Proof of Work vs Proof of Stake: Basic Mining Guide

Ameer Rosic

3 years ago

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
newest oldest most voted
dt_robinson@yahoo.com
Geek
427
Duval Robinson

smile

dt_robinson@yahoo.com
Geek
427
Duval Robinson

Liking this one… very detailed

sushrut.deshmukh@yahoo.com
23
Sushrut Deshmukh

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… Read more »

A
Geek
4
Anis Dabdi

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 ?… Read more »

s
9

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… Read more »

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