0

Что такое Proof of Stake?

Вступление

Революция блокчейнов происходит так быстро, что революционизируется и в ней. До сих пор де-факто механизмом достижения консенсуса по распределенным реестрам была Proof of Work (PoW), в которой компьютеры соревнуются в решении вымышленных математических задач. Однако эта система расходует много энергии и мощности компьютера. Но теперь появился более быстрый, простой и энергоэффективный метод запуска блокчейна под названием Proof of Stake (PoS). 

Проблема

Сети блокчейнов на основе Биткойна и Эфириума работают на системах Proof-of-Work, посредством которых майнеры решают «криптографические головоломки» и получают вознаграждения в криптовалюте. Однако эта технология не является жизнеспособным долгосрочным вариантом, поскольку PoW медленный, дорогостоящий и уязвимый для атак, согласно отчету Банка международных расчетов. 

PoW требует значительных компьютерных мощностей для удовлетворения определенного уровня сложности. По данным Digiconomist, годовое расчетное потребление электроэнергии в сети Биткойн в настоящее время составляет около 49,06 ТВт-ч.

Помимо высокого энергопотребления, с Proof of Work есть еще несколько проблем:

  • Высокая стоимость дорогостоящего оборудования для майнинга, процессоров ASIC, охлаждающего оборудования и т. Д., Что создает значительный барьер для входа  
  • Концентрация мощности: в настоящее время 5 крупных майнинговых пулов контролируют почти 60 процентов хешрейта майнинга сети Биткойн. На графике ниже показано текущее распределение хешрейта биткойнов: 





Blockchain.com: Распределение хешрейта 2019.


Из этих пяти майнинговых пулов четыре лучших расположены в Китае . Фактически, в Китае сосредоточено более 70 процентов вычислительных мощностей, которые работают и обеспечивают безопасность сети Биткойн. Страна также контролирует более 70 процентов коллективной гонки решения проблем с хешрейтом сети Биткойн. Такая консолидация противоречит видению основателя Биткойна Сатоши Накамото децентрализованной сети без доверия.

В результате соучредитель Etherum Виталик Бутерин работает над тем, чтобы переместить криптовалюту от Proof of Work к механизму консенсуса Proof of Stake. 10 декабря 2018 года он написал в Твиттере:

Что такое Proof of Stake

В 2012 году анонимный разработчик под псевдонимом «Солнечный король» стал соавтором статьи , описывающей PoS. В отличие от PoW, который позволяет «майнерам» «добывать» блоки, PoS позволяет «валидаторам» «подделывать» новые блоки транзакций только после того, как они поставят определенное количество токенов. Валидаторы в конечном итоге получают сетевые сборы вместо криптовалютных вознаграждений.

Такая система может обеспечить более справедливую структуру вознаграждения, связав долю валидатора в сети с размером его / ее инвестиций. Другими словами, если вы инвестируете в десять раз больше токенов по сравнению с конкурентом, у вас в десять раз больше шансов стать валидатором для следующего блока. Напротив, в системах PoW, если вы инвестируете в свою установку для майнинга в десять раз больше, вы можете получить более чем в 10 раз большую вычислительную мощность из-за экономии на масштабе.

Каждый узел может с разумной точностью предсказать следующего валидатора.

Недостатки / проблемы Proof of Stake:

Риск олигархии / централизации – богатые, очевидно, могут позволить себе поставить большее количество токенов и, таким образом, получить больший контроль над сетью и заработать больше комиссионных. Однако благодаря методам выбора, упомянутым выше, система PoS менее восприимчива к централизации по сравнению с цепочкой блоков PoW, где несколько объектов контролируют большую часть мощности майнинга.

Риск потери доли  – в сети PoW кража монет майнера BTC не повлияет на инфраструктуру майнинга. Майнер продолжает сохранять свой «голос» в сети и пытается добыть следующий блок.

Однако в сети PoS такая кража может стоить валидатору его доли в сети, и он больше не может иметь право чеканить следующий блок. 

Более того, валидатору требуется «горячий кошелек», поскольку он должен подписывать сообщение из системы, подключенной к Интернету. Таким образом, это увеличивает риск раскрытия средств хакерам. И, наконец, если существуют «условия сокращения», злоумышленник, который скомпрометировал валидатор (но не может вывести средства), все равно может заставить валидатор потерять свои зарезервированные средства.

1. Ничто не поставлено на карту – Проблема «ничего не поставлено на карту» описана как важный недостаток механизма PoS на странице Wiki Ethereum :

В случае форка, будь то форк случайный или злонамеренная попытка переписать историю и отменить транзакцию, оптимальная стратегия для любого майнера – майнить в каждой цепочке, чтобы майнер получил свое вознаграждение независимо от того, какой форк выиграет. Таким образом, предполагая большое количество экономически заинтересованных майнеров, злоумышленник может отправить транзакцию в обмен на какой-либо цифровой товар (обычно другую криптовалюту), получить товар, затем запустить форк блокчейна с одного блока за транзакцией и вместо этого отправьте деньги себе, и даже с 1% от общей ставки форк атакующего выиграет, потому что все остальные майнят на обоих.

Проще говоря, валидаторам нечего терять. Они могут использовать одну и ту же ставку для проверки двух или более конкурирующих цепочек, тем самым увеличивая свои вознаграждения без увеличения риска. Когда цепочка переходит в другую цепочку, доля валидаторов также существует в разветвленной цепочке. Таким образом, человек может взимать комиссию с обеих цепочек без дополнительных затрат. С PoW майнерам необходимо направить свои усилия на конкретную цепочку.

Однако разработчики PoS создали некоторые меры предосторожности. Например, запланированное обновление Casper Ethereum вводит штрафной механизм под названием Slasher, который требует от валидаторов фиксации определенного количества эфира через смарт-контракт Casper. Если валидатор попытается дважды погрузиться в разные цепочки с одинаковой ставкой, контракт уничтожит эфир, переданный валидатором.

2. Атака на большие расстояния. В этом сценарии злоумышленник может создать вилку блокчейна, начиная с блока Genesis, и перехватить основную цепочку. Это также называется «атакой на пересмотр истории» или «атакой альтернативной истории».

Злоумышленнику понадобятся закрытые ключи к одному или нескольким кошелькам с крупными ставками в прошлом либо путем взлома, либо в сотрудничестве с несколькими крупнейшими заинтересованными сторонами в последней цепочке.  

В отличие от PoW, PoS не требует большой вычислительной мощности или значительной энергии для создания следующего блока. Следовательно, актер может создавать новые блоки в разветвленной цепочке и относительно легко догонять основную цепочку. В результате валидаторам будет нелегко определить реальную цепочку, потому что они оба одинаково длинны. 

Чтобы смягчить это, большинство решений блокчейна PoS предлагают ввести контрольную точку, которая диктует, что люди могут оспаривать только определенное количество блоков до последнего блока. Например, блокчейн NXT автоматически отклоняет любые изменения старше 720 блоков. Другой способ – просто ежедневно транслировать хэш правильного законного блокчейна. 

Заключение

Планируемое внедрение Casper в Ethereum, как мы надеемся, решит проблемы с блокчейнами PoW: огромное потребление энергии, централизация майнинга и высокие барьеры для входа. Однако PoS молодой и непроверенный. Учитывая сложность и потенциальный риск непредвиденных проблем, Виталик планирует внедрять PoS поэтапно: первый этап – это Casper Release 1, который будет предлагать гибрид PoW и PoS, в котором система будет использовать PoS для проверки каждого сотого блока. После установления стабильности Виталик намеревается перейти к сети Ethereum, основанной на 100% PoS. 

BizznesMAN

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *