TL;DR
Proof of Work (PoW) a Proof of Stake (PoS) jsou nejběžnější mechanismy konsenzu. Jsou adoptovány hlavními kryptoměnami, aby zajistily svou síť.
Proof of Work se v bitcoinu používá k ověřování transakcí a zabezpečení sítě. PoW mimo jiné zabraňuje dvojímu utrácení. Blockchain zajišťují účastníci zvaní těžaři, kteří pomocí výpočetního výkonu soutěží o právo potvrzovat nové bloky a aktualizovat blockchain. Úspěšný těžař bude odměněn v BTC sítí. Od prosince 2021 může těžař získat blokovou odměnu ve výši 6,25 BTC plus transakční poplatky úspěšným vytěžením bitcoinového bloku.
Hlavním rozdílem mezi PoW a PoS je způsob, jakým určují, kdo získá ověření bloku transakcí. Proof of Stake je nejoblíbenější alternativou k Proof of Work. Je to mechanismus konsensu, jehož cílem je zlepšit některá omezení PoW, jako jsou problémy se škálovatelností a spotřeba energie. V PoS se účastníci nazývají validátoři. Nepotřebují používat výkonný hardware, aby soutěžili o šanci ověřit blok. Místo toho potřebují vsadit (uzamknout) nativní kryptoměnu blockchainu. Síť poté vybere vítěze na základě výše vsazené kryptoměny, který bude odměněn poměrnou částí transakčních poplatků z bloku, který ověří. Čím více vsazených mincí, tím vyšší je šance být vybrán jako validátor.
Úvod
Aby bylo zajištěno, že transakce zaznamenané na blockchainu jsou platné, používají tyto sítě různé mechanismy konsenzu. Proof of Work (PoW) je nejstarší. Vytvořil ho Satoshi Nakamoto a mnozí jej považují za jednu z nejbezpečnějších alternativ. Proof of Stake (PoS) byl vytvořen později, ale nyní je k vidění ve většině altcoinových projektů.
Kromě bitcoinu se PoW používá také v dalších hlavních kryptoměnách, jako je Ethereum (ETH) a Litecoin (LTC). Naproti tomu PoS používají Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) a další altcoiny. Stojí za zmínku, že Ethereum plánuje přejít z PoW na PoS v roce 2022.
Co je Proof of Work (PoW) a jak funguje?
Proof of Work (PoW) je konsensuální algoritmus přijatý sítí bitcoinů a mnoha dalších kryptoměn, aby se zabránilo dvojímu utrácení. Byl představen Satoshi Nakamotem v bitcoinovém whitepaperu, zveřejněném v roce 2008.
V podstatě PoW určuje, jak bitcoinový blockchain dosahuje distribuovaného konsenzu. Používá se k ověřování peer-to-peer transakcí důvěryhodným způsobem, bez potřeby zprostředkovatelů třetích stran.
V síti PoW, jako je bitcoin, transakce ověřují těžaři. Jsou to účastníci, kteří využívají velké množství zdrojů, aby zajistili, že síť bude nadále bezpečně a správně fungovat. Těžaři mimo jiné vytvářejí a ověřují bloky transakcí. Aby však mohli soutěžit o právo ověřit další blok, potřebují k řešení složitých matematických hádanek použít vysoce specializovaný těžební hardware.
První těžař, kterému se podaří najít platné řešení pro tyto matematické problémy, získá právo přidat svůj blok do blockchainu a získat to, čemu říkáme bloková odměna. Blokové odměny se skládají z nově vygenerovaných kryptoměn plus transakční poplatky. Výše kryptoměny v blokové odměně se liší podle různých sítí. Například na bitcoinovém blockchainu může úspěšný těžař získat 6,25 BTC plus poplatky z každé odměny za blok (od prosince 2021). Počet nových BTC generovaných na jeden blok se však snižuje o 50 % každých 210 000 bloků (přibližně každé čtyři roky) díky mechanismu známému jako poloviční.
Pokud se chcete o modelu Proof of Work dozvědět podrobněji, podívejte se na tento Co je Proof of Work (PoW)?.
Co je Proof of Stake (PoS) a jak funguje?
Proof of Stake (PoS) je konsensuální algoritmus představený v roce 2011 jako alternativa k Proof of Work. Jeho cílem je překonat omezení škálovatelnosti sítí PoW. PoS je druhý nejoblíbenější algoritmus přijatý kryptoměnami jako Binance Coin (BNB), Solana (SOL) a Cardano (ADA).
Zatímco PoW a PoS sdílejí stejný cíl dosáhnout konsensu v blockchainu, PoS má jiný způsob, jak určit, kdo ověřuje blok transakcí. Na blockchainech PoS nejsou žádní těžaři. Spíše než se spoléhat na výkonné počítače, aby soutěžily o práva na validaci bloků, spoléhají validátoři PoS na své kryptografické držby.
Aby mohli účastníci ověřit blok, musí uzamknout určité množství coinů v konkrétní chytré smlouvě na blockchainu. Tento proces je známý jako staking. Protokol PoS pak přiřadí účastníka k ověření dalšího bloku. V závislosti na síti může být tento výběr proveden náhodně nebo podle jejich podílů (sázek). Vybraný validátor může přijímat transakční poplatky z bloku, který ověřil, jako odměny. Typicky, čím více mincí zamknou, tím vyšší je šance, že budou vybrány.
Další podrobnosti najdete v dokumentu Proof of Stake (PoS) Explained.
Rozdíly mezi Proof of Work a Proof of Stake
Přestože jsou oba mechanismy konsensu, které zajišťují bezpečnost blockchainové sítě, existují mezi nimi určité rozdíly. Hlavní rozdíl je samozřejmě v tom, jak PoW a PoS určují, který účastník ověřuje nové transakce. Pro lepší pochopení se podívejme na níže uvedenou tabulku:
Je Proof of Stake lepší než Proof of Work?
Zastánci Proof of Stake tvrdí, že PoS má oproti PoW určité výhody, zejména pokud jde o škálovatelnost a rychlost transakcí. Také se říká, že PoS coiny jsou méně škodlivé pro životní prostředí ve srovnání s PoW. Naproti tomu mnoho příznivců PoW tvrdí, že PoS jako novější technologie teprve prokáže svůj potenciál z hlediska zabezpečení sítě. Fakt, že PoW sítě vyžadují značné množství zdrojů (těžební hardware, elektřina atd.), zdražuje jejich útok. To platí zejména pro bitcoiny, jako největší PoW blockchain.
Jak již bylo zmíněno, očekává se, že Ethereum (ETH) v rámci upgradu Ethereum 2.0 přejde z PoW na PoS. ETH 2.0 je dlouho očekávaný upgrade sítě Ethereum s cílem zlepšit její výkon a vyřešit problém se škálovatelností. Po implementaci PoS na Ethereum se kdokoli s alespoň 32 ETH bude moci zúčastnit stakingu, aby se stal validátorem a získal odměny.
Je PoS lepší než PoW? Co způsobuje, že druhá největší kryptoměna podle tržní kapitalizace přijala nový mechanismus konsenzu?
Riziko centralizace
Na blockchainech Proof of Work těžba zahrnuje použití výpočetního výkonu k hašování dat bloku, dokud nebude nalezeno platné řešení. Pro dnešní hlavní kryptoměny je hledání řešení stále náročnější a proces hádání obrovského množství hashů může být nákladný z hlediska hardwaru a elektřiny.
Někteří těžaři proto dávají přednost hromadění těžebních zdrojů v těžebních fondech, aby měli větší šanci získat odměny za bloky. Některé velké těžařské fondy investují miliony dolarů a kontrolují tisíce těžebního hardwaru ASIC, aby generovaly co nejvíce hashovací síly.
Od prosince 2021 ovládají 4 největší těžební fondy dohromady přibližně 50 % celkové bitcoinové hashovací síly. Díky nadvládě těžebních fondů je pro jednotlivé krypto nadšence náročnější těžit blok samostatně.
Ale jak moc je těžba decentralizovaná? Na jedné straně stále neexistuje jediný subjekt, který by mohl kontrolovat potvrzení v síti. Pokud by k tomu došlo, byl by možný 51% útok a síť by ztratila svou hodnotu. Někdo by mohl namítnout, že i když je těžba stále decentralizovaná, již není výrazně decentralizovaná. Určité oblasti, výrobci těžebních zařízení a výrobci energie stále dominují v těžbě a snižují celkovou decentralizaci pro důkaz o fungování blockchainů.
Mechanismus konsenzu Proof of Stake využívá jiný přístup a nahrazuje těžební sílu za sázky. Tento mechanismus snižuje překážky vstupu pro jednotlivce k potvrzení transakcí, snižuje důraz na umístění, vybavení a další faktory. Váš vklad je jednoduše určen množstvím žetonů, které máte.
Většina sítí PoS však vyžaduje, abyste spustili validátorový uzel, abyste mohli začít potvrzovat transakce. Provoz může být drahý, ale ne tolik jako několik těžebních zařízení. Uživatelé pak vsadí své tokeny za určité validátory, což nám dává podobný model jako těžební fondy. I když je tedy Proof of Stake pro běžného uživatele jednodušší účastnit se, stále je náchylný ke stejnému problému centralizace jako těžební fondy.
Bezpečnostní rizika
Kromě rizika centralizace by fakt, že první čtyři těžební pooly mají většinu hashovací síly bitcoinové sítě, mohla potenciálně zvýšit riziko 51% útoku. Útok 51 % označuje potenciální útok na bezpečnost blockchainového systému ze strany škodlivého herce nebo organizace, která dokáže ovládat více než 50 % celkové hashovací síly sítě. Útočník by mohl přepsat algoritmus konsenzu blockchainu a spáchat škodlivé činy ve svůj prospěch, jako je dvojité utrácení, odmítnutí nebo pozměnění záznamů transakcí nebo zabránění ostatním v těžbě. To se však na Bitcoinu vzhledem k velikosti jeho sítě pravděpodobně nestane.
Naproti tomu, pokud by někdo zaútočil na PoS blockchain, musel by vlastnit více než 50 % coinů v síti. To by způsobilo nárůst poptávky na trhu a ceny mincí, což by mohlo stát desítky miliard dolarů. I kdyby provedli 51% útok, hodnota jejich vsazených mincí by drasticky klesla, protože by byla síť kompromitována. Proto není příliš pravděpodobné, že by došlo k 51% útoku na kryptoměnu, která využívá konsensus PoS, zvláště pokud se jedná o velkou tržní kapitalizaci.
Nevýhody Proof of Stake
Mnozí vidí Proof of Stake jako lepší alternativu k Proof of Work, ale stojí za zmínku, že existují také nedostatky v algoritmu PoS. Díky mechanismu rozdělování odměn mohou validátoři s více vsazenými aktivy zvýšit své šance na ověření dalšího bloku. Čím více mincí validátor nashromáždí, tím více mincí může vsadit a vydělat, což někteří lidé kritizují jako „zbohatnutí bohatých“. Tito „bohatší“ validátoři mohou také ovlivnit hlasování v síti, protože blockchainy PoS často udělují validátorům práva na správu.
Dalším problémem jsou bezpečnostní rizika pro kryptoměny s menší tržní kapitalizací, které využívají PoS. Jak již bylo zmíněno, není příliš pravděpodobné, že by došlo k 51% útoku na populárnější kryptoměny jako ETH nebo BNB. Menší digitální aktiva s nižší hodnotou jsou však vůči útokům zranitelnější. Útočníci by potenciálně mohli získat dostatek coinů, aby získali výhodu proti jiným validátorům. Mohli by využívat systém PoS tím, že by byli často vybíráni, aby se stali validátory. Odměny, které získali, pak mohou být použity pro další sázky a zvýšit jejich šanci na zvolení v příštím kole.
Závěrečné myšlenky
Proof of Work a Proof of Stake mají své místo v krypto ekosystému a je těžké s jistotou říci, který konsensus protokol funguje lépe. PoW může být kritizován za vytváření vysokých uhlíkových emisí během těžby, ale osvědčil se jako bezpečný algoritmus pro ochranu blockchainových sítí. Nicméně, protože Ethereum přechází z PoW na PoS, systém Proof of Stake by mohl být v budoucnu více zvýhodněn novými projekty.
