V průběhu fungování blockchainu je mechanismus konsensu klíčem k udržení bezpečnosti a konzistence sítě, zatímco mechanismus konsensu PoS vybírá validátory prostřednictvím stakování tokenů. Tento článek se podrobně zabývá principy fungování mechanismu konsensu PoS a ukazuje, jak tento mechanismus zajišťuje bezpečnost transakcí a stabilní fungování blockchainu bez spoléhání na energeticky náročné výpočetní procesy.
Co je PoS?
Proof of Stake (PoS) je mechanismus konsensu používaný v blockchainu, který vybírá validátory prostřednictvím stakování kryptoměn, ti jsou odpovědní za potvrzování transakcí a vytváření nových bloků.
Profesionální finanční web Nerdwallet uvádí, že PoS na rozdíl od tradičního Proof of Work (PoW) nevyžaduje obrovské množství energie pro provádění složitých matematických výpočtů, ale místo toho se zakládá na počtu tokenů držených uživateli, což jej činí ekologičtějším a úspornějším.
Klikněte zde pro více informací o (mechanismech konsensu).
Jak funguje mechanismus konsensu PoS?
V systému PoS mohou účastníci zamknout své držené kryptoměny v síti, tento proces se nazývá "stakování".
Stakeři se stanou kandidáty na validátory bloků, a když jsou vybráni, budou zodpovědní za zpracování nových transakcí a ověřování jejich platnosti, což jim také dává příležitost získat odměny ze sítě. Tento mechanismus nejen snižuje technické překážky pro účast, ale také snižuje závislost na energeticky náročném hardwaru, což jej činí udržitelnějším než PoW systémy.
Zdroj obrázku: (Crypto City) Diagram fungování mechanismu konsensu PoS
Zpráva švýcarského světového ekonomického fóra uvádí, že PoS není zcela bez rizik nebo nevýhod. Protože výběr validátorů v PoS je založen na množství držených tokenů, může to vést k tomu, že větší držitelé tokenů mají příliš velký vliv; dále, pokud během procesu stakování dojde k technické chybě nebo kybernetickému útoku, staker může utrpět ztrátu, což zvyšuje riziko účasti.
Celkově PoS poskytuje blockchainové řešení s nízkou spotřebou energie a nižšími překážkami pro účast, ale zároveň čelí výzvám jako centralizace a bezpečnostní rizika.
Chcete-li se dozvědět více o (stakování kryptoměn).
Jaké jsou rozdíly mezi PoS a PoW
PoW spoléhá na těžaře, kteří ověřují transakce a generují nové bloky tím, že řeší složité matematické problémy, což vyžaduje obrovskou výpočetní kapacitu a vede k vysoké spotřebě energie, zejména v tak velkých sítích jako Bitcoin.
Zdroj obrázku: (Crypto City) Rozdíly mezi PoW a PoS
Ve srovnání s PoW jsou validátoři PoS vybíráni na základě množství stakovaných kryptoměn, validátoři stakují tokeny, aby se zapojili do ověřování a získali odměny, tento způsob výrazně snižuje energetické požadavky. Například po přechodu Ethereum na PoS se jeho energetická spotřeba snížila o 99,95 %.
(Crypto City) provedlo podrobnější srovnání vlastností mechanismů konsensu PoW a PoS, které shrnulo do následující tabulky:
Vlastnosti
Proof of Work (PoW)
Proof of Stake (PoS)
Ověřovací mechanismus ověřuje transakce prostřednictvím řešení složitých matematických problémů těžaři, zatímco validátoři jsou náhodně vybíráni na základě stakovaných tokenů, což vede k vysoké energetické spotřebě, protože vyžaduje velké množství výpočetní kapacity a elektrické energie. Nízké, výrazně snižuje požadavky na výpočetní kapacitu. Odměňovací mechanismus těžaři získávají odměny za bloky skrze soutěžení v těžbě, validátoři získávají poplatky za transakce tím, že stakují tokeny a potvrzují bloky. Decentralizace má rizika centralizace, velké těžební pooly mohou ovládat velké množství výpočetního výkonu. Teoreticky by mělo být decentralizované, ale uživatelé s velkým množstvím tokenů mají větší vliv. Bezpečnost vyžaduje ovládnutí více než 50 % výpočetního výkonu k provedení 51% útoku. Ekonomické pobídky, útočníci mohou ztratit stakované tokeny, což snižuje motivaci k útoku. Překážky vstupu vyžadují silnou výpočetní kapacitu a hardwarové vybavení, zatímco stakované tokeny umožňují stát se validátorem, což je relativně nízká překážka.
Zdroj obrázku: (Crypto City) Porovnání vlastností mechanismu konsensu PoS a PoW
Je důležité si uvědomit rozdíly v oblasti bezpečnosti, bezpečnost PoW závisí na výpočetním výkonu, aby se zabránilo útočníkům ovládnout více než 50 % výpočetního výkonu a zahájit útok; zatímco PoS zajišťuje ekonomické pobídky a sankční mechanismy prostřednictvím stakovaných tokenů, útočníci, pokud provedou zlé operace, ztratí své stakované tokeny.
I když PoS teoreticky může podporovat decentralizaci, velcí držitelé tokenů mohou mít stále větší moc, ale jak se vyhnout nadměrnému soustředění moci, zůstává výzvou.
Jak PoS snižuje 51% útok
V systému PoW, pokud útočník dokáže ovládnout více než 50 % výpočetního výkonu, může provést takzvaný "51% útok", manipulovat s blockchainovými záznamy a podvádět s kryptoměnami.
Ale v PoS je cena takového útoku velmi vysoká. NerdWallet vysvětluje, že útočníci v mechanismu PoS musí mít velké množství tokenů, aby ovládli většinu stakovaných tokenů; a pokud útok selže, čelí ztrátě stakovaných tokenů, což znamená, že PoS výrazně zvyšuje náklady na útok prostřednictvím ekonomické struktury.
Kromě toho plánují blockchainy založené na PoS, jako je Ethereum, zavést technologii shardingu pro zvýšení škálovatelnosti a bezpečnosti sítě. Technologie sharding rozdělí blockchainovou síť na několik menších částí (tzv. "shardy"), z nichž každá má své vlastní validátory. Tato praxe i v případě, že by útočníci chtěli ovládnout celou síť, by vyžadovala, aby současně napadli více shardů, což výrazně zvyšuje obtížnost a náklady na útok.
Jaké jsou hlavní kryptoměny, které používají PoS blockchain mechanismus?
V současnosti existuje několik hlavních blockchainů, které používají konsensus Proof of Stake (PoS), tyto kryptoměny si vybraly PoS, protože je energeticky úspornější a má decentralizační potenciál ve srovnání s Proof of Work (PoW).
Zde je několik hlavních kryptoměn, které používají PoS:
Ethereum ($ETH)
Ethereum je jednou z nejznámějších kryptoměn, které přijaly PoS. Po upgradu "Fúze (The Merge)" v roce 2022 Ethereum oficiálně přešlo z PoW na PoS, což výrazně snížilo jeho energetickou spotřebu.
Cardano ($ADA)
Cardano je blockchainová platforma založená na vědeckém a akademickém výzkumu, která od samého začátku používá mechanismus PoS, jehož design klade důraz na škálovatelnost, bezpečnost a energetickou efektivitu.
Polkadot ($DOT)
Polkadot je protokol pro cross-chain, jehož cílem je propojit různé blockchainy a umožnit transfer dat a zdrojů mezi chainy. Používá mechanismus PoS k ověřování transakcí a zajištění bezpečnosti sítě.
Tezos ($XTZ)
Využití mechanismu PoS pro podporu správy sítě a rozhodování o konsensu, které umožňuje držitelům tokenů účastnit se ověřování a získávat odměny.
Algorand ($ALGO)
Algorand je blockchain zaměřený na rychlost a decentralizaci, využívající čistý mechanismus PoS, který zajišťuje decentralizaci sítě a umožňuje validátorům rychle zpracovávat transakce.
Má mechanismus konsensu PoS nevýhody? 3 potenciální rizika, která nelze ignorovat.
I když má konsensus PoS mnoho výhod v oblasti energetické účinnosti a decentralizace, má také některé potenciální nevýhody a výzvy. (Crypto City) shrnulo 3 hlavní nevýhody mechanismu PoS:
Riziko centralizace moci
Ekonomická rizika 51% útoku
Dlouhodobé zamknutí tokenů
Validátoři v systému PoS jsou určeni na základě množství držených tokenů, uživatelé s větším množstvím tokenů mají vyšší šanci stát se validátory a získat více odměn za bloky. To může vést k situaci, kdy bohatší se stávají bohatšími, tj. účastníci, kteří drží velké množství tokenů, získávají více výnosů, což dále posiluje jejich vliv a oslabuje decentralizaci sítě.
Švýcarské světové ekonomické fórum zároveň uvádí, že i když je PoS považován za mechanismus, který podporuje širší účast; v praxi se kvůli ekonomickým požadavkům na stakování mnoho běžných uživatelů obtížně stává validátory, což vedlo k vzestupu profesionálních institucí nebo velkých stakovacích poolů.
Na druhou stranu, i když PoS prostřednictvím ekonomických sankčních mechanismů stakovaných tokenů efektivně snižuje pravděpodobnost 51% útoku. Nicméně, pokud útočníci mají dostatečný kapitál na kontrolu více než 50 % stakovaných tokenů, stále mohou manipulovat se sítí, i když náklady na tento typ útoku jsou extrémně vysoké, je to stále možné při nerovnoměrném rozdělení tokenů.
Nakonec, tokeny v systému PoS budou během stakování zamknuty, což znemožňuje jejich volný převod nebo použití. Pokud dojde k významným změnám v síti nebo cenovým výkyvům, validátoři mohou mít potíže s včasným prodejem nebo převodem svých aktiv, což zvyšuje riziko účastníků a ovlivňuje flexibilitu investorů.
