În timpul funcționării blockchain-ului, mecanismul de consens este esențial pentru menținerea securității și coerenței rețelei, iar mecanismul de consens PoS selectează validatorii prin staking de token-uri. Această lucrare va explora în profunzime principiile de funcționare ale mecanismului de consens PoS, dezvăluind cum acest mecanism asigură securitatea tranzacțiilor și stabilitatea blockchain-ului fără a se baza pe procese de calcul energofage.
Ce este PoS?
Proof of Stake (PoS) este un mecanism de consens utilizat în blockchain-uri, prin care validatorii sunt aleși prin staking de criptomonede, acești validatorii fiind responsabili pentru confirmarea tranzacțiilor și crearea de blocuri noi.
Rețeaua financiară profesională Nerdwallet a subliniat că, comparativ cu metoda tradițională Proof of Work (PoW), PoS nu necesită consumuri energetice mari pentru a efectua calcule matematice complexe, ci se bazează pe numărul de token-uri deținute de utilizatori pentru a vota, ceea ce o face mai ecologică și mai eficientă energetic.
Click aici pentru a afla mai multe despre (mecanismele de consens).
Cum funcționează mecanismul de consens PoS?
În sistemul PoS, participanții își pot bloca criptomonedele deținute în rețea, acest proces fiind denumit „staking”.
Validatorii de staking devin candidați pentru a verifica blocurile, iar când sunt selectați, sunt responsabili pentru procesarea noilor tranzacții și verificarea legalității acestora, ceea ce le oferă, de asemenea, ocazia de a câștiga recompense din rețea. Acest mecanism nu doar că reduce pragul tehnic de participare, ci și dependența de hardware-ul cu un consum energetic mare, făcându-l astfel mai sustenabil decât sistemele PoW.
Sursa graficului: (Crypto City) Diagrama de funcționare a mecanismului de consens PoS
Raportul Forumului Economic Mondial din Elveția a subliniat că PoS nu este complet lipsit de riscuri sau dezavantaje. Deoarece alegerea validatorilor în PoS se bazează pe cantitatea de token-uri deținute, acest lucru poate duce la o influență excesivă din partea deținătorilor de token-uri de mari dimensiuni; în plus, dacă apar erori tehnice sau atacuri cibernetice în timpul procesului de staking, validatorii pot suferi pierderi, ceea ce crește riscurile de participare.
În general, PoS oferă o soluție blockchain cu un consum energetic redus și un prag de participare mai scăzut, dar se confruntă în același timp cu provocări precum riscurile de centralizare și securitate.
Vrei să afli mai multe informații despre (staking-ul criptomonedelor).
Care sunt diferențele între PoS și PoW
PoW se bazează pe mineri care verifică tranzacțiile și generează blocuri noi prin rezolvarea unor probleme matematice complexe, acest proces necesită o capacitate de calcul mare, ducând la un consum energetic ridicat, în special în rețele mari precum Bitcoin.
Sursa graficului: (Crypto City) Diferențele între PoS și PoW
Comparativ cu PoW, nodurile PoS își aleg validatorii în funcție de cantitatea de criptomonede staked, validatorii stakând token-uri pentru a participa la verificare și a obține recompense, această metodă reducând semnificativ cerințele energetice. De exemplu, după trecerea Ethereum la PoS, consumul de energie a fost redus cu 99,95%.
(Crypto City) a realizat o comparație detaliată a caracteristicilor mecanismelor PoW și PoS, organizându-le în următorul tabel:
Caracteristici
Proof of Work (PoW)
Proof of Stake (PoS)
Mecanismul de verificare prin mineri care rezolvă probleme matematice complexe pentru a verifica tranzacțiile prin intermediul validatorilor aleși aleatoriu, prin staking de token-uri consumul de energie este ridicat, deoarece necesită o capacitate de calcul și electricitate mare, în timp ce în PoS consumul de energie este scăzut, reducând semnificativ cerințele de calcul, mecanismul de recompensă minerii câștigă recompense de blocuri prin competiția de mining, validatorii obțin taxe de tranzacție prin staking de token-uri și confirmarea blocurilor descentralizarea are riscuri de centralizare, pool-urile mari de minare pot controla o mare parte din puterea de calcul teoretic, mai descentralizată, dar utilizatorii cu un număr mare de token-uri au o influență mai mare securitate necesită controlul a peste 50% din puterea de calcul pentru a lansa un atac de 51% stimulente economice, atacatorii pot pierde token-urile staked, ceea ce reduce motivația pentru atacuri pragul de intrare necesită capacități de calcul puternice și echipamente hardware, în timp ce staking-ul de token-uri permite devenirea validatorilor, pragul fiind relativ scăzut
Sursa graficului: (Crypto City) Compararea caracteristicilor mecanismelor de consens PoS și PoW
Este important de menționat diferitele aspecte de securitate; securitatea PoW se bazează pe puterea de calcul, împiedicând atacatorii să controleze peste 50% din puterea de calcul pentru a lansa un atac; pe de altă parte, PoS asigură stimulente economice și mecanisme de penalizare prin staking de token-uri, iar atacatorii care operează în mod malițios își vor pierde token-urile staked.
Deși PoS poate teoretic să promoveze descentralizarea, deținătorii de token-uri de mari dimensiuni pot încă să controleze o putere mai mare, dar cum să evităm concentrarea excesivă a puterii rămâne o provocare.
Cum reduce PoS atacul de 51%
În sistemul PoW, atacatorii care pot controla mai mult de 50% din puterea de calcul pot lansa ceea ce se numește „atacul de 51%”, manipulând înregistrările blockchain și cheltuind criptomonedele de două ori.
Dar în PoS, costul acestui atac este foarte ridicat. NerdWallet explică faptul că atacatorii mecanismului PoS trebuie să dețină un număr mare de token-uri pentru a controla majoritatea token-urilor staked; iar odată ce atacul eșuează, aceștia se vor confrunta cu pierderi ale token-urilor staked, ceea ce înseamnă că PoS îmbunătățește semnificativ costul atacului prin designul structurii economice.
În plus, blockchain-urile bazate pe PoS, cum ar fi Ethereum, intenționează să introducă tehnologia sharding pentru a îmbunătăți scalabilitatea și securitatea rețelei. Tehnologia sharding va împărți rețeaua blockchain în părți mai mici (denumite „shard-uri”), fiecare shard având proprii săi validatorii. Această abordare face ca, chiar dacă atacatorii doresc să controleze întreaga rețea, ei trebuie să atace simultan mai multe shard-uri, ceea ce crește semnificativ dificultatea și costul atacului
Ce criptomonede principale utilizează mecanismul blockchain PoS?
În prezent, există mai multe blockchain-uri principale care adoptă mecanismul de consens Proof of Stake (PoS), aceste criptomonede alegând PoS deoarece este mai eficient din punct de vedere energetic în comparație cu Proof of Work (PoW) și are un potențial mai mare de descentralizare.
Iată câteva criptomonede principale care adoptă PoS:
Ethereum ($ETH)
Ethereum este una dintre cele mai cunoscute criptomonede care adoptă PoS. După actualizarea „The Merge” din 2022, Ethereum a trecut oficial de la PoW la PoS, reducând semnificativ consumul de energie.
Cardano ($ADA)
Cardano este o platformă blockchain bazată pe cercetare științifică și studii academice, care a adoptat mecanismul PoS încă de la început, punând accent pe scalabilitate, securitate și eficiență energetică.
Polkadot ($DOT)
Polkadot este un protocol cross-chain, destinat conectării diferitelor blockchain-uri și facilitării transferurilor de date și resurse între acestea. Utilizează mecanismul PoS pentru a verifica tranzacțiile și a asigura securitatea rețelei.
Tezos ($XTZ)
Utilizarea mecanismului PoS pentru a facilita guvernanța rețelei și deciziile consensuale, permițând deținătorilor de token-uri să participe la verificare și să obțină recompense.
Algorand ($ALGO)
Algorand este un blockchain axat pe viteză și descentralizare, care adoptă un mecanism pur PoS, asigurând descentralizarea rețelei și permitând validatorilor să proceseze rapid tranzacțiile.
Există dezavantaje în mecanismul de consens PoS? 3 riscuri potențiale ale PoS care nu trebuie ignorate
Deși consensul PoS are multe avantaje în ceea ce privește eficiența energetică și descentralizarea, există și dezavantaje și provocări potențiale. (Crypto City) a identificat 3 dezavantaje principale ale mecanismului PoS:
Riscuri de concentrare a puterii
Riscurile economice ale atacului de 51%
Lockarea pe termen lung a token-urilor
Validatorii din sistemul PoS sunt determinați în funcție de numărul de token-uri deținute, utilizatorii care dețin mai multe token-uri având o șansă mai mare de a deveni validatori și de a obține mai multe recompense din blocuri. Acest lucru poate duce la o situație în care cei bogați devin și mai bogați, adică participanții care dețin un număr mare de token-uri obțin mai multe câștiguri, întărind astfel influența lor și diminuând descentralizarea rețelei.
Forumul Economic Mondial din Elveția a subliniat că, deși PoS este văzut ca un mecanism care facilitează o participare mai largă; în realitate, din cauza cerințelor economice ale staking-ului, mulți utilizatori obișnuiți au dificultăți în a deveni validatori independenți, ceea ce a dus la apariția instituțiilor specializate sau a pool-urilor mari de staking.
Pe de altă parte, deși PoS, prin mecanismul de penalizare economică al token-urilor staked, poate reduce semnificativ probabilitatea atacurilor de 51%, dacă atacatorii dețin capital suficient pentru a controla peste 50% din token-urile staked, aceștia pot manipula rețeaua. Deși costul acestor atacuri este extrem de ridicat, în cazul unei distribuții inegale a token-urilor, este totuși posibil.
În cele din urmă, token-urile din sistemul PoS vor fi blocate în perioada de staking, neputând fi transferate sau utilizate liber. Dacă rețeaua suferă modificări semnificative sau fluctuații de preț, validatorii pot să nu fie capabili să vândă sau să transfere rapid activele lor, ceea ce crește riscurile pentru participanți și afectează flexibilitatea investitorilor.
