Proof-of-stake, Proof-of-work — что это и в чем разница

Почти все криптовалюты хранят данные о балансах и транзакциях через цепочки блоков (технология Блокчейн). С установленной периодичностью в сети появляются новые блоки. Средняя скорость их появления заранее известна и установлена исходным кодом алгоритма майнинга.

Для появления новых блоков существуют майнеры. Это вычислительные устройства, которые подтверждают транзакции. В замен майнеры получают вознаграждение. У каждой криптовалюты оно своё. Плюс к фиксированному вознаграждению получают комиссии со всех транзакций в этом блоке.

Существуют два основных алгоритма вознаграждения майнеров (подтверждения транзакций):

Proof of Stake (POS);
Proof of Work (POW);

Почти любая криптовалюта работают по одному из этого алгоритма. Рассмотрим отдельно эти два подхода.

Оглавление
1. Proof of Work (POW) — что это такое
- Алгоритм Proof of Work
- Proof of Work в криптовалютах
- Плюсы и минусы POW
2. Proof of Stake (POS) — что это такое
- Алгоритм Proof of Stake
- Плюсы и минусы POS

1. Proof of Work (POW) — что это такое

Алгоритм Proof of Work (подтверждение за работу или доказательство работой) является самым простым для понимания. Его главная идея в том, что вознаграждение получает тот, кто первый разгадал нужный хэш. В итоге такой вид майнинга превращается в погоню за хэшрейтом. Размер прибыли зависит напрямую от вычислительной мощности оборудования.

Жжется много электричества, каждый сам за себя в этой гонке. Майнинг по алгоритму POW является надёжной и проверенной временем решением.

Большинство криптовалют добываются по Proof of Work. Например, Биткоин, Лайткоин, Эфириум, Dogecoin.

Впервые Proof of Work появился еще в 1993 году. Мони Наор и Синтия Двор создали идею, чтобы доступ к сетевому ресурсу становился возможным лишь при выполнении определённой, достаточно сложной задачи. Три года спустя Адам Бэк эта идея была воплощена в проекте Hashcash, созданном для защиты электронных систем от спама.

Сам термин Proof of Work появился не сразу. Изначально он описывал способы защиты серверов от DDoS-атак.

1.1. Алгоритм Proof of Work

Транзакции в блокчейне помещаются в отдельные блоки;
Майнеры решают математическую задачу (поиск Хэша);
Первый майнер, который решает задачу получает вознаграждение;
В блокчейне появляется новый блок;

При этом задача должна быть довольно сложной, чтобы средняя время её решения все сетью укладывалось в допустимые пределы, но с другой стороны система должна моментально уметь проверять решение.

1.2. Proof of Work в криптовалютах

В криптовалютах концепция подтверждения транзакций Proof of Work используется для согласия между майнерами относительно того, какая цепочка считается верной. Идея была реализована и заложена создателем Биткоина Сатоши Накомото в конце 2008 года. Главной функцией алгоритма стала SHA-256.

Также Сатоши Накомото заложил в алгоритм максимальное число для количества Биткоина в 21 млн монет. Каждые 210 000 блоков будет происходить халвинг (уменьшение вознаграждения в 2 раза).

1.3. Плюсы и минусы POW

Плюсы:

Защита от DoS-атак;
Низкое влияние доли криптовалюты в собственности у майнера на возможности добычи;
Сеть децентрализована;

Минусы:

Погоня за Хэшрейтом ведёт за собой неэффективное использование электричества, хотя с другой стороны это повышает надежность сети;
Необоснованно сложные задачи;
Возможна атака 51% для сетей, где отсутствуют большие вычислительные мощности;

2. Proof of Stake (POS) — что это такое

Proof of Stake (POS) был предложен в 2012 году, когда уже были придуманы криптовалюты. По сути этот подход служил исключительно для работы с цифровыми деньгами, а точнее оптимизация майнинга.

Proof of Stake впервые был реализован на криптовалюте PPCoin (PeerCoin, ПирКоин). В то время было мало цифровых монет и эта новинка вызвала интерес у будущих создателей монет.

POS позволяет не сжигать электричество просто так в погоне за Хэшрейтом. Это альтернативный подход к созданию надежной сети, но при этом с разумным расходом электроэнергии и майнеров.

Главная идея в том, что держатели монет получают больше вознаграждение от майнинга. Им не выгодно самим взламывать сеть, поскольку они являются держателями монет. Таким образом, можно составить список доверительных серверов, которым можно доверять. За счёт этого можно будет обрабатывать большее число транзакций. Блокчейн станет более быстрым и будет иметь хорошую пропускную способность.

Например, есть два компьютера (ноды, майнера), которые обладают каким-то одинаковым Хэшрейтом. Если у первого на кошельке 100 монет, а у другого 300, то за одну и ту же работу второй получит вознаграждение в три раза больше первого. Это немного не справедливо, но с другой стороны правильно. Ведь доверие к крупному держателю больше.

PoS-майнинг еще называют форжингом (от англ. "forging" – "ковка").

2.1. Алгоритм Proof of Stake

Покупка монет, которые будут хранится на кошельке для участия в майнинге. В зависимости от правил это количество может быть разным.
Установка программы-майнера.
Настройка кошелька на форжинг и регистрация его в сети.
Активации кошелька и запускает программу на своем ПК.
Майнер выполняет вычисления, а через 30 дней на кошелек поступают заработанные монеты.

Примеры криптовалют с алгоритмом Proof of stake:

LeoCoin;
ReddCoin;
ClubCoin;
NovaCoin;
BlackCoin;
OKCash;

К этому списку с 2018 стали активно говорит, чтобы Эфириуму перейти на эту технологию. Однако в сообществе появились разные взгляды на этот момент. На момет 2020 г. Эфириум до сих пор не перешел на POS.

В целом идеология Proof of Stake предусматривает тот факт, что все монеты уже добыты. Заработок майнеров идет чисто за счет комиссионных сборов за транзакции. Хотя это не строгое утверждение. Например, Эфириум планирует продолжать добычу новых монет, но с заметным уменьшением её эмиссии.

2.2. Плюсы и минусы POS