Životopis
Proof of Stake je populární mechanismus konsensu a alternativa k Proof of Work. Místo používání výpočetního výkonu k ověřování transakcí musí validátoři vkládat finanční prostředky. To výrazně snižuje spotřebu energie. Proof of Stake také zlepšuje decentralizaci, bezpečnost a škálovatelnost.
Pro nové uživatele bez přístupu ke kryptoměnám však může být Proof of Stake méně dostupný. 51% útok lze také snadno dosáhnout pomocí blockchainů s nízkou kapitalizací. Protože Proof of Stake je velmi univerzální, má širokou škálu variant pro různé blockchainy a případy použití.
Úvod
Proof of Stake je dnes zdaleka nejoblíbenější volbou pro blockchainové sítě. S tolika variacemi však může být obtížné porozumět jeho základním pojmům. V dnešní době se s ním v původní podobě pravděpodobně nesetkáte. Všechny druhy Proofs of Stake však sdílejí stejné základní pojmy. Pochopení těchto podobností vám pomůže lépe se rozhodovat o blockchainech, které používáte, a o tom, jak fungují.
Co znamená Proof of Stake?
Algoritmus konsenzu Proof of Stake byl představen v roce 2011 na fóru Bitcointalk. Bylo navrženo jako řešení problémů s důkazem o práci. Ačkoli oba sdílejí stejný cíl dosáhnout blockchainového konsenzu, proces je zcela odlišný. Místo toho, aby museli poskytovat výpočetně náročný důkaz, účastníci pouze prokazují, že vložili finanční prostředky.
Jak funguje Proof of Stake?
Algoritmus Proof of Stake používá k výběru validátorů ze skupiny uzlů proces pseudonáhodné volby. Systém využívá kombinaci faktorů včetně doby trvání sázek, prvku randomizace a bohatství uzlů.
V systémech Proof of Stake se bloky „kují“ spíše než těží. Stále však můžete slyšet výraz „vytěžený“, který se stále používá. Většina kryptoměn Proof of Stake se spouští s dodávkou „předfalšovaných“ coinů, aby uzly mohly okamžitě ověřovat transakce.
Uživatelé, kteří chtějí falšovat bloky, musí uzamknout určité množství mincí v síti, tomu se říká staking. Velikost sázky určuje šance, že bude uzel vybrán jako validátor pro vytvoření dalšího bloku: čím větší sázka, tím větší šance. K procesu výběru jsou přidány jedinečné metody, aby se zabránilo přílišnému upřednostňování nejbohatších uzlů v síti. Dvě nejpoužívanější metody jsou Random Block Selection a Staking Age.
Náhodný výběr bloků
V metodě Random Block Selection se validátoři vybírají tak, že hledají uzly s nejnižší hash hodnotou a největším podílem. Vzhledem k tomu, že velikosti sázek jsou veřejné, mohou ostatní uzly obvykle předpovídat příští validátor.
Stáří fondů
Metoda stáří fondů zahrnuje výběr uzlů na základě toho, jak dlouho byly jejich coiny vsazeny. Stáří prostředků se vypočítá vynásobením počtu dnů vsazení prostředků vsazeným množstvím.
Jakmile uzel zfalšuje blok, stáří jeho prostředků se vynuluje a bude muset určitou dobu počkat, než bude moci vytvořit další blok: toto opatření brání největším uzlům ovládat blockchain.
Validace transakcí
Každá kryptoměna využívající Proof of Stake má svůj vlastní soubor pravidel toho, co považuje za ideální pro síť a její uživatele.
Když je uzel vybrán pro falšování dalšího bloku, zkontroluje, zda jsou transakce v bloku platné. Poté podepíše blok a přidá jej do blockchainu. Uzel obdrží transakční poplatky bloku a na některých blockchainech odměnu v podobě nových coinů jako odměnu.
Pokud některý uzel již nechce falšovat bloky, jeho vklad a jeho odměny se odemknou až po určité době. Toto opatření poskytuje síti čas na ověření, zda uzel nepřidal podvodné bloky.
Které blockchainy používají Proof of Stake?
Většina post-ethereových blockchainů využívá mechanismy konsenzu Proof of Stake. Obvykle je mechanismus přizpůsoben tak, aby vyhovoval potřebám sítě. Těmto variantám se budeme věnovat později v článku. Samotné Ethereum aktuálně přechází na Proof of Stake s Ethereem 2.0.
Blockchainové sítě, které používají Proof of Stake nebo nějakou jeho formu, zahrnují následující:
1. Řetěz BNB
2. BNB Smart Chain
3. Solana
4. Lavina
5. Puntíky
Výhody Proof of Stake
Proof of Stake má oproti Proof of Work mnoho zjevných výhod. Z tohoto důvodu nové blockchainy téměř vždy používají Proof of Stake. Mezi jeho výhody patří:
Přizpůsobivost
Jak se mění potřeby uživatelů a blockchainy, může se měnit i Proof of Stake. Velký počet dostupných úprav to potvrzuje. Mechanismus je všestranný a lze jej snadno přizpůsobit většině případů použití blockchainu.
Decentralizace
Více uživatelů se doporučuje provozovat uzly, protože je to cenově dostupnější. Tato pobídka a proces randomizace také činí síť decentralizovanější. Přestože existují sázkové fondy, existuje mnohem vyšší šance, že jednotlivec úspěšně ukovat blok pod Proof of Stake. Celkově to snižuje potřebu vytyčovacích bazénů.
Energetická účinnost
Proof of Stake je ve srovnání s Proof of Work neuvěřitelně energeticky efektivní. Náklady na účast závisí spíše na ekonomických nákladech na vsazování mincí než na výpočetních nákladech na řešení výpočetních problémů. Tento mechanismus má za následek významné snížení energie potřebné pro běh mechanismu konsenzu.
Škálovatelnost
Vzhledem k tomu, že Proof of Stake se při vytváření konsenzu nespoléhá na fyzické stroje, je škálovatelnější. Není potřeba mít obrovské těžařské farmy nebo spotřebovávat velké množství energie. Přidání dalších validátorů do sítě je levnější, jednodušší a dostupnější.
Bezpečnostní
Sázky slouží jako finanční pobídka pro validátora, aby nezpracovával podvodné transakce. Pokud síť odhalí podvodnou transakci, uzel ztratí celý svůj podíl a také možnost podílet se v budoucnu na konsensu. Dokud bude sázka vyšší než odměna, bude mít podvodný validátor více co ztratit než získat.
Aby mohl uzel převzít kontrolu nad sítí a schvalovat tak podvodné transakce, musí mít v síti většinový podíl, tomu se říká 51% útok. V závislosti na hodnotě kryptoměny to může být velmi drahé, protože k převzetí kontroly nad sítí byste museli ovládat 51 % nabídky kryptoměny.
To však může být i nevýhoda, kterou si vysvětlíme níže.
Nevýhody Proof of Stake
Přestože má Proof of Stake mnoho výhod oproti Proof of Work, stále má některé nevýhody:
Vidličky
S klasickým mechanismem Proof of Stake není žádná překážka pro těžbu na obou stranách vidlice. S Proof of Work bude těžba na obou stranách plýtvat energií. S Proof of Stake jsou náklady mnohem nižší, což znamená, že lidé mohou „sázet“ na obě verze vyplývající z forku.
Přístupnost
Abyste mohli začít sázet, budete potřebovat coiny v nativní měně blockchainu. Chcete-li to provést, musíte si zakoupit token prostřednictvím výměny nebo jiného způsobu. V závislosti na požadované částce budete možná potřebovat značnou investici, abyste mohli začít sázet.
S Proof of Work si můžete koupit levné těžařské zařízení nebo si je dokonce pronajmout. Díky tomu se můžete připojit k fondu a začít rychle ověřovat a generovat příjmy.
Útok 51 %
Přestože Proof of Work je také náchylný k 51% útokům, jejich implementace může být mnohem jednodušší s Proof of Stake. Pokud se cena tokenu zhroutí nebo má blockchain nízkou kapitalizaci, může být teoreticky levné koupit více než 50 % tokenů a ovládat síť.
Srovnání Proof of Work a Proof of Stake
Když porovnáme dva mechanismy konsenzu, existují některé zásadní rozdíly.
Na blockchainech však existuje široká škála mechanismů Proof of Stake. Mnoho rozdílů bude záviset na přesném použitém mechanismu.
Další mechanismy konsenzu, které se opírají o Proof of Stake
Proof of Stake je vysoce přizpůsobivý. Vývojáři mohou upravit mechanismus podle konkrétních případů použití blockchainu. Zde jsou některé z nejčastějších.
Co je delegovaný důkaz o sázce (DPoS)?
Delegovaný Proof of Stake umožňuje uživatelům vsadit coiny, aniž by se stali validátorem. V tomto případě za ně odpovídá validátor za sdílení blokových odměn. Čím více prostředků je za validátorem vsazeno, tím větší jsou jeho šance na výběr. Validátoři mohou obecně změnit částku sdílenou s delegáty jako pobídku. Reputace validátora je pro delegáty také důležitým faktorem.
Designated Proof of Stake (NPoS)
Designated Proof of Stake je konsensuální model vyvinutý Polkadot. Má mnoho podobností s delegovaným potvrzením o sázce, s jedním zásadním rozdílem. Pokud delegát vsadí za škodlivý validátor, může také o svůj vklad přijít.
Delegátoři si mohou vybrat až 16 validátorů, které budou vsadit. Síť pak také rozdělí jejich účast za vybranými validátory. Polkadot také používá několik přístupů z teorie her a volební teorie, aby určil, kdo vytvoří nový blok.
Proof of Authority and Stake (PoSA)
BNB Smart Chain používá Proof of Authority a Stake k vytvoření síťového konsenzu. Tento konsensuální mechanismus kombinuje Proof of Authority a Proof of Stake, což umožňuje validátorům střídat se při kování bloků. Skupina 21 aktivních validátorů se může zúčastnit, vybraných na základě množství BNB, které sází, nebo kdo je za nimi delegován. Tato sada se určuje denně a řetězec BNB tento výběr zaznamenává.
Závěr
Způsob, jakým přidáváme transakční bloky do sítě, se od bitcoinu výrazně změnil. Už se nemusíme spoléhat na výpočetní výkon při vytváření krypto konsenzu. Systém Proof of Stake má mnoho výhod a zkušenosti ukazují, že funguje. Jak plyne čas, zdá se, že Bitcoin bude brzy jen jednou z mála sítí Proof of Work. Zatím to vypadá, že Proof of Stake tu zůstane.