Klíčové věci
Proof of Stake je oblíbený alternativní mechanismus konsensu k Proof of Work. Namísto potřeby výpočetního výkonu k ověřování transakcí musí validátoři vsadit coiny. Tato skutečnost výrazně snižuje spotřebu energie. Proof of Stake může také zlepšit decentralizaci, bezpečnost a škálovatelnost.
Útok 51 % však lze relativně snadno dosáhnout s blockchainy s nízkou tržní kapitalizací. Protože Proof of Stake je vysoce univerzální, má širokou škálu variant pro různé blockchainy a případy použití.
Úvod
Proof of Stake je dnes zdaleka nejoblíbenější volbou pro blockchainové sítě. Ale s tolika variacemi může být obtížné pochopit jeho základní koncepty. V dnešní době jej v původní podobě pravděpodobně neuvidíte. Nicméně všechny druhy Proof of Stake sdílejí stejné klíčové základní koncepty. 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 již v roce 2011 na fóru Bitcointalk. Bylo navrženo jako řešení problémů s důkazem práce. I když oba sdílejí stejný cíl dosáhnout konsensu o blockchainu, proces, který podstupují, je zcela odlišný. Místo toho, aby museli poskytovat výpočetně náročný důkaz, účastníci pouze prokazují, že vsadili coiny.
Jak Proof of Stake funguje?
Algoritmus Proof Of Stake používá k výběru validátorů ze skupiny uzlů proces pseudonáhodné volby. Systém využívá kombinaci faktorů, včetně stakingového věku, prvku randomizace a bohatství uzlu.
V systémech Proof of Stake se bloky spíše „kují“ než těží. Stále však můžete občas slyšet termín „těžený“. Většina kryptoměn Proof of Stake se spouští s dodávkou „předfalšovaných“ coinů, které umožňují okamžitý start uzlů.
Uživatelé účastnící se procesu kování musí zamknout určité množství mincí do sítě jako svůj vklad. Velikost sázek určuje šance, že uzel bude vybrán jako další validátor – čím větší sázka, tím větší šance. Do výběrového procesu jsou přidány jedinečné metody, které zvýhodňují nejen nejbohatší uzly v síti. Dvě nejpoužívanější metody jsou Randomized Block Selection a Coin Age Selection.
Randomizovaný výběr bloků
V metodě Randomized Block Selection jsou validátory vybírány hledáním uzlů s kombinací nejnižší hodnoty hash a nejvyšší sázky. Vzhledem k tomu, že velikosti sázek jsou veřejné, další padělatel může být obvykle předpovídán jinými uzly.
Výběr věku mincí
Metoda Coin Age Selection vybírá uzly podle toho, jak dlouho byly jejich žetony vsazeny. Stáří mincí se vypočítá vynásobením počtu dní, kdy byly mince vsazeny, počtem vsazených mincí.
Jakmile uzel zfalšuje blok, jeho stáří mincí se vynuluje a musí počkat určitou dobu, než bude moci vytvořit další blok – to zabrání velkým uzlům, aby dominovaly blockchainu.
Ověřování transakcí
Každá kryptoměna využívající algoritmus Proof of Stake má svůj vlastní soubor pravidel a metod kombinovaných pro to, co považuje za nejlepší možnou kombinaci pro síť a její uživatele.
Když je uzel vybrán k vytvoření dalšího bloku, zkontroluje, zda jsou transakce v bloku platné. Poté podepíše blok a přidá jej do blockchainu. Jako odměnu obdrží uzel transakční poplatky z bloku a na některých blockchainech odměnu v podobě mincí.
Pokud chce uzel přestat být padělatelem, jeho sázka a získané odměny budou po určité době uvolněny, což dává síti čas ověřit, že uzel do blockchainu nepřidal žádné podvodné bloky.
Které blockchainy používají Proof of Stake?
Většina blockchainů po Ethereu využívá mechanismy konsenzu Proof of Stake. Obvykle je každý z nich upraven tak, aby vyhovoval potřebám sítě. Těmto variantám se budeme věnovat později v článku. Samotné Ethereum je v současné době v procesu přechodu na Proof of Stake s Ethereem 2.0.
Blockchainové sítě, které používají Proof of Stake nebo jeho formu, zahrnují:
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 jasných 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. Je to jasně vidět na obrovském množství dostupných úprav. Mechanismus je všestranný a snadno se hodí pro většinu 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 zfalšuje 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 se spoléhají spíše na ekonomické náklady na vsazování mincí než na výpočetní náklady na řešení hádanek. Tento mechanismus vede k významnému 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 velkých těžařských farem nebo zásobování velkými zásobami energie. Přidání dalších validátorů do sítě je levnější, jednodušší a dostupnější.
Bezpečnostní
Staking funguje jako finanční motivace pro validátora, aby nezpracovával podvodné transakce. Pokud síť odhalí podvodnou transakci, validátor ztratí část svého podílu a právo na účast v budoucnu. Dokud je tedy sázka vyšší než odměna, validátor by ztratil více coinů, než by získal podvodnou činností.
Pro efektivní kontrolu sítě a schvalování podvodných transakcí by uzel musel vlastnit většinový podíl v síti, známý také jako 51% útok. V závislosti na hodnotě kryptoměny může být téměř nemožné získat kontrolu nad sítí, protože byste museli získat 51 % cirkulujících dodávek.
Nevýhody Proof of Stake
Ačkoli má Proof of Stake mnoho výhod ve srovnání s Proof of Work, stále má některé slabiny:
Rozvětvení
Se standardním mechanismem Proof of Stake není žádná překážka pro těžbu na obou stranách vidlice. Podle Proof of Work povede těžba na obou stranách k plýtvání energií. S Proof of Stake jsou náklady mnohem nižší, což znamená, že lidé mohou „sázet“ na obě strany vidlice.
Přístupnost
Abyste mohli začít sázet, budete potřebovat zásobu nativního tokenu blockchainu. To vyžaduje, abyste si token zakoupili výměnou nebo jiným způsobem. V závislosti na požadované částce budete možná potřebovat značnou investici, abyste mohli začít efektivně sázet.
S Proof of Work si můžete koupit levné těžařské zařízení nebo si je dokonce pronajmout. Díky tomu se můžete připojit k poolu a začít rychle ověřovat a vydělávat.
51% útok
Zatímco Proof of Work je také náchylný k 51% útokům, mohou být výrazně jednodušší s Proof of Stake. Pokud cena tokenu spadne nebo má blockchain nízkou tržní kapitalizaci, může být teoreticky levné koupit více než 50 % tokenů a ovládat síť.
Proof of Work vs. Proof of Stake
Když porovnáme dva mechanismy konsenzu, existuje několik zásadních rozdílů.
V rámci blockchainů však existuje široká škála mechanismů Proof of Stake. Mnoho rozdílů bude záviset na přesném použitém mechanismu.
Další mechanismy konsenzu, které staví na Proof of Stake
Proof of Stake je vysoce přizpůsobivý. Vývojáři mohou změnit přesný mechanismus tak, aby vyhovoval konkrétním případům použití blockchainu. Níže jsou uvedeny některé z nejčastěji vídaných
Delegovaný důkaz o sázce (DPoS)
Delegovaný Proof of Stake umožňuje uživatelům vsadit coiny, aniž by se stali validátorem. V tomto případě je vsadí za validátor, aby se podělili o blokové odměny. Čím více delegátů vsadí za možný validátor, tím větší je jeho šance na výběr. Validátoři mohou obvykle změnit částku sdílenou s delegáty jako pobídku. Reputace validátora je pro delegáty také důležitým faktorem.
Nominovaný Proof of Stake (NPoS)
Nominated Proof of Stake je konsensuální model vyvinutý Polkadot. Má mnoho podobností s delegovaným potvrzením o sázce, ale jeden klíčový rozdíl. Pokud nominátor (delegátor) vsadí za škodlivého validátora, může také o svůj vklad přijít.
Nominátoři si mohou vybrat až 16 validátorů, které budou vsadit. Síť pak rovnoměrně rozdělí svůj podíl za vybrané validátory. Polkadot také používá několik přístupů v teorii her a teorii voleb k určení, kdo vytvoří nový blok.
Proof of Staked Authority (PoSA)
BNB Smart Chain používá Proof of Staked Authority k vytvoření síťového konsenzu. Tento mechanismus konsenzu kombinuje Proof of Authority a Proof of Stake, což umožňuje validátorům střídat se při vytváření bloků. Zúčastnit se může skupina 21 aktivních validátorů vybraných podle množství BNB, které vsadili nebo které za sebou delegovali. Tato sada se určuje denně a BNB Chain výběr ukládá.
Závěr
Způsob, jakým přidáváme bloky transakcí do sítě, se od bitcoinu výrazně změnil. Nyní se již nemusíme spoléhat na výpočetní výkon při vytváření krypto konsenzu. Systém Proof of Stake má mnoho výhod a historie ukázala, že Proof of Stake funguje. Jak čas plyne, vypadá to, že bitcoin bude pouze jednou z mála sítí Proof of Work. Zatím to vypadá, že Proof of Stake tu zůstane.
