Что такое pow pos

Что будет с майнингом Ethereum после перехода на PoS

Блокчейн Ethereum был запущен 30 июля 2015 г. и с тех пор стал вторым по значимости криптовалютным проектом. Он обладает очень широким функционалом, включающим не только транзакции и награду за их верификацию, но и содержит основу для децентрализованных приложений, смарт-контрактов, платформ для монетизации, краудфандинговых инициатив и много другого. Однако почти с самого начала запуска проекта пользователям постоянно напоминают, что Эфириум «вот-вот» перейдёт на алгоритм Proof-of-Stake. Что же на самом деле произойдёт с традиционной моделью майнинга в этом случае?

От PoW к PoS

Вкратце напомним, чем отличаются два основных механизма майнинга. При Proof-of-Work («доказательство выполнения работы») от пользователя требуют постоянного нахождения в сети и использования вычислительного оборудования на 100%. Только в этом случае у него есть шанс получить награду за завершённый блок. Устройство-майнер, будь то GPU, ASIC, FPGA, подключается к блокчейну проекта и в режиме 24/7 отслеживает и подтверждает совершаемые транзакции (переводы средств). Благодаря тому, что сеть децентрализована, у неё отсутствует единый центр, а копии хранятся на всех пользовательских устройствах. Это позволяет быстро и надёжно проводить операции, которые «одобряются» устройствами участников. То есть, например, переводы нельзя отменить, подделать, заменить сумму и т.д. Данный механизм надёжно защищает участников от злоупотреблений.

Большинство современных криптовалютных проектов, включая Bitcoin, Ethereum, Binance Coin, работают именно на PoW. Однако существует и альтернативный метод защиты участников сети. Называется от Proof-of-Stake («доказательство доли владения»). При этом механизме пользователь тоже должен находиться в сети, но транзакции верифицируют только валидаторы (уполномоченные участники сети с достаточным количеством монет на счету, в случае с эфиром таковых должно быть минимум 32 ETH). Для подтверждения выбирается самый «весомый» валидатор или группа таковых в зависимости от загруженности сети. Это наиболее крупные держатели монет. Остальные участники довольствуются лишь комиссиями с совершаемых транзакций, начисляемых пропорционально их вкладу в сеть. Это значительно сокращает доходность майнеров, но и в десятки раз снижает электропотребление самой сети.

На PoS сейчас работают, например, такие известные криптовалюты как Cardano (ADA), Solana (SOL), Algorand (ALGO), Tezos (XTZ), CELO и ряд других проектов. Всего около 70 блокчейнов из почти 6 000 выбрали именно этот алгоритм решения задач. Изначально PoS рассматривали в качестве основы и разработчики Ethereum.

План Бутерина

Одной из центральных фигур проекта считается Виталик Бутерин. Он является горячим сторонником перехода Eth на Proof-of-Stake, несмотря на возражения самого сообщества и экспертов, заключающиеся в том, что это ведёт к централизации проекта, оттоку пользователей, падению его надёжности и повышенному интересу со стороны финансовых регуляторов, готовых приравнять токены к ценным бумагам. Например, 19 сентября 2016 г. Бутерин выступал на конференции разработчиков Devcon2 в Шанхае и заявил, что переход на PoS произойдёт не ранее лета 2017 года, а в целом может продлиться до 2020 г.

10 декабря 2018 г. Бутерин завалил Twitter длинным постом, доказывающим преимущества децентрализованных блокчейнов в целом и построенных на PoS в частности. В марте 2019 г. в посте на Reddit он заявил, что переход оказался не таким простым решением, как предполагалось ранее. В результате переход на новый алгоритм постоянно откладывался то на конец 2019, то на зиму 2020, а затем речь и вовсе пошла о гибридном алгоритме между PoW и PoS. Основная сеть обросла всевозможными тестнетами, сайдчейнами и прочими инструментами, предназначенными для обкатки будущего перехода. Основным из них является Beacon Chain как фундамент будущего основного блокчейна Ethereum 2.0. На нём уже можно совершать транзакции «в стиле» PoS.

Наконец, 2 июня 2021 г. Бутерин рассказал о многочисленных проблемах на пути перехода к PoS. Он пожаловался на человеческий фактор, из-за которого затянулся запуск и переход на более экологичный и менее затратный вариант достижения консенсуса. Если по техническому нормативу он первоначально укладывался в три месяца, то уже растянулся на 18. В лучшем случае гибридный вариант PoW/PoS заработает во второй половине 2022 г. Кроме того, разработчики рассчитывали быстро перейти на PoS в течение одного года, а фактически бьются над задачей уже около 6 лет.

В результате, по состоянию на середину октября 2021 г., успешно реализована и завершена лишь Фаза 0. Она прошла в ноябре прошлого года, а через год должна была перейти в Фазу 1 по постепенному слиянию Beacon Chain на PoS с основной сетью (Eth1). Сейчас в сайдчейне сконцентрированы 3 млрд долларов залога валидаторов. Из-за высокой конкуренции с другими блокчейнами, а также занятости разработчиков, слияние Eth1 и Eth2 было отложено на конец года, до хардфорка Shanghai.

Но теперь возникла проблема с «бомбой сложности», которую необходимо постоянно откладывать, чтобы не перегрузить сеть. Решение вопроса об её отложении заложили в обновление EIP-4345. Это означает, что слияние сетей откладывается минимум до мая 2022 года. Инвесторы отреагировали выводом средств, поскольку рассчитывали на переход на PoS до конца 2021 г. Теперь же им в лучшем случае придётся ждать ещё около года. Это влияет на курс Эфириума, который постепенно падает, торгуясь сейчас на отметке 3 800 USD против 4 150 от 11 мая 2021 г.

Плюсы и минусы перехода на PoS

Учитывая, что эпопея с окончательным переходом на алгоритм Proof-of-Stake затягивается как минимум на год, а скорее всего и на больший срок, майнерам вроде бы пока нечего опасаться. Видеокарты можно не продавать в спешке как б/у мусор, средства обналичивать тоже не обязательно, да и вообще заниматься делами как и раньше. Тем не менее, основные опасения добытчиков эфира выглядят так:

прекращение майнинга на GPU и ASIC. За создание и верификацию новых блоков будут отвечать крупные валидаторы-стейкеры с 32 и более ETH на счетах. По курсу на 18 октября это эквивалент 121 600 USD;

опасность того, что система может иметь изъяны в безопасности и подвергнуться взлому;

потеря интереса к монете со стороны некоторых пользователей и сокращение участников проекта из-за того, что порог входа в блокчейн достаточно высокий;

риск хардфорка с участием несогласных членов коммьюнити, как это уже было в 2016 г. с Ethereum Classic;

снижение оборота и как следствие возможностей дополнительного заработка. Например, в сети Ethereum уже активно «сжигают» монеты. Только к 10 сентября было уничтожено почти 265 тыс. монет на общую сумму 898 млн долларов США. Это поддерживает дефляционный характер существования актива и его дефицитность.

Разумеется, у перехода есть и масса преимуществ, которые, собственно, и закладывали разработчики:

сокращение расходов на электроэнергию на 99%, снижение углеродного следа;

«повторная децентрализация» — блокчейн будет разделён на т.н. «шарды» (shards), то есть автономные участки, взаимодействующие друг с другом и обрабатывающие каждый «свои» транзакции;

отсутствие расходов на приобретение оборудования;

устранение проблем с масштабируемостью и скоростью совершения транзакций (до 100 000 операций в секунду);

снижение комиссионных до нескольких долларов против десятков долларов сейчас.

Чего ждать майнерам

Соответственно, нужно разграничивать ситуацию с будущим асиков и будущим видеокарт. Асики как устройства, «заточенные» на один алгоритм (в данном случае Ethash), можно будет переключить на аналогичные проекты вроде Ubiq или Expanse. Да, доходность здесь будет не такой высокой, но это не приговор даже таким узконаправленным устройствам. Ещё совсем недавно актуальным был и Ethereum Classic, но он перешёл на усовершенствованный алгоритм Etchash в ходе хардфорка Thanos.

Для видеокарт же и вовсе нет никаких пределов, ведь они могут работать на абсолютно любом доступном криптовалютном алгоритме. ГЛАВНОЕ преимущество заключается в том, что не считая некоторых топовых криптовалют владельцам GPU больше не придётся делить хешрейт с владельцами асиков, поскольку они, за небольшими исключениями, запрограммированы преимущественно на алгоритмы SHA-256 и Scrypt (иногда встречается более редкий Kadena). Кроме того, всегда можно диверсифицироваться как в отношении вложений в криптовалюту, так и оборудования, то есть майнить и на асиках, и на видеокартах самые прибыльные монеты.

Однако, повторимся, во-первых, неясны точные сроки полного и окончательного перехода Ethereum на PoS, да и вообще не исключено, что разработчики остановятся на гибридном алгоритме. Это не означает «смерть майнинга на видеокартах», а лишь потребует диверсификации в выборе блокчейна. Во-вторых, на видеокартах по-прежнему можно майнить хоть Bitcoin, хоть Ethereum Classic, хоть любой другой из почти 6 000 криптовалютных проектов, доступных всем и каждому.

Источник

Как работают Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-stake (PoS), алгоритмы достижения консенсуса в блокчейне

Работа сети основана на решении сложных математических задач и возможности легко доказать, что решение получено.

Навигация по материалу:

Какую математическую задачу решает PoW?

Это одна из проблем, требующих значительной вычислительной мощности. Таких проблем много:

В случае с PoW используется хэширование.

По мере роста сети проблемы становятся все серьезнее, и алгоритмы хеширования требуют все большей вычислительной мощности, так что сложность задачи — актуальная проблема.

Как работает блокчейн и транзакции?

От этого механизма зависит точность и скорость блокчейна. При этом проблема не должна быть слишком сложной — в этом случае генерация блока займет много времени, а значит, в сети «зависнет» много незавершенных транзакций. Если проблема не может быть решена за предсказуемое время, создание блоков станет счастливой случайностью.

Если же проблема решается слишком просто, это делает систему уязвимой для злоупотреблений, спама и DoS-атак.

Решение должно быть легко проверяемо, в противном случае не все узлы смогут понять, правильно ли был проведен расчет, а значит, им придется доверять другим узлам, что не согласуется с одним из важнейших принципов блокчейна — полной прозрачностью.

Реализация Proof-of-Work в сети блокчейна

Если майнер сумел решить задачу, формируется новый блок — в нем размещается очередной комплект транзакций, и они считаются подтвержденными.

Какие алгоритмы используют доказательство выполнения работы PoW?

Преимущества принципа Proof-of-Work

Основные его преимущества — защита от DoS-атак и низкое влияние доли криптовалюты в собственности у майнера на возможности добычи.

PoW накладывает определенные ограничения на действия участников, поскольку для решения задачи требуются значительные усилия. Эффективная атака также требует больших вычислительных мощностей и продолжительных вычислений, поэтому она возможна, но невыгодна на фоне высоких затрат.

Неважно, сколько денег у вас в кошельке — важно иметь большие вычислительные возможности для решения задач и формирования новых блоков, а значит, держатели больших капиталов не могут принимать решения за всю сеть.

Недостатки алгоритма PoS

Для сложных расчетов требуется специализированное и дорогое компьютерное оборудование. Расходы неуправляемо растут, и майнинг становится возможен только для больших групп майнеров. Кроме того, специализированные компьютеры потребляют массу энергии, что увеличивает затраты. Следствием из этого становится постепенное повышение централизации системы, поскольку это выгодно. И именно это происходит в случае с биткоином.

Майнеры выполняют работу по созданию блоков, попутно потребляя огромное количество энергии, но вычисления, которые они делают, совершенно бесполезны сами по себе. Да, они гарантируют безопасность в сети, но их результаты нельзя использовать в бизнесе или в науке.

Что такое атака 51% и какова ее угроза?

Атака 51% или атака большинства возможна в ситуации, когда пользователь или группа пользователей контролируют большую часть мощностей сети — это дает им возможность контролировать происходящие в сети события. Так, они могут монополизировать создание новых блоков и получать все вознаграждение, поскольку в их власти помешать другим майнерам завершать блоки.

Кроме того, они могут отменять транзакции.

Предположим, Алиса послала Бобу деньги через блокчейн. Алиса участвует в атаке 51%, а Боб — нет. Их транзакция помещается в блок, но атакующие не дают переводу состояться. Происходит раздвоение блокчейна.

Далее атакующие майнеры присоединяются к одной из веток, и, поскольку у них больше вычислительной мощности, их цепочка содержит больше блоков.

Сеть устроена так, что принимается более длинная цепочка, а короткая отклоняется, а значит, сделка между Алисой и Бобом не состоялась, и Боб не получил деньги.

Вот таким образом злоумышленники могут отменять транзакции.

Атака 51% вряд ли может быть выгодной. Она требует огромных вычислительных ресурсов, а как только факт становится известен, сеть считается скомпрометированной и из нее начинают уходить пользователи, что с неизбежностью приводит к снижению цены криптовалюты.

Принцип работы Proof-of-stake

PoS работает по другому. Вместо решения криптографической задачи транзакции валидируются путем «заморозки» некоторого количества монет майнеров в качестве обеспечения. Монеты заморожены до тех пор, пока не будет достигнута «договоренность» валидности транзакций. После достижения конценцуса в сети транзакции добавляются в блокчейн, а монеты держатся замороженными еще некоторое время с целью защиты от атаки на сеть и избежания «двойной траты».

Когда монеты разморожены майнеров, они получают свои монеты обратно плюс небольшую комиссию за запись транзакций в блокчейн. Такой алгоритм предназначен для того, чтобы отбить охоту у злоумышленников валидировать поддельные транзакции из-за риска потерять «залог».

Отличия между Proof-of-Stake и Proof-of-Work

Очевидное преимущество Proof-of-Stake перед Proof-of-Work заключается в том, что его выполнение не требует от майнеров гигантского расхода электроэнергии, что делает его намного более эффективным. Но это не единственное его достоинство. Он также позволяет реализовать системы управления нового поколения, например, предоставив участникам сети возможность принять участие в выборе между хард- и софт-форками.

В плане превосходства PoS над PoW, можно сказать, что для проведения атаки на сеть требуется огромное количество монет, что по сути приводит к ее нецелесообразности для владельца этих же монет, так как он(они) пострадает от этой атаки в первую очередь.

В то же время PoS побуждает к накоплению монет в одних руках, что может негативно сказаться на децентрализации сети. Если найдется майнер или группа майнеров, который(которые) сосредоточит в своих руках большую часть ресурсов сети, то он(они) сможет диктовать свои правила остальным участникам сети.

PoW и PoS это основные механизмы, которые используются для подтверждения выполненной работы в сетях криптовалют, однако есть и другие менее известные и распространенные.

Где выгоднее покупать криптовалюту? ТОП-5 бирж

Для безопасной и удобной покупки криптовалют с минимальной комиссией, мы подготовили рейтинг самых надежных и популярных криптовалютных бирж, которые поддерживают ввод и вывод средств в рублях, гривнах, долларах и евро.

Надежность площадки в первую очередь определяется объемом торгов и количеством пользователей. По всем ключевым метрикам, крупнейшей криптовалютной биржей в мире является Binance. Также Binance самая популярная криптобиржа в России и на территории СНГ, поскольку имеет наибольший оборот денежных средств и поддерживает переводы в рублях с банковских карт Visa/MasterCard и платёжных систем QIWI, Advcash, Payeer.

Специально для новичков мы подготовили подробный гайд: Как купить биткоин на криптобирже за рубли?

Рейтинг криптовалютных бирж :

Критерии по которым выставляется оценка в нашем рейтинге криптобирж :

Источник

Что такое PoW и PoS и чем они отличаются?

PoW (Proof-of-Work) и PoS(Proof-of-Stake) – это модели проверки и подтверждения транзакций при майнинге.

Более подробно об остальных алгоритмах Консенсуса в Блокчейне, Вы можете прочитать здесь.

Технология Proof-of-Work

Вкратце:

В майнинг технология Proof-of-Work (доказательство работой) пришла вместе с Bitcoin и применяется для разгадывания блока (майнинга) с помощью специального оборудования.

Суть PoW проста: майнер решает сложную криптографическую задачу при помощи своего оборудования, отправляет результат решения в систему, которая сверяет это решение с проверочным шаблоном.

Если решения совпали – за выполненную работу майнер получает вознаграждение, при этом размер вознаграждения фиксированный (например, за разгадывание блока Bitcoin майнер получит 12,5 btc).

Однако из-за возросшей сложности разгадывания блока майнеры объединяются в пулы, где суммируется мощность их оборудования и разгадывание блока происходит быстрее. При этом размер вознаграждения делится между всеми майнерами, разгадывавшими этот блок пропорционально задействованным мощностям.

Интересно. Технология PoW существовала задолго до появления Bitcoin: в 1993 году в научной статье, авторами которой были Синтия Двор и Мони Наор. Они не дали название технологии, а лишь предложили концепцию: для доступа к какому-либо абстрактному ресурсу нужно решить определенную задачу. Идею подхватил Адам Блэк, запустивший в 1997 году проект Hashcash, основная задача которого заключалась в защите ресурса от спама. Через 2 года появился термин Proof of Work в научной статье Маркуса Якобсена и Ари Джуэлса.

Процесс майнинга биткойнов основан на Hashcash, системе доказательства работы, изобретенной Адамом Бэком в 1997 году для борьбы со спамом в электронной почте и атаками типа «отказ в обслуживании». Бэк, один из первых биткойнеров, отрицает, что он является создателем криптовалюты, Сатоши Накамото.

Какие криптовалюты используют PoW?

Технология Proof-of-Stake

Ключевое по POS:

В качестве альтернативы PoW в майнинге была создана технология (доказательство ставкой).

Для майнинга по PoS не нужно специальное оборудование. Вам достаточно иметь кошелек и некоторое количество монеты, которая добывается по данной технологии.

Суть PoS в том, что подтверждение транзакции (разгадывание блока) происходит кошельком с данной монетой. То есть для майнинга по PoS необходим лишь кошелек с монетой и включенный компьютер.

Однако минус этой технологии в том, что преимущество в подтверждении транзакций получает тот участник, у которого количество монет в кошельке больше. Но и держатели небольшого количества монет принимают участие в разгадывании блока пропорционально количеству своих монет: если у майнера 1% монет от их общего числа, то количество блоков, которые он разгадает, будет равно 1%.

Proof-of-Stake против Proof-of-Work

Начисление вознаграждения при разгадывании блока при PoS иное, чем при PoW: майнер получает комиссию за проведение транзакции (то есть вознаграждение начисляется из монет, которые уже находятся в обороте), а не установленное количество монет, то есть при PoS эмиссия криптовалюты не происходит. Эта сумма значительно меньше, чем при майнинге по PoW технологии, но и затраты на PoS значительно меньше.

POW против PoS: что лучше?

POW хорошо протестирован и используется во многих криптовалютных проектах.

DDoS-атаки на блокчейн, использующие этот алгоритм, невозможны с сегодняшними вычислительными технологиями. Однако высокая стоимость энергии, негативное влияние на окружающую среду, связанное с этим неблагоприятное освещение в СМИ, растущая централизация в майнинге и низкая пропускная способность транзакций, вероятно, сделают его нежизнеспособным в долгосрочной перспективе.

Сообщества все больше обеспокоены высокими затратами на электроэнергию при добыче биткойнов.

Алгоритм PoS обеспечивает более масштабируемую цепочку блоков с более высокой пропускной способностью транзакций, и несколько проектов уже приняли его, например, криптовалюта DASH.

Однако POS также не идеален. К примеру во время стейкинга злоумышленник также может совершить мошенничество и подтвердить неправильные транзакции.

Проект Ethereum в рамках запланированного перехода на PoS разработал протокол Casper, по которому такие мошенники будут наказаны конфискацией криптовалют, и лишением их возможности делать ставки когда-либо снова.

Если запланированная реализация PoS в таком известном протоколе, как Ethereum, пойдет хорошо, то криптосообщество, вероятно, будет достаточно уверено в способности алгоритма PoS обеспечивать безопасность сети. Это может склонить чашу весов в пользу PoS, и только время покажет, какой из них будет консенсусным алгоритмом блокчейна в будущем.

Почему Proof of Stake лучше, чем Proof of Work?

С другой стороны, модель Proof of Stake намного лучше, чем Proof of Work, потому что она решает множество проблем, о которых мы сейчас расскажем вам.

Централизация

Блокчейны Proof of Work дают людям, которые покупают мощные оборудования (видеокарты или Асики), больше шансов получить вознаграждение с майнинга.

В результате централизованные организации покупают тысячи устройств (видеокарт или Асики), которые генерируют максимальную мощность майнинга.

Этот тип операции известен как «майнинг-пул», и он позволяет людям «объединять» свои ресурсы, чтобы иметь шанс добывать криптовалюту, так как майнинг в соло в настоящее время почти не реален!

Следовательно, всего четыре майнинг пула (большинство из которых расположены в Китае, где дешевое электричество) контролируют более 50% общей мощности майнинга биткойна.

Это несправедливая система, поскольку она означает, что у обычного человека почти нет шансов когда-либо выиграть награду с майнинга. В этом отличие Proof of Stake.

Эта модель предотвращает объединение групп людей для доминирования в сети только для получения прибыли. Вместо этого те, кто вносит вклад в сеть, замораживая свои монеты, получают вознаграждение пропорционально сумме, которую они вложили.

Потребление электроэнергии

Некоторые блокчейны Proof of Work, такие как Биткойн, используют большое количество электроэнергии.

Недавнее исследование показало, что общее количество электроэнергии, необходимое для поддержания работоспособности сети Биткойн, превышает количество, используемое более чем 159 отдельными странами!

С другой стороны у Proof of Stake затраты на электроэнергию для проверки транзакций значительно ниже.

Атака 51%

Недавний пример атаки 51% произошел против блокчейна Verge, что позволило хакеру похитеть 35 миллионов монет XVG. На момент атаки реальная стоимость составила 1,75 миллиона долларов!

Если бы они решили купить такую ​​значительную сумму, то реальная стоимость монеты по ходу увеличилась бы. В результате они потратят значительно больше, чем могут получить от атаки

Вывод и рекомендации

Сейчас некоторые блокчейны применяют обе технологии при формировании новых блоков (например, в криптовалютах PeerCoin и Reddcoin метод PoW используется для первоначального распределения, а PoS — для подтверждения транзакций). Это связано с тем, что количество монет каждой криптовалюты фиксировано и рано или поздно закончится. Тогда при разгадывании блока придется переходить на PoS технологию, при которой не происходит ввод новых монет в оборот.

Источник