Proof of Work vs Proof of Stake: Основное руководство по добыче полезных ископаемых

Ameer Rosic

2 years ago
 Proof of Work vs Proof of Stake: Основное руководство по добыче полезных ископаемых

Доказательство работы против Доказательство ставки: Недавно вы, возможно, слышали о идее перейти от консенсуса Ethereum, основанного на системе Доказательство работы (PoW) к основанному на так называемом Доказательство ставки.

В этой статье я объясню вам основные различия между Proof of Work vs Proof of Stake и я предоставлю вам определение майнинга, или процесс новых цифровых валют выпускаются через сеть.

Кроме того, что изменится относительно методов майнинга, если сообщество Ethereum решит сделать переход от “работы” к “ставке”?

Эта статья хочет быть основным руководством для понимания проблемы выше. Если вы ищете более подробное прохождение, пожалуйста, ознакомьтесь с нашими курсами blockchain на Ethereum.

Что такое доказательство работы?

Прежде всего, давайте начнем с базовых определений.

Доказательство работы — протокол, основной целью которого является предотвращение кибер-атак, таких как распределенная атака отказа в обслуживании (DDoS), которая имеет целью исчерпать ресурсы компьютерной системы путем отправки нескольких поддельных запросов.

Концепция Proof of work существовала еще до биткоина, но Сатоши Накамото применил эту технику к его/ее — мы до сих пор не знаем, кто такой Накамото — цифровой валюте, революционизируя способ традиционных транзакций.

Фактически идея PoW была первоначально опубликована Синтией Дворком и Мони Наор еще в 1993 году, но термин “доказательство работы” был придуман Маркусом Якобссоном и Ари Юэльсом в документе, опубликованном в 1999 году.

Но, возвращаясь к сегодняшнему дню, Proof of work, возможно, самая большая идея, стоящая за белой бумагой Bitcoin Nakamoto, опубликованной еще в 2008 году, потому что она позволяет бесчестный и распределенный консенсус.

Тренируйтесь, чтобы стать разработчиком Blockchain Начните бесплатную пробную версию уже сегодня!

Что такое бесчестный и распределенный консенсус?

Надежная и распределенная система консенсуса означает, что если вы хотите отправлять и/или получать деньги от кого-то, вам не нужно доверять сторонним сервисам.

Когда вы используете традиционные способы оплаты, вы должны доверять третьей стороне, чтобы установить вашу транзакцию (например, Visa, Mastercard, PayPal, банки). Они ведут собственный частный регистр, который хранит историю транзакций и остатки каждого счета.

Общим примером, чтобы лучше объяснить это поведение, является следующее: если Алиса отправила Bob $100, доверенная сторонняя служба будет дебетовать счет Алисы и кредит Боба, поэтому они оба должны доверять этой третьей стороне будет поступать правильно.

С биткоином и несколькими другими цифровыми валютами у каждого есть копия книги (блокчейн), поэтому никто не должен доверять третьим лицам, потому что каждый может напрямую проверить написанную информацию.

Доказательство работы и добычи полезных ископаемых

Идя глубже, доказательство работы является требованием определить дорогостоящий компьютерный расчет, также называемый майнинг, который должен быть выполнен для того, чтобы создать новую группу безнадежных транзакций (так называемый блок) на распределенной книге под названием blockchain.

Добыча служит двум целям:

Проверка законности сделки или недопущение так называемых двойных расходов;

Создавать новые цифровые валюты, вознаграждая майнеров за выполнение предыдущей задачи.

Когда вы хотите установить транзакцию, это то, что происходит за кулисами:

Транзакции объединяются в то, что мы называем блоком;

Майнеры проверяют, что транзакции внутри каждого блока законны;

Для этого майнеры должны решить математическую головоломку, известную как проблема проверки работы;

Награда дается первому шахтеру, который решает каждую задачу блоков;

Проверенные транзакции хранятся в публичной блокчейне

У этой “математической головоломки” есть ключевая особенность: асимметрия. Работа, на самом деле, должна быть умеренно тяжелой на стороне запрашивающего, но легко проверить сеть. Эта идея также известна как функция стоимости процессора, клиентская головоломка, вычислительная головоломка или функция ценообразования процессора.

Все сетевые майнеры конкурируют, чтобы быть первым, чтобы найти решение математической проблемы, которая касается блока кандидата, проблема, которая не может быть решена другими способами, чем через грубую силу, так что по существу требует огромного количества попыток.

Когда майнер наконец находит правильное решение, он одновременно объявляет его всей сети, получая криптовалютный приз (вознаграждение), предусмотренный протоколом.

С технической точки зрения, процесс майнинга представляет собой операцию обратного хеширования: он определяет число (nonce), поэтому криптографический алгоритм хеширования данных блока приводит к меньше заданного порога.

Этот порог, называемый трудностью, определяет конкурентный характер майнинга: больше вычислительной мощности добавляется в сеть, чем выше этот параметр увеличивается, увеличивая также среднее количество вычислений, необходимых для создания нового блока. Этот метод также увеличивает стоимость создания блока, подталкивая шахтеров к повышению эффективности своих горных систем для поддержания положительного экономического баланса. Это обновление параметров должно происходить примерно каждые 14 дней, а новый блок создается каждые 10 минут.

Доказательство работы используется не только блокчейном биткоина, но и ethereum и многими другими блокчейнами.

Некоторые функции системы доказательства работы различны, потому что созданы специально для каждого блокчейна, но теперь я не хочу путать ваши идеи с слишком техническими данными.

Главное, что вам нужно понять, это то, что теперь разработчики Ethereum хотят повернуть таблицы, используя новую консенсусную систему, называемую доказательством ставки.

Что такое Доказательство ставки?

Доказательство доли - это другой способ проверки транзакций на основе и достижения распределенного консенсуса.

Это все еще алгоритм, и цель такая же доказательство работы, но процесс достижения цели совсем другой.

Первая идея доказательства ставки была предложена на форуме bitcointalk еще в 2011 году, но первой цифровой валютой, которая использовала этот метод, была Peercoin в 2012 году вместе с ShadowCash, Nxt, BlackCoin, NuShares/NuBits, Qora и Nav Coin.

В отличие от доказательства работы, где алгоритм вознаграждает майнеров, которые решают математические задачи с целью проверки транзакций и создания новых блоков, с доказательством ставки, создатель нового блока выбирается детерминированным способом, в зависимости от его богатства, также определяется как доля.

Без вознаграждения за блокировку

Кроме того, все цифровые валюты ранее создаются в начале, и их количество никогда не меняется.

Это означает, что в системе PoS нет блочного вознаграждения, поэтому майнеры берут комиссию за транзакцию.

Именно поэтому, на самом деле, в этой системе PoS майнеры называются подделкой, а не подделкой.

Почему Ethereum хочет использовать PoS?

Сообщество Ethereum и его создатель, Виталик Бутерин, планируют сделать хард форк, чтобы сделать переход от доказательства работы к доказательству кола.

Но почему они хотят переключаться с одного на другой?

В распределенном консенсусе, основанном на доказательствах работы, майнерам нужно много энергии. Одна биткоин-транзакция требовала такого же количества электроэнергии, что и питание 1,57 американских домохозяйств за один день (данные за 2015 год).

И эти энергозатраты оплачиваются фиатными валютами, что приводит к постоянному давлению на цифровую стоимость валюты.

В недавнем исследовании эксперты утверждали, что биткоин-транзакции могут потреблять столько же электроэнергии, сколько и Дания к 2020 году.

Разработчики довольно обеспокоены этой проблемой, и сообщество Ethereum хочет использовать метод доказательства ставки для более зеленой и более дешевой распределенной формы консенсуса.

Кроме того, награды за создание нового блока различны: с Proof-of-Work майнер может потенциально владеть ни одной цифровой валютой, которую он/она добывает.

В Proof-of-Stake подделками всегда являются те, кто владеет монетами чеканки.

Как выбираются подделки?

Если Casper (новое доказательство протокола консенсуса) будет реализован, будет существовать пул валидаторов. Пользователи могут присоединиться к этому пулу, чтобы быть выбраны в качестве подделки. Этот процесс будет доступен через функцию вызова контракта Каспера и отправки эфира - или монеты, которая питает сеть Ethereum - вместе с ним.

“Через некоторое время вы автоматически получаете индукции”, - объяснил сам Виталий Бутерин на посту, опубликованной на Reddit.

“Отсутствует приоритетная схема для включения в сам пул валидаторов; любой желающий может присоединиться к любому раунду, независимо от количества других столиц”, - продолжил он.

Награда каждого валидатора будет “где-то около 2- 15%”, но он пока не уверен.

Кроме того, Бутерин утверждал, что не будет никакого ограничения на количество активных валидаторов (или подделок), но это будет регулироваться экономически путем снижения процентной ставки, если будет слишком много валидаторов и увеличения вознаграждения, если их слишком мало.

Более безопасная система?

Любая компьютерная система хочет быть свободной от возможности хакерских атак, особенно если услуга связана с деньгами.

Итак, основная проблема заключается в том, что доказательство ставки безопаснее, чем доказательство работы?

Эксперты обеспокоены этим, и в сообществе есть несколько скептиков.

Используя систему Proof-of-Work, плохие участники вырезаются из-за технологических и экономических сдерживающих факторов.

На самом деле, программирование атаки на сеть PoW очень дорого, и вам понадобится больше денег, чем вы можете украсть.

Вместо этого, базовый алгоритм PoS должен быть максимально пуленепробиваемым, потому что без особых штрафов доказательство сети на базе сети может быть дешевле для атаки.

Чтобы решить эту проблему, Бутерин создал протокол Casper, разработав алгоритм, который может использовать набор некоторых обстоятельств, при которых плохой валидатор может потерять свой депозит.

Он пояснил: “Экономическая окончательность достигается в Каспере, требуя от валидаторов представлять депозиты для участия, и забирая их депозиты, если протокол определяет, что они действовали каким-либо образом, что нарушает некоторые правила (“условия обрыва”)”.

Условия обрыва относятся к вышеуказанным обстоятельствам или законам, которые пользователь не должен нарушать.

Доказательство работы против Доказательство ставки: Заключение

Благодаря системе PoS валидаторы не должны использовать свои вычислительные мощности, потому что единственными факторами, которые влияют на их шансы, являются общее количество собственных монет и текущая сложность сети.

Таким образом, этот возможный будущий переход с PoW на PoS может обеспечить следующие преимущества:

экономия энергии;

Более безопасная сеть, так как атаки становятся дороже: если хакер хочет купить 51% от общего количества монет, рынок реагирует быстрым повышением цены.

Таким образом, CASPER станет протоколом залога, который опирается на систему экономического консенсуса. Узлы (или валидаторы) должны внести залог, чтобы быть частью консенсуса благодаря созданию новых блоков. Протокол Casper определит конкретное количество вознаграждений, полученных валидаторами благодаря контролю над депозитами ценных бумаг.

Если один валидатор создает “недопустимый” блок, его гарантийный депозит будет удален, а также его право быть частью сетевого консенсуса.

Другими словами, система безопасности Каспера основана на чем-то вроде ставок. В системе, основанной на PoS-системах, ставки - это транзакции, которые, согласно правилам консенсуса, будут вознаграждены их валидатор денежным призом вместе с каждой цепочкой, на которую валидатор поставил.

Таким образом, Каспер основан на идее, что валидаторы будут делать ставки в соответствии с другими ставками и оставлять положительные отзывы, которые способны ускорить консенсус.

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

16,977
46

46
Discussion

Please to comment
newest oldest 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