Résumé
Dowód stawki jest mechanizmem konsensusu opartym na popularności i stanowi alternatywę dla Dowodu pracy. Zamiast wykorzystania mocy obliczeniowej do weryfikacji transakcji, walidatorzy muszą stakować fundusze. To znacznie zmniejsza potrzebne zużycie energii. Dowód stawki poprawia również decentralizację, bezpieczeństwo i skalowalność.
Jednakże, Dowód stawki może być mniej dostępny dla nowych użytkowników bez dostępu do kryptowalut. Atak 51% może być również łatwy do osiągnięcia w przypadku blockchainów o niskiej kapitalizacji. Ponieważ Dowód stawki jest bardzo wszechstronny, oferuje szeroki zakres wariantów dla różnych blockchainów i różnych przypadków użycia.
Wprowadzenie
Dowód stawki jest zdecydowanie najpopularniejszym wyborem w sieciach blockchain dzisiaj. Jednak z tak wieloma wariantami może być trudno zrozumieć jego podstawowe koncepcje. W dzisiejszych czasach mało prawdopodobne jest, że spotkasz go w jego pierwotnej formie. Niemniej jednak, wszystkie rodzaje dowodów stawki dzielą te same podstawowe koncepcje. Zrozumienie tych podobieństw pomoże Ci podejmować lepsze decyzje dotyczące łańcuchów bloków, których używasz i ich działania.
Co oznacza dowód stawki?
Algorytm konsensusu dowodu stawki został wprowadzony w 2011 roku na forum Bitcointalk. Został zaproponowany jako rozwiązanie problemów z dowodem pracy. Chociaż oba mają ten sam cel osiągnięcia konsensusu w łańcuchu bloków, proces jest dość różny. Zamiast wymagać dostarczenia dowodu o wysokiej intensywności obliczeniowej, uczestnicy udowadniają tylko, że stakowali fundusze.
Jak działa dowód stawki?
Algorytm dowodu stawki wykorzystuje proces pseudo-losowego wyboru, aby wybrać walidatorów z grupy węzłów. System wykorzystuje kombinację czynników, w tym czas stakowania, element losowości oraz bogactwo węzła.
W systemach dowodu stawki bloki są "wykuwane" zamiast wydobywane. Niemniej jednak, możesz nadal usłyszeć termin "wydobywanie", który jest nadal używany. Większość kryptowalut opartych na dowodzie stawki jest uruchamiana z ofertą monet "wstępnie wykutych", aby umożliwić węzłom natychmiastową walidację transakcji.
Użytkownicy pragnący wykuwać bloki muszą zablokować pewną ilość monet w sieci, mówimy o stawce. Rozmiar stawki określa szanse, jakie ma węzeł na wybranie jako walidator do wykuwania następnego bloku: im większa stawka, tym większe szanse. Do procesu wyboru dodawane są unikalne metody, aby nie faworyzować zbytnio najbogatszych węzłów w sieci. Dwie najczęściej stosowane metody to losowy wybór bloków i wiek stakowania.
Losowy wybór bloków
W metodzie losowego wyboru bloków walidatorzy są wybierani poprzez wyszukiwanie węzłów z najniższą wartością haszowania i największą stawką. Ponieważ rozmiar stawek jest publiczny, inne węzły mogą zazwyczaj przewidzieć następnego walidatora.
Wiek funduszy
Metoda wieku funduszy polega na wyborze węzłów w oparciu o czas, od którego ich monety są stakowane. Wiek funduszy oblicza się przez pomnożenie liczby dni stakowania funduszy przez ilość stakowaną.
Gdy węzeł wykuje blok, wiek jego funduszy zostaje zresetowany, a on musi poczekać pewien czas, zanim znów będzie mógł wykuty inny blok: ten środek zapobiega kontrolowaniu łańcucha bloków przez większe węzły.
Walidacja transakcji
Każda kryptowaluta korzystająca z dowodu stawki posiada własny zestaw zasad dotyczących tego, co uważa za idealne dla sieci i jej użytkowników.
Gdy węzeł zostanie wybrany do wykuwania następnego bloku, sprawdza, czy transakcje w bloku są ważne. Następnie podpisuje blok i dodaje go do łańcucha bloków. Węzeł otrzymuje opłaty transakcyjne z bloku i, w niektórych łańcuchach bloków, nagrodę w postaci nowych monet jako wynagrodzenie.
Jeśli węzeł nie chce już wykuwać bloków, jego stawka oraz nagrody zostaną odblokowane dopiero po pewnym czasie. Środek ten daje sieci czas na weryfikację, że węzeł nie dodał oszukańczych bloków.
Jakie łańcuchy bloków używają dowodu stawki?
Większość łańcuchów bloków powstałych po Ethereum używa mechanizmów konsensusu dowodu stawki. Zasadniczo mechanizm jest dostosowany do potrzeb sieci. Omówimy te różnice dalej w artykule. Sam Ethereum obecnie przechodzi na dowód stawki z Ethereum 2.0.
Sieci blockchain, które używają dowodu stawki lub jego formy, obejmują następujące:
1. BNB Chain
2. BNB Smart Chain
3. Solana
4. Avalanche
5. Polkadot
Zalety dowodu stawki
Dowód stawki ma wiele oczywistych zalet w porównaniu do dowodu pracy. Z tego powodu nowe łańcuchy bloków prawie zawsze używają dowodu stawki. Jego zalety obejmują:
Elastyczność
W miarę jak potrzeby użytkowników i łańcuchy bloków się zmieniają, dowód stawki również może się zmieniać. Duża liczba dostępnych adaptacji to potwierdza. Mechanizm jest wszechstronny i może łatwo dostosować się do większości zastosowań łańcucha bloków.
Decentralizacja
Więcej użytkowników jest zachęcanych do uruchamiania węzłów, ponieważ jest to bardziej przystępne. Ta zachęta i proces losowania czynią również sieć bardziej zdecentralizowaną. Chociaż istnieją pule stawki, jest znacznie większa szansa, że osoba indywidualna zdoła wykuć blok w ramach dowodu stawki. W sumie zmniejsza to potrzebę na pule stawki.
Efektywność energetyczna
Dowód stawki jest niezwykle oszczędny pod względem energii w porównaniu do dowodu pracy. Koszt uczestnictwa zależy od kosztu ekonomicznego stawki monet, a nie od kosztu obliczeniowego rozwiązywania problemów informatycznych. Ten mechanizm prowadzi do znacznego zmniejszenia energii potrzebnej do uruchomienia mechanizmu konsensusu.
Skalowalność
Ponieważ dowód stawki nie polega na fizycznych maszynach do generowania konsensusu, jest bardziej skalowalny. Nie ma potrzeby posiadania ogromnych farm wydobywczych ani zużywania dużych ilości energii. Dodawanie większej liczby walidatorów do sieci jest tańsze, prostsze i bardziej dostępne.
Bezpieczeństwo
Stawka służy jako motywacja finansowa dla walidatora, który nie przetwarza oszukańczych transakcji. Jeśli sieć wykryje oszukańczą transakcję, węzeł straci całą swoją stawkę, a także możliwość uczestnictwa w konsensusie w przyszłości. Dopóki stawka pozostaje wyższa niż nagroda, oszust walidator będzie miał więcej do stracenia niż do zyskania.
Aby móc przejąć kontrolę nad siecią i zatwierdzić oszukańcze transakcje, węzeł musi mieć większościową stawkę w sieci, mówimy o ataku 51%. W zależności od wartości kryptowaluty, może to być bardzo kosztowne, ponieważ trzeba by kontrolować 51% podaży kryptowaluty, aby przejąć kontrolę nad siecią.
Jednak może to być również wadą, którą wyjaśnimy poniżej.
Wady dowodu stawki
Chociaż dowód stawki ma wiele zalet w porównaniu do dowodu pracy, ma również kilka wad:
Forki
Z klasycznym mechanizmem dowodu stawki nie ma żadnego sposobu na zniechęcenie do wydobywania obu wersji forka. Z dowodem pracy, wydobywanie obu stron spowoduje marnotrawstwo energii. Z dowodem stawki koszt jest znacznie niższy, co oznacza, że ludzie mogą "stawiać" na obie wersje będące wynikiem forka.
Dostępność
Aby rozpocząć staking, będziesz potrzebować monet rodzimej waluty łańcucha bloków. Aby to zrobić, musisz kupić token za pośrednictwem giełdy lub innej metody. W zależności od wymaganej kwoty, możesz potrzebować znacznej inwestycji, aby rozpocząć staking.
Z dowodem pracy możesz kupić tanie sprzęty do wydobycia lub nawet je wynająć. Dzięki temu możesz dołączyć do puli i szybko rozpocząć walidację oraz generowanie dochodów.
Atak 51%
Chociaż dowód pracy również jest podatny na ataki 51%, mogą być one znacznie łatwiejsze do zrealizowania z dowodem stawki. Jeśli cena tokena załamie się lub jeśli łańcuch bloków ma niską kapitalizację, teoretycznie może być tanio kupić więcej niż 50% tokenów i przejąć kontrolę nad siecią.
Porównanie dowodu pracy i dowodu stawki
Kiedy porównujemy dwa mechanizmy konsensusu, istnieje kilka fundamentalnych różnic.
Jednak istnieje wiele różnych mechanizmów dowodu stawki w łańcuchach bloków. Wiele różnic będzie zależało od dokładnego używanego mechanizmu.
Inne mechanizmy konsensusu, które opierają się na dowodzie stawki
Dowód stawki jest wysoce adaptowalny. Deweloperzy mogą modyfikować mechanizm w zależności od specyficznych zastosowań danej łańcucha bloków. Oto kilka z najczęściej spotykanych.
Czym jest delegowany dowód stawki (DPoS)?
Delegowany dowód stawki umożliwia użytkownikom stakowanie monet bez stawania się walidatorem. W tym przypadku powierzają je walidatorowi, aby dzielić się nagrodami z bloku. Im więcej funduszy stakowanych za walidatorem, tym większe jego szanse na wybór. Walidatorzy mogą zazwyczaj zmieniać kwotę podzieloną z delegatami jako zachętę. Renoma walidatora jest również ważnym czynnikiem dla delegatów.
Wyznaczony dowód stawki (NPoS)
Wyznaczony dowód stawki to model konsensusu opracowany przez Polkadot. Ma wiele podobieństw do delegowanego dowodu stawki, z kluczową różnicą. Jeśli delegant stakuje za złośliwym walidatorem, może również stracić swoją stawkę.
Deleganci mogą wybierać do 16 walidatorów, za którymi chcą stakować. Sieć równo rozdzieli ich wkład za wybranymi walidatorami. Polkadot wykorzystuje również różne podejścia do teorii gier i teorii wyborczej, aby określić, kto wykuje nowy blok.
Dowód autorytetu i stawki (PoSA)
BNB Smart Chain wykorzystuje dowód autorytetu i stawki do generowania konsensusu sieciowego. Ten mechanizm konsensusu łączy dowód autorytetu i dowód stawki, pozwalając walidatorom na wykuwanie bloków na przemian. Grupa 21 aktywnych walidatorów jest uprawniona do udziału, wybierana na podstawie ilości BNB, które stakują lub które są delegowane za nimi. Zestaw ten jest określany codziennie, a BNB Chain rejestruje ten wybór.
Wniosek
Sposób, w jaki dodajemy bloki transakcji do sieci, znacznie się zmienił od czasów Bitcoina. Nie musimy już polegać na mocy obliczeniowej, aby generować konsensus kryptograficzny. System dowodu stawki ma wiele zalet, a doświadczenie pokazało, że działa. Z upływem czasu wydaje się, że Bitcoin wkrótce stanie się tylko siecią opartą na dowodzie pracy wśród kilku. Na chwilę obecną wydaje się, że dowód stawki jest tu, aby pozostać.