Proof of Stake – выход из тупика майнинга? Будет ли смена алгоритма консенсуса и как она скажется на крипте
Криптовалюта – самый новый из финансовых механизмов, и все еще находится в поиске своего места в мире. На наших глазах меняется ее идеология, отношения с регуляторами, механизмы взаимодействия между пользователями и так далее. Уже сейчас крипта очень далеко ушла от первоначальных идей, как в социальном, так и в техническом плане. В последнее время эксперты много говорят о том, что и существующие программные механизмы себя исчерпали и требуют обновления. И в первую очередь дискуссия идет вокруг «алгоритмов консенуса» – PoW и PoS.
Как работает Proof Of Work
Основой всех криптовалют является блокчейн. Не вдаваясь в сложную программную математику его реализации, выделим главное – он является гарантией того, что денежная единица (токен) действительно есть, и она действительно уникальна. Существование крипты возможно, пока у всех участников есть так называемый «консенсус» – согласие о том, что она работает в рамках установленных правил. Технически это означает достижение узлами, работающими с блокчейном, согласия по состоянию и событиям распределенного журнала транзакций. Для этого каждое такое событие должно быть подтверждено.
Сейчас преобладающим механизмом этого подтверждения является Proof-of-Work (PoW) – «доказательство выполнения работы». Его предложил в 2008 году Сатоши Накамото как решение «проблемы двойной траты» для цифровой наличности. Ведь данные можно бесконечно копировать, и даже цифровая подпись не гарантирует того, что она не будет использована повторно. Суть этого механизма в сжигании электричества доказуемым способом. Если майнинг требует затрат энергии, то факт затрат энергии подтверждает майнинг. Это звучит странно, но работает – много лет «доказательство выполнения работы» оставалось единственным методом достижения консенсуса, на нем построен самый известный криптоактив Bitcoin.
Метод сомнителен с точки зрения философии – ведь в данном случае базовый общественный принцип «вознаграждается полезная работа» потерял слово «полезная». Proof-of-Work является вознаграждением за принципиально бесполезную работу, что по мнению ряда социологов негативно сказывается на общественной морали. Но главное – он технически ограничен. Сложность майнинга (объем необходимых для открытия блока и подтверждения транзакций вычислений) растет, увеличиваются требования к оборудованию и затраты электроэнергии. В конце концов процесс перестает окупаться.
Недостатки Proof Of Work
- Высокий расход энергии. В феврале 2021 года исследователи пришли к выводу, что одна только сеть Bitcoin потребляет больше электричества, чем Аргентина. Учитывая, что в среднем мировая экономика энергодефицитна, большая часть генерации использует невозобновляемые ресурсы и углеродный след растет, PoW выглядит сомнительной практикой.
- Уязвимость к «атаке 51%». Если вычислительная мощностькакого-то согласованного пула майнеров достигнет 51% от мощности сети, он сможет переписать консенсус в свою пользу, потому что опровергнуть его будет невозможно. То есть упрощая, «нарисовать себе денег, сколько хочет». Сценарий пока теоретический, но тренд на централизацию «большой крипты» и падение числа майнеров делает его вполне реальным уже в обозримом будущем. Чем меньше майнеров, тем больше сеть уязвима для этой атаки.
- «Гонка вооружений». PoW требует постоянного увеличения вычислительных мощностей, потому что старое оборудование с низким хешрейтом современем перестает получать новые блоки. Это не только вынуждает майнеров выводить часть капитала из системы для инвестиций в оборудование, но и создает нагрузку на мировое производство микроэлектронных компонентов. Это, в свою очередь, ведет к росту цен, создавая положительную обратную связь.
Как работает алгоритм Proof Of Stake
Протокол механизма консенсуса Proof-of-Stake появился в 2012 году и впервые был реализован в платформе PPCoin (более известной как Peercoin). Proof-of-Stake – «доказательство доли владения». Предполагается, что право человека проверять блоки с транзакциями определяется числом монет на счету, которыми он владеет. То есть чем больше токенов, тем выше условная «мощность майнинга».
На самом деле, впрочем, «майнинга» в алгоритме PoW тут вообще нет. Процесс называется «стекинг», а те, кто подтверждают транзакции и создают блоки, называются «валидаторами». Вознаграждается не генерация блоков, все выплаты идут за счет комиссий стейкхолдерам (держателям токенов). Валидатором становится тот, у кого больше доля, он подписывает блок и получает комиссию за все транзакции в этом блоке.
Чем больше количество монет депонировано на счету, тем выше шанс на раскрытие блока и получение вознаграждения, то есть «начать с нуля и намайнить» невозможно. Вместо того, чтобы покупать оборудование для майнинга, участники должны депонировать криптовалюту, так что процесс этот все равно затратный. Но pos майнинг имеет некоторые преимущества.
- Для стекинга не требуется дорогое оборудование. Да, стейкхолдер все равно должен инвестировать, но это инвестиции в ту же крипту, материальные ресурсы не расходуются, только финансовые. Видеокарты можно вернуть геймерам.
- Более низкий порог входа. Некоторые валидаторы Proof of Stake выступают в качестве пула и предлагают участвовать в стекинге с любой суммой. При этом вероятность успеха при создании блока и майнинге pos криптовалюты достаточно высока.
- Не требуются электроэнергия в значительных масштабах. Никаких мегаферм. Никакого углеродного следа. Стоимость участия в процессе не зависит от вычислительных затрат, необходимых для решения сложных задач.
- Стимул для сообщества хранить, а не выводить криптовалюту – чем больше на счету, тем больше вероятность заработать еще. Вы просто замораживаете средства на определенный период и получаете проценты – почти как в банк положить.
- Сеть теоретически более устойчива к «атаке 51%». Ввести фейковый консенсус технически возможно, но экономически бессмысленно – владелец большей доли и пострадает больше всех.
- Высокая скорость транзакций. При этом использование валидаторов в сети более эффективная практика, чем применение большого количества майнинг-ферм.
Разумеется, есть у Proof-of-Stake и недостатки.
Недостатки Proof Of Stake
- Проблема Nothing at Stake. В Proof of Work добросовестность участников гарантируется законами физики. Если их уличают, то они не могут «размайнить» блок и получить свою электроэнергию обратно. Это материальное наказание – они потратили электроэнергию и не получили прибыли. В Proof of Stake наказание существует только внутри системы: недобросовестный игрок лишается заблокированных депозитов. Как только пользователи забирают свои депозиты, они неуязвимы. Это и есть Nothing at Stake («ничего на кону») – угроза создания злоумышленником форка монеты с выводом туда своих средств.
- Возможность инфляции. Некоторые криптовалюты, относящиеся к алгоритмам pos, имеют неограниченную эмиссию. В качестве решения разработчики предлагают «сжигание монет», такой своеобразный аналог «деноминации» фиатных валют.
- Централизация. Архитектура Proof of Stake требует накопления средств, что неизбежно приводит появлению небольшого числа крупных держателей монет, которые становятся единственными бенефициарами сети.
- Delegated Proof of Stake (DPoS) — как следует из названия, работа механизма осуществляется без пополнения пользователем рядов валидаторов — он просто делегирует им функцию внесения средств, претендуя при этом на выручку.
- Nominated Proof of Stake (NPoS) — модель похожа на делегатскую, но есть нюанс, связанный с безопасностью. Внесение средств через злонамеренного валидатора чревато их потерей.
- Nominated Proof of Stake (PoSA) — симбиоз из двух предыдущих моделей. Здесь участвует двадцать один активный валидатор, причем группа ротируется каждый день.
Сравнение моделей POS и POW
Как заняться Proof of Stake?
В отличие от майнинга, подключиться к алгоритму консенсуса Proof-of-Stake может каждый. Нужно всего лишь установить клиентское ПО выбранной криптовалюты, пополнить баланс (купить монеты), обеспечить присутствие ноды в онлайне – или подключиться к пулу, что еще проще.
Собственно, на этом все. Теперь шансы пользователя открыть новый блок зависят только от объема имеющейся у него доли токенов. Средства на кошельке для майнинга должны находиться без движения, их нельзя тратить. Чтобы проводить собственные операции в системе, следует завести отдельный кошелек.
Какую выбрать криптовалюту? Это каждый решает сам. Крипта – рисковый актив и немного азартная игра.
Крупнейшие POS-проекты:
Ethereum 2.0 — несмотря на то, что полноценный переход Ethereum на PoS-алгоритм снова отложен, ETH остается одной из самых популярных монет для стейкинга, и вторая по капитализации криптовалюта после биткойна. Сейчас стейкинг ЕТН приносит до 7.15% новых монет в год.
UMI — лидер по размеру вознаграждения за стейкинг. Ее преимущество – юзабилити для новичка: достаточно завести UMI-кошелек и вступить в один из стейкинг-пулов.
Cardano — децентрализованная экосистема, которую считают главным претендентом на место Ethereum.
Binance Coin (BNB) – нативная монета крупнейшей криптобиржи Binance, а также блокчейн-сетей Binance Chain (BC) и Binance Smart Chain (BSC).
Solana — платформа для запуска децентрализованных приложений (dApps) и смарт-контрактов. Стейкинг SOL доступен любому пользователю сети через нативный или сторонний криптокошелек.
Tezos — программная блокчейн-платформа, которая может меняться и адаптироваться через консенсус сообщества.
Эксперты рекомендуют не вкладываться во что-то одно, а диверсифицировать портфель.
Перспективы и вариации механизма POS
Модель консенсуса Proof of Stake в качестве еще одного преимущества обладает достаточно высокой адаптируемостью. Вот некоторые вариации механизма:
В 2018 году был запланирован переход сети Ethereum на протокол PoS. Первое крупное обновление по переходу произошло 1 декабря 2020 года. У пользователей появилась возможность стать валидатором – для этого нужно заморозить 32 ETH. Однако 2 июня 2021 г. создатель сети Бутерин рассказал о многочисленных проблемах на пути перехода к PoS. Разработчики рассчитывали перейти на PoS в течение одного года, но бьются над задачей уже около 6 лет. Причина – «человеческий фактор». Главным цифровым активом по-прежнему остается биткоин, а его команда не собирается менять алгоритм консенсуса. Однако во второй половине 2022 года гибридный вариант PoW/PoS заработал.
Алгоритм Proof-of-Stake дал криптосообществу второе дыхание. Стать его частью стало проще, при этом неважно, насколько большую долю имеет пользователь, если ему повезло найти перспективную монету для стекинга. Однако для наступления эры PoS необходимо более обширное внедрение криптовалюты в мировую финансовую систему – то есть расширение крипторынка вообще.
На сегодня позиции регуляторов на этот счет остаются неоднозначными, так что история крипты творится на наших глазах.
Использованные источники:
