Быть в курсе новостей Telegram канал

Proof-of-Work vs Proof-of-Stake: в чем разница?

Proof-of-Work vs Proof-of-Stake: в чем разница?

Блокчейн-технологии используют различные алгоритмы консенсуса для обеспечения безопасности и функциональности сетей. Наиболее популярные из них — Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS). Оба механизма имеют свои особенности, преимущества и недостатки. Разберемся в них в этой статье.

Принципы работы и основные различия

Алгоритм консенсуса Proof of Work (PoW) 

Этот алгоритм называется “доказательством работы”. Участники сети (майнеры) справляются со сложными математическими задачами с помощью мощных вычислительных устройств. Нашедший удачное решение майнер добавляет блоки в блокчейн и получает за это вознаграждение.

Например, в сети биткоина майнеры пытаются найти хеш, который соответствует определенным критериям. Это требует огромного количества попыток, что во многом гарантирует безопасность сети.

Алгоритм консенсуса Proof-of-Stake (PoS)

Этот алгоритм называется “Доказательством ставки”. Участники сети (валидаторы) подтверждают транзакции и создают блоки исходя из имеющегося количества монет в стейкинге (что переводится как “ставка”), которые держатся на специальном счете. Чем больше монет находится в стейкинге, тем сильнее возрастает возможность быть выбранным валидатором.

Например, в сети Ethereum 2.0 валидаторы должны застейкать минимум 32 ETH, чтобы участвовать в процессе валидации. Система случайным образом выбирает валидаторов чтобы создавать новые блоки.

Энергопотребление

Алгоритмы PoW требует существенных вычислительных ресурсов и, следовательно, большого количества электроэнергии. Например, Proof of Work блокчейн Биткоина потребляет больше энергии, чем некоторые государства.

Вот немного статистики: по данным Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index, на май 2023 года годовое потребление электроэнергии сетью биткоина составляло около 141.88 TWh, что сравнимо с потреблением электроэнергии такой страны, как Аргентина.

Алгоритм PoS значительно энергоэффективнее, так как нет необходимости использовать мощное оснащение для майнинга. Таким образом, PoS – более экологичный по сравнению с PoW. Так, после перехода Ethereum на PoS (The Merge) в сентябре 2022 года, энергопотребление сети снизилось на 99.95%.

Доступность

В PoW новый участник должен вложиться в дорогостоящее оборудование и оплачивать высокие счета за электричество. Это создает высокий порог входа для новых участников.

Для эффективного майнинга биткоина в 2025 году требуются специализированные ASIC-майнеры, стоимость которых может достигать нескольких тысяч долларов.

В PoS достаточно приобрести монеты и застейкать их, что снижает барьер для участия. Однако для некоторых сетей минимальный порог стейкинга может быть довольно высоким.

Ранее мы уже отметили, что для становления валидатором в сети Ethereum 2.0 требуется минимум 32 ETH, что на январь 2025 года составляет около $106,000.

Безопасность и риски

В PoW сложность атак увеличивается с ростом вычислительных мощностей, требующихся для контроля над сетью. Однако централизованность майнинг-пулов может стать проблемой, которая может привести к сговору на рынке. 

В PoS риски связаны с возможностью атаки 51%, если кто-то контролирует 51% всех застейканных монет. Также увеличиваются риски цензуры, если крупные компании владеют значительной частью сети. В некоторых PoS-сетях, таких как EOS, наблюдалась высокая концентрация власти у небольшого числа валидаторов, что вызывало опасения по поводу централизации.

Скорость и масштабируемость

Алгоритм PoW криптовалюты медленнее из-за необходимости решать сложные задачи. Это может ограничивать масштабируемость сети. Сеть биткоина может обрабатывать около семи транзакций в секунду, что меньше, чем у традиционных платежных систем.

Алгоритм PoS обеспечивает более быструю обработку транзакций и масштабируемость благодаря менее ресурсоемкому процессу подтверждения блоков. Ethereum 2.0 на PoS планирует достичь скорости до 100,000 транзакций в секунду с использованием шардинга.

Преимущества и недостатки алгоритмов

PoW:

Преимущества:

  • Проверенная временем безопасность

  • Децентрализация благодаря открытому участию

  • Справедливое распределение новых монет

Недостатки:

  • Высокие энергозатраты и экологические проблемы

  • Ограниченная масштабируемость

  • Тенденция к централизации майнинга из-за экономии на масштабе

PoS:

Преимущества:

  • Энергоэффективность и экологичность

  • Уменьшение барьера для входа

  • Потенциально более высокая скорость транзакций

Недостатки:

  • Уязвимость к атакам со стороны крупных стейкеров

  • Возможные риски централизации

  • Менее проверенная временем технология по сравнению с PoW

Гибридные и альтернативные модели

Некоторые проекты экспериментируют с гибридными моделями, сочетающими элементы PoW и PoS, или разрабатывают альтернативные механизмы консенсуса:

  • Delegated Proof-of-Stake (DPoS): Используется в EOS и Tron. Держатели токенов голосуют за делегатов, которые валидируют транзакции.

  • Proof-of-Authority (PoA): Используется в некоторых приватных блокчейнах. Транзакции подтверждаются заранее одобренными узлами.

  • Proof-of-History (PoH): Используется в Solana в сочетании с PoS для достижения высокой производительности.

Будущее механизмов консенсуса

С ростом озабоченности экологическими проблемами и необходимостью в более масштабируемых решениях, многие проекты рассматривают переход с PoW на PoS или другие альтернативы. Однако PoW, вероятно, сохранит свою роль в сетях, где безопасность и децентрализация являются приоритетом.

Исследования в области криптографии и распределенных систем могут привести к появлению новых механизмов консенсуса, которые сочетают преимущества существующих подходов и минимизируют их недостатки.

Что выбрать?

Выбор между PoW и PoS зависит от целей проекта. PoW идеально подходит для создания сверхнадежных систем, в то время как PoS оптимален для масштабируемых и экологичных решений. В будущем возможен переход большинства блокчейнов на PoS или гибридные модели, но PoW, вероятно, сохранит свою нишу в проектах, где безопасность и децентрализация являются главными приоритетами.

Понимание различий между этими механизмами консенсуса критически важно для разработчиков, инвесторов и пользователей криптовалют, так как они определяют фундаментальные характеристики блокчейн-сетей, включая их безопасность, масштабируемость и экологическое воздействие.

Что такое публичные и приватные ключи
Криптовалюта PEPE – почему так популярен этот мемкоин?
Оставить комментарий