Proof of Work vs Proof of Stake: Basic Mining Guide

Ameer Rosic

3 years ago

Proof of of Work vs Proof of Stake: Nyligen har du kanske hört talas om idén att flytta från ett Ethereum konsensus baserat på Proof of Work (POW) -systemet till ett baserat på det så kallade Proof of of Stake.

I den här artikeln kommer jag att förklara för dig de viktigaste skillnaderna mellan Proof of Work vs Proof of Stake och jag kommer att ge dig en definition av gruvdrift, eller processen nya digitala valutor släpps via nätverket.

Dessutom, vad kommer att förändras när det gäller gruvteknik om Ethereum samhället beslutar sig för att göra övergången från “arbete” till “insats”?

Den här artikeln vill vara en grundläggande guide för att förstå problemet ovan. Om du letar efter en mer detaljerad genomgång, kolla våra blockchain-kurser på Ethereum.

Vad är beviset på arbete?

Låt oss först och främst börja med grundläggande definitioner.

Bevis på arbete är ett protokoll som har huvudmålet att avskräcka cyberattacker som en distribuerad denial-of-service attack (DDoS) som har till syfte att uttömma resurserna i ett datorsystem genom att skicka flera falska förfrågningar.

Begreppet Proof of work existerade redan innan bitcoin, men Satoshi Nakamoto tillämpade denna teknik på hans/hennes — vi vet fortfarande inte vem Nakamoto egentligen är — digital valuta som revolutionerar hur traditionella transaktioner sätts in.

Pow idén publicerades ursprungligen av Cynthia Dwork och Moni Naor 1993, men termen “bevis på arbete” myntades av Markus Jakobsson och Ari Juels i ett dokument som publicerades 1999.

Men, återvänder hittills, Proof of work är kanske den största idén bakom Nakamoto's Bitcoin vitbok — publicerad redan 2008 — eftersom det tillåter tillförlitlig och distribuerad konsensus.

Träna för att bli en blockchain utvecklare Starta din gratis testperiod idag!

Vad är pålitlig och distribuerad konsensus?

Ett pålitligt och distribuerat konsensussystem innebär att om du vill skicka och/eller ta emot pengar från någon behöver du inte lita på tjänster från tredje part.

När du använder traditionella betalningsmetoder måste du lita på en tredje part för att ställa in din transaktion (t.ex. Visa, Mastercard, PayPal, banker). De har ett eget privat register som lagrar transaktionshistorik och saldon för varje konto.

Det vanliga exemplet för att bättre förklara detta beteende är följande: om Alice skickade Bob $100, skulle den betrodda tredjepartstjänsten debitera Alices konto och kreditera Bob's en, så de båda måste lita på att denna tredje part är att gå göra det rätta.

Med bitcoin och några andra digitala valutor har alla en kopia av liggaren (blockchain), så ingen behöver lita på tredje part, eftersom vem som helst direkt kan verifiera den skrivna informationen.

Bevis på arbete och gruvdrift

Att gå djupare, bevis på arbete är ett krav för att definiera en dyr datorberäkning, även kallad gruvdrift, som måste utföras för att skapa en ny grupp av förtroendelösa transaktioner (det så kallade blocket) på en distribuerad liggare som kallas blockchain.

Gruvdrift tjänar som två syften:

Att verifiera legitimiteten i en transaktion, eller undvika den så kallade dubbla utgifter;

Skapa nya digitala valutor genom att belöna gruvarbetare för att utföra föregående uppgift.

När du vill ställa in en transaktion är detta vad som händer bakom kulisserna:

Transaktioner buntas ihop till vad vi kallar ett block;

Gruvarbetare verifierar att transaktioner inom varje block är legitima;

För att göra detta bör gruvarbetare lösa ett matematiskt pussel som kallas arbetsbevis problem;

En belöning ges till den första gruvarbetaren som löser varje block problem;

Verifierade transaktioner lagras i den offentliga blockkedjan

Denna “matematiska pussel” har en nyckelfunktion: asymmetri. Arbetet måste i själva verket vara måttligt hårt på beställarens sida men lätt att kontrollera efter nätverket. Denna idé är också känd som en CPU-kostnadsfunktion, klient pussel, beräknings pussel eller CPU prissättning funktion.

Alla nätverksgruvarbetare tävlar om att vara de första att hitta en lösning på det matematiska problemet som rör kandidatblocket, ett problem som inte kan lösas på andra sätt än genom brute force så som i huvudsak kräver ett stort antal försök.

När en gruvarbetare äntligen hittar rätt lösning, meddelar han/hon den till hela nätverket samtidigt och får ett kryptovalutapriset (belöningen) som tillhandahålls av protokollet.

Ur teknisk synvinkel är gruvprocessen en operation av omvänd hashing: den bestämmer ett tal (nonce), så den kryptografiska hashalgoritmen för blockdata resulterar i mindre än en given tröskel.

Denna tröskel, kallad svårighet, är vad som bestämmer konkurrenskraften hos gruvdrift: mer datorkraft läggs till nätverket, desto högre denna parameter ökar, ökar också det genomsnittliga antalet beräkningar som behövs för att skapa ett nytt block. Denna metod ökar också kostnaden för blockskapandet, driver gruvarbetare att förbättra effektiviteten i sina gruvsystem för att upprätthålla en positiv ekonomisk balans. Denna parameteruppdatering bör ske ungefär var 14: e dag och ett nytt block genereras var 10: e minut.

Bevis på arbete används inte bara av bitcoin blockchain utan också av ethereum och många andra blockchains.

Vissa funktioner i beviset på arbetssystemet är olika eftersom skapade specifikt för varje blockchain, men nu vill jag inte förvirra dina idéer med alltför tekniska data.

Det viktiga du behöver förstå är att nu Ethereum utvecklare vill vända tabellerna, med hjälp av ett nytt konsensussystem som kallas bevis på insats.

Vad är Bevis of stake?

Bevis på innehav är ett annat sätt att validera transaktioner baserat och uppnå den delade konsensusen.

Det är fortfarande en algoritm, och syftet är detsamma med beviset på arbete, men processen för att nå målet är helt annorlunda.

Bevis på insats första idé föreslogs på bitcointalk forum tillbaka 2011, men den första digitala valutan att använda denna metod var Peercoin 2012, tillsammans med ShadowCash, Nxt, BlackCoin, Nushares/Nubits, Qora och Nav Coin.

Till skillnad från Proof-of-work, där algoritmen belönar gruvarbetare som löser matematiska problem med målet att validera transaktioner och skapa nya block, med bevis på insats, är skaparen av ett nytt block väljs på ett deterministiskt sätt, beroende på dess rikedom, också definieras som insats.

Ingen blocket belöning

Dessutom skapas alla digitala valutor tidigare i början, och deras antal ändras aldrig.

Det betyder att i POS-systemet finns det ingen blockbelöning, så gruvarbetarna tar transaktionsavgifterna.

Det är därför som gruvarbetare i detta POS-system i stället kallas förfalskare.

Varför Ethereum vill använda PO?

Ethereum-samhället och dess skapare, Vitalik Buerin, planerar att göra en hård gaffel för att göra en övergång från bevis på arbete till bevis på insats.

Men varför vill de byta från den ena till den andra?

I ett distribuerat samförstånd baserat på beviset på arbete behöver gruvarbetare mycket energi. En Bitcoin-transaktion krävde samma mängd el som att driva 1,57 amerikanska hushåll under en dag (data från 2015).

Och dessa energikostnader betalas med fiat-valutor, vilket leder till ett konstant nedåtgående tryck på det digitala valutavärdet.

I en ny forskning hävdade experter att bitcoin-transaktioner kan förbruka lika mycket el som Danmark fram till 2020.

Utvecklare är ganska orolig för detta problem, och Ethereum samhället vill utnyttja beviset på insats metod för en mer grönare och billigare distribuerad form av konsensus.

Dessutom är belöningar för skapandet av ett nytt block olika: med arbetsbevis kan gruvarbetaren potentiellt äga ingen av den digitala valutan han/hon gruvdrift.

I Proof-of-stake är förfalskare alltid de som äger mynten präglade.

Hur väljs förfalskare?

Om Casper (det nya beviset på insats konsensusprotokollet) kommer att genomföras, kommer det att finnas en valideringspool. Användare kan gå med i denna pool som ska väljas som förfalskare. Denna process kommer att vara tillgänglig genom att ringa Casper-kontraktet och skicka Ether — eller myntet som driver Ethereum-nätverket — tillsammans med det.

“Du blir automatiskt inducerad efter en tid”, förklarade Vitalik Buterin själv på ett inlägg delas på Reddit.

“Det finns inget prioritetssystem för att bli inducerad i valideringspoolen själv; vem som helst kan delta i vilken omgång de vill, oavsett antalet andra snickare,” fortsatte han.

Belöningen för varje validerare kommer att vara “någonstans runt 2- 15%”, men han är inte säker än.

Buerin hävdade också att det inte kommer att finnas någon gräns för antalet aktiva validerare (eller förfalskare), men det kommer att regleras ekonomiskt genom att sänka räntan om det finns för många validerare och öka belöningen om det finns för få.

Ett säkrare system?

Alla datorsystem vill vara fria från möjligheten till hackerattacker, särskilt om tjänsten är relaterad till pengar.

Så det största problemet är: bevis på insats är säkrare än bevis på arbete?

Experter är oroliga för det, och det finns flera skeptiker i samhället.

Genom att använda ett arbetsbevissystem skärs dåliga aktörer ut tack vare tekniska och ekonomiska hinder.

Faktum är att programmering av en attack till ett POW-nätverk är väldigt dyrt, och du skulle behöva mer pengar än du kan stjäla.

I stället måste den underliggande POS-algoritmen vara så skottsäker som möjligt eftersom ett bevis på insatsbaserat nätverk kan vara billigare att attackera utan särskilt straff.

För att lösa problemet skapade Buerin Casper-protokollet, designa en algoritm som kan använda uppsättningen vissa omständigheter under vilka en dålig validerare kan förlora sin insättning.

Han förklarade: “Ekonomisk finalitet uppnås i Casper genom att kräva validatorer att skicka in insättningar för att delta, och ta bort deras insättningar om protokollet bestämmer att de agerade på något sätt som bryter mot vissa regler (” snedstreck villkor “).”

Slasningsvillkor hänvisar till omständigheterna ovan eller lagar som en användare inte ska bryta.

Bevis på arbete vs bevis på påle: Slutsats

Tack vare ett POS-system behöver validerare inte använda sin datorkraft eftersom de enda faktorer som påverkar deras chanser är det totala antalet egna mynt och nuvarande komplexitet i nätverket.

Så denna möjliga framtida övergång från POW till PO kan ge följande fördelar:

Energibesparingar.

Ett säkrare nätverk när attacker blir dyrare: om en hackare vill köpa 51% av det totala antalet mynt, reagerar marknaden genom snabb prisuppskattning.

På så sätt kommer CASPER att vara ett säkerhetsprotokoll som bygger på ett ekonomiskt konsensussystem. Noder (eller validerarna) måste betala en deposition för att vara en del av konsensusen tack vare de nya blocken skapas. Casper-protokollet kommer att bestämma den specifika mängden belöningar som mottagits av validerarna tack vare dess kontroll över insättningar.

Om en validerare skapar ett “ogiltigt” block, kommer hans deposition att raderas, liksom hans privilegium att vara en del av nätverkskonsensen.

Med andra ord är Caspers säkerhetssystem baserat på något liknande spel. I ett POS-baserat system är spel de transaktioner som enligt konsensusreglerna kommer att belöna sin validerare med ett penningpris tillsammans med varje kedja som valideraren har satsat på.

Casper bygger alltså på idén att validerare kommer att satsa enligt andras spel och lämna positiva återkopplingar som kan accelerera 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