, never ever write the marxist name of ja-fre in crypto-oriented forums – all the perversed evildoers stalin putin saddam khadaffi are marxists, same as the rulers of greece, who defaults constantly parasiting on the hard worked money of germans and other europeans. never ever believe to drug-addicted marxists who dream of total control of every and all individuals, much worse than description in “1984”. obviously you have not personal experience of the science of hatred named “marxism” even didnt visit the obscured meetings for “educating” where jung neomarxists “educate” naive goodthinkers – all they do is trainthemselves to manipulate listeners, and to explain that this is good – same as the whole-time behaviour of the human-haters in all times and all places. you dont need to believe me despite i lived more than 30 years under marxistic slavery, just look at one of the biggest oil-producers in the world – for less than ten years marxists ruined it and today there is total misery for normal people there, and even in their capital is deadly danger to get out on the street after a sundown without personal army of heavy armed bodygurads or sitting in panzer. the ruined venezuella. earlier same marxists ruined chili, saved by a real patriot, the right hand of the chilean marxist aliende named pinochet – he took the power away from marxists, invited the most educated and inteligent economical and financial experts on earth and made a miracle getting his homeland from the edge of the waterfall to the place and state of the first and most wealthy and prosperous country on the whole continent – south america. go on the other side of the globe – and observe normal prospering country divided by greedy marxists – korea. and compare both parts, who soon unite. south koreans have one from the most advanced and friendliest laws encouraging new money – cryptomoney, and north part vorbids to local citizens even phones, not speaking of internet – and this happens in 21st century, when all plan to build living places on other planets! so please larry do not fall because of goodhoping in the traps of manipmanipulators, they are all time the same, greedy to the others good. and if you still hesitate about your position to human-haters named marxists, read in wikipedia, they killed in non-war times more civilians than all wars in 20th century. but if you are interested in roots of the human-haters, go to the british museum and observe two documents in original – how some rich bankster named rotshield sent money to marx and engels with exact instructions what to write, how must it work and what results must it achieve. and dthey did it, just not in the strongest european economics named deutschland, but in the most unevolved teritory on asia – named russia, where the marxists assasinated many tousands of local people to came to power and to keep that power. after all if you still like the visions of drug-addicted neo-marxists, its you choice. but after reading this, its an educated choice.

@James Lyndon

I’d say it’s far less likely for people to join mining pools in a PoS system, for PoW you just contribute your computing power to the pool and can leave a pool anytime you want if you find the pool has some suspicious activities. For PoS you need to deposit your ether to the mining pool’s account first, then the mining pool deposit the ether to a certain locked account to join the validator pool. That’s a LOT of stake and trust you need to put to the mining pool. And depending on the implementation of the reward system, mining pools may not have any reason to exist any more, if anyone who join the validator pool can get some interests as reward, then why trust your ether to a mining pool, you can just join the validator pool yourself.

@James Lyndon

I can not agree! Plus the switch from PoW to PoS has it’s positive benefits mentioned in this article: PoS should solve the issue of unnecessary energy wasting; more people will be encouraged to participate in the validation process (no competition in solving computational puzzles will mean no demand for advanced mining hardware).

@Dmitry Buterin

You all missing a fundamental piece. the real value of any currency is the people perception. the value of any digital currency currently exists coming from perception of the miners. you need to have more individuals involved in this. by adding more machines but less people you are just creating inflation. To the subject from going pow to pos its like changing reality to fantasy. You will end up with bunch of numbers but no value. You need to be thinking how to get more people involved in this and have them believe there is a value in digital currency that will create value. Don’t be fooled with greed. Bitcoin does not have the potential to be a universal not even global currency but it showed us that such thing is possible.

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