Sorry, you have been blocked
This website is using a security service to protect itself from online attacks. The action you just performed triggered the security solution. There are several actions that could trigger this block including submitting a certain word or phrase, a SQL command or malformed data.
What can I do to resolve this?
You can email the site owner to let them know you were blocked. Please include what you were doing when this page came up and the Cloudflare Ray ID found at the bottom of this page.
Cloudflare Ray ID: 80f3452508d14119 • Your IP: Click to reveal 45.84.122.27 • Performance & security by Cloudflare
Типы консенсус-механизмов блокчейна
Консенсус блокчейна — это процедура, в ходе которой участники сети достигают согласия о текущем состоянии данных в сети. Благодаря этому алгоритмы консенсуса устанавливают надежность и доверие к самоу сети.
- Механизмы консенсуса (также известные как протоколы консенсуса или алгоритмы консенсуса) используются для проверки транзакций и поддержания безопасности блокчейна
- Существует множество различных типов механизмов консенсуса, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки
- Механизмы Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS) — два наиболее широко используемых механизма консенсуса.
Механизмы консенсуса составляют основу всех криптовалютных блокчейнов и обеспечивают их безопасность. Прежде чем перейти к рассмотрению различных механизмов консенсуса, необходимо определить, что значит для блокчейн достижение консенсуса.
Блокчейн — это децентрализованная, распределенная и часто публичная цифровая база данных, которая используется для записи транзакций. Каждая такая транзакция записывается в виде «блока» данных, который должен быть независимо проверен одноранговыми компьютерными сетями, прежде чем его можно будет добавить в цепочку. Эта система помогает защитить блокчейн от мошеннических действий и решает проблему «двойных трат».
Для того чтобы гарантировать, что все участники («ноды») сети блокчейн согласны с одной версией истории, сети блокчейн, такие как Bitcoin и Ethereum, реализуют так называемые механизмы консенсуса (также известные как протоколы консенсуса или алгоритмы консенсуса). Эти механизмы направлены на то, чтобы сделать систему отказоустойчивой.
Чтобы узнать больше о принципах, лежащих в основе блокчейна, и о проблеме достижения консенсуса в распределенной, децентрализованной системе, прочтите эту статью: Что такое блокчейн? От византийской проблемы генералов к консенсусу
Консенсус — это процесс, в ходе которого группа равных нод (узлов) в сети определяет, какие транзакции в блокчейне действительны, а какие нет. Механизмы консенсуса — это методики, используемые для достижения этого согласия. Именно эти наборы правил помогают защитить сеть от злонамеренного поведения и хакерских атак.
Существует множество различных типов механизмов консенсуса, в зависимости от блокчейна и его применения. Хотя они различаются по энергопотреблению, безопасности и масштабируемости, все они преследуют одну цель: обеспечить достоверность и честность записей. Вот обзор некоторых наиболее известных типов механизмов консенсуса, используемых в распределенных системах для достижения консенсуса.
Используется в Bitcoin, EthereumPoW и многих других публичных блокчейнах. Доказательство работы (PoW) было самым первым созданным механизмом консенсуса. Он считается самым надежным и безопасным из всех механизмов консенсуса, несмотря на существующие опасения по поводу масштабируемости. Хотя термин «Proof-of-Work» был впервые введен в начале 1990-х годов, именно основатель Биткойна Сатоши Накамото впервые применил эту технологию в контексте цифровых валют.
В PoW майнеры, по сути, соревнуются друг с другом в решении чрезвычайно сложных вычислительных головоломок с помощью мощных компьютеров. Тот, кто первым придумает 64-значное шестнадцатеричное число («хэш»), получает право на формирование нового блока и подтверждение транзакций. Успешный майнер также получает вознаграждение в виде заранее определенной суммы криптовалюты, известной как «вознаграждение за блок».
Поскольку для генерации новых блоков требуется большое количество вычислительных ресурсов и энергии, операционные издержки PoW, как известно, высоки. Это является барьером на пути новых майнеров, что приводит к опасениям по поводу централизации и ограничений масштабируемости.
И дело не только в высоких затратах. Наиболее распространенной критикой PoW является влияние потребления электроэнергии на окружающую среду. Это заставило многих искать более устойчивые, энергоэффективные протоколы консенсуса, такие как Proof-of-Stake (PoS).
Доказательство ставки, как следует из названия, этот популярный метод консенсуса основан на процессе, известном как «стейкинг». В системе доказательства ставки (PoS) майнеры должны внести свою «ставку» цифровой валюты, чтобы получить шанс быть случайно выбранным в качестве валидатора. Процесс не похож на лотерею, где чем больше монет вы ставите, тем выше ваши шансы.
В отличие от PoW, где майнеры стимулируются вознаграждением за блок (вновь созданные монеты), те, кто вносит свой вклад в систему PoS, просто получают комиссию за транзакцию.
PoS рассматривается как более устойчивая и экологичная альтернатива PoW, а также как более защищенная от 51% атак. Однако, поскольку система отдает предпочтение организациям с большим количеством токенов, PoS вызвала критику за то, что она может привести к централизации. К известным платформам PoS относятся Ethereum (после обновления Merge), Cardano (ADA), Solana (SOL) и Tezos (XTC).
Модификация механизма консенсуса PoS, делегированное доказательство доли (DPoS) опирается на систему голосования на основе репутации для достижения консенсуса. Пользователи сети «голосуют» за выбор «свидетелей» (также известных как «производители блоков») для обеспечения безопасности сети от их имени. Только свидетели высшего уровня (набравшие наибольшее количество голосов) получают право подтверждать транзакции в блокчейне.
Чтобы проголосовать, пользователи добавляют свои токены в стейкинг пул . Затем голоса взвешиваются в зависимости от размера доли каждого участника голосования — чем больше у него монет в стейкинге, тем больше право голоса. Избранные свидетели, успешно подтвердившие транзакции в блоке, получают вознаграждение, которое обычно делится с теми, кто за них голосовал.
Свидетели высшего уровня всегда подвержены риску быть замененными теми, кто считается более надежным и, следовательно, получает больше голосов. Они даже могут быть исключены из списка, если не справляются со своими обязанностями или пытаются подтвердить мошеннические транзакции. Это стимулирует свидетелей всегда оставаться честными, обеспечивая целостность блокчейна.
Хотя DPoS менее распространен, чем PoS, многие считают его более эффективным, демократичным и финансово всеобъемлющим, чем его предшественник. Ее используют Lisk (LSK), EOS.IO (EOS), Steem (STEEM), BitShares (BTS) и Ark (ARK).
Доказательство активности (PoA) — это гибрид механизмов консенсуса PoW и PoS. Он используется в блокчейн-проектах Decred (DCR) и Espers (ESP).
В системах PoA процесс майнинга начинается, как и в PoW, когда майнеры соревнуются в решении сложной математической задачи, используя огромные вычислительные мощности. Однако после того, как блок добыт, система переключается на PoS, при этом успешно сгенерированный заголовок блока транслируется в сеть PoA. Затем случайным образом выбирается группа валидаторов, которые подписывают хэш, подтверждая новый блок. Как и в PoS, чем больше монет у валидатора, тем выше его шансы быть выбранным. После того как каждый выбранный валидатор подписал блок, он добавляется в сеть и готов к регистрации транзакций. Вознаграждение за блок делится между майнером и валидаторами.
Хотя система PoA была разработана с намерением объединить лучшие черты PoW и PoS, избегая при этом их недостатков, она вызвала критику за энергоемкий этап майнинга и присущую ей предвзятость к валидаторам, имеющим большое количество монет.
Не путать с доказательством активности (также «PoA»), доказательство репутации (PoA) работает путем выбора своих валидаторов на основе репутации. Модифицированная версия PoS была предложена соучредителем Ethereum и бывшим техническим директором Гэвином Вудом в 2017 году.
В PoA валидаторы не делают блокируют свои монеты в стейкинге. Вместо этого они должны поставить на кон свою репутацию за право подтверждать блоки. Это сильно отличается от большинства протоколов блокчейна, которые обычно не требуют раскрытия личности для участия.
Поскольку этот механизм практически не требует вычислительной мощности, он гораздо менее ресурсоемкий, чем некоторые его предшественники, в частности PoW. Он также является одним из менее затратных вариантов, что делает его наиболее предпочтительным решением для частных сетей, таких как JP Morgan (JPMCoin). Другие проекты на основе PoA включают VeChain (VET) и тестовую сеть Ethereum Kovan.
Несмотря на высокую масштабируемость, слабое место в этом проекте находится в области децентрализации, поскольку в сети могут участвовать лишь избранные. Кроме того, требование к валидаторам быть идентифицируемыми также повышает риск коррупции и манипуляций со стороны третьих лиц.
Другой более устойчивой альтернативой алгоритму PoW Биткойна является доказательство сжигания (PoB). В PoB майнеры получают право добывать блок, «сжигая» (уничтожая) заранее определенное количество токенов проверяемым способом — а именно, отправляя их на «адрес сжигателя», где их нельзя восстановить или потратить. Чем больше монет сожжено, тем больше шансов быть выбранным случайным образом.
В отличие от PoS, где майнеры могут получить или продать свои заблокированные монеты, если они когда-либо покинут сеть, сожженные монеты теряются безвозвратно. Этот метод, требующий от майнеров жертвовать краткосрочным богатством, чтобы получить пожизненную привилегию на создание новых блоков, помогает стимулировать долгосрочную приверженность майнеров. Акт сжигания монет также приводит к их дефициту, ограничивая инфляцию и повышая спрос.
Криптовалюты, использующие протокол доказательства сжигания, включают Slimcoin (SLM), Counterparty (XCP) и Factom (FCT).
В отличие от большинства своих предшественников, которые предоставляют права на майнинг на основе вычислительной мощности или количества монет, доказательство мощности (PoC) — также известное как доказательство пространства (PoSpace) — основывает свой алгоритм майнинга на количестве свободного места на жестком диске майнера.
В PoC майнеры заранее генерируют список всех возможных хэшей в процессе, называемом «планированием». Затем эти схемы хранятся на жестком диске. Чем больше объем памяти у майнера, тем больше возможных решений. Чем больше решений, тем выше шансы получить правильную комбинацию хэшей и выиграть вознаграждение.
Поскольку PoC не требует дорогостоящего или специализированного оборудования, он открывает возможности для участия в сети обычному человеку. Таким образом, он является менее энергоемкой и более децентрализованной альтернативой некоторым более распространенным механизмам консенсуса, рассматриваемым в данном руководстве. Однако пока не так много разработчиков решили использовать эту систему, и есть опасения, что она подвержена атакам вредоносных программ. В настоящее время этот механизм используется в Signum (SIGNA) — ранее Burstcoin (BURST), Storj (STORJ) и Chia (XCH).
Доказательство истекшего времени используется в блокчейн-сетях с допуском (тех, которые требуют от участников идентифицировать себя). PoET использует доверенные вычисления для обеспечения случайного времени ожидания при создании блока. Она была разработана компанией Intel в начале 2016 года и основана на специальном наборе инструкций процессора, называемом Intel software guard extensions (SGX).
Алгоритм консенсуса на основе лотереи времени, PoET работает путем случайного назначения разного времени ожидания для каждого узла в сети. Во время периода ожидания каждый из этих узлов переходит в «спящий режим» на определенное время. Первый проснувшийся (то есть тот, у кого наименьшее время ожидания) получает право на добычу. Такая рандомизация гарантирует, что каждый участник имеет равные шансы стать победителем, обеспечивая справедливость в сети.
Механизм консенсуса PoET является высокоэффективным, менее ресурсоемким и масштабируемым. Он был реализован в системе Sawtooth компании Hyperledger.
Как следует из названия, доказательство истории (PoH) обеспечивает доказательство исторических событий. Разработанный компанией Solana Labs (SOL), PoH позволяет встраивать «временные метки» в сам блокчейн, проверяя прохождение времени между транзакциями без необходимости полагаться на другие узлы.
Этот метод временных меток обеспечивается так называемой функцией верифицируемой задержки (verifiable delay function, VDF) SHA-256 с последовательным хэшированием. Она работает, принимая результат транзакции и используя его в качестве входных данных для следующего хэша, что позволяет всем четко видеть, какое событие произошло в определенной последовательности. Поскольку VDF могут быть решены только одним процессорным счетом, PoH значительно снижает вычислительный вес блокчейна, делая его более быстрым и энергоэффективным, чем многие его современники.
Поскольку PoH используется только в Solana, его еще предстоит протестировать в больших масштабах.
Впервые появившаяся в NEM (XEM), доказательство важности (PoI) выбирает своих майнеров на основе определенных критериев в процессе, который называется «сбор урожая». Общие требования включают количество и размер транзакций за последние 30 дней, количество заблокированных монет и активность сети. На основе этих факторов узлам присваивается балл важности. Чем выше этот показатель, тем выше вероятность того, что его выберут для создания блока и получения сопутствующей комиссии за транзакцию.
Несмотря на сходство с PoS, использование дополнительных показателей в PoI позволяет отказаться от присущей первому варианту тенденции вознаграждать богатых, принимая во внимание общую поддержку сети участниками. Таким образом, просто высокая ставка в POI не обязательно гарантирует выигрыш блока.
До сих пор не существует универсального подхода, когда речь идет о проверке подлинности распределенных блокчейн-платформ. Каждый механизм консенсуса имеет свой набор преимуществ и недостатков. Хотя PoW и PoS, безусловно, являются наиболее распространенными, продолжает появляться множество новых и развивающихся алгоритмов. Для более подробного обсуждения принципов, лежащих в основе каждого вида консенсуса, читайте здесь:
Данная статья не является индивидуальным инвестиционным советом. Команды Выхино Инвестментс не является выгодоприобретателем и заинтересованным лицом в продвижении и получении вознаграждений от компаний-разработчиков указанных в данной статье финансовых инструментов. Помните, что операции с высокорискованными активами, которыми являются криптовалюты, могут привести к существенным финансовым потерям.Различные типы консенсуса блокчейна.
Bitcoin#8: Consensus Protocol
Through previous articles, we’ve looked at the structure of a transaction, verification method, and the structure of a block.
Transactions are stored in the pool after each verification and in the block by the miners.
What verification of the block is proceeded and how does the block finally stored in the blockchain?
First, a miner who succeeded in mining will propagate the block to its neighboring nodes. The important fact is that the propagated block is not guaranteed to have been successfully mined(find the hash value below target value) therefore must be verified before connecting to the blockchain. Just as transactions are propagated and verified, the block is also validated and the conditions for verification are as follows:
Block verification conditions (some)
- The block size and structure form.
- Transactions within a block.
- Make sure the first transaction is Coinbase Tx.
- ‘Timestamp’ should be within the next two hours.
- Verifying of the Mining process
After the block has been propagated, mining verification is carried out through the hash of the header. While numerous attempts are made by changing the nonce value to produce a hash value lower than the target value during “mining”, the process of ‘verifying’ the hash is very simple since we know the answer for the nonce value.
However, even if it has been connected to the blockchain, it’s not sure whether it is securely stored. Considering the answers to the following questions, we might be able to guess why.
Can all nodes maintain the same blockchain in a decentralized environment?
In the process of forming blockchain and propagating transactions and blocks through the network, each node may have different contents. This is because it is difficult to reach an agreement through the decentralized network. In this case, the consensus process that has been set up so that all nodes can form the same blockchain is referred to as the Consensus Protocol. For this process, nodes do not store only one kind of block/blockchain. Various settings are formed in consideration of the characteristics of the network.
Consensus Protocol
Let’s check the consensus protocol through an example.
For your convenience, let’s assume that the current blockchain is formed to No.2.
The miner, X, starts to mine the next block, No.3, and propagate the block to neighboring nodes. On the other hand, Alice, which has not yet been told of X’s mining, succeeds in mining block 3 and begins to propagate.
The important thing is that even though block 3 are the same height, the transactions that are the components of the block will be stored differently by each miner, so the block header hash (which is used to mine block 4), Merkle Root, etc. will be different.
Y, the adjacent node of X, will connect the block 3 which is delivered by X to the existing blockchain. On the other hand, for Bob, the adjacent node of Alice, block 3 which is mined by Alice will be connected to its own blockchain. This happens before Y receives the block mined by Alice and before Bob receives the block mined by X.
However, since this is a temporary phenomenon caused by the speed difference of the network, Bob and Y will eventually be able to get both blocks 3 mined by X and Alice, respectively. In the end, nobody knows which is the real chain. The process of solving these problems is determined by the following phenomena that follow.
Charlie, who mined block 4, will propagate the mined block to neighboring nodes. Here, the block 3 is determined. If block 4 was mined using the block mined by Alice, then the blockchain that holds block 3 mined by Alice and block 4 will become the main chain.
As we can see, blockchain with “the most cumulative Proof of Work” is set as the “main chain” by the Bitcoin protocol. Usually, the longer chain is higher the cumulative PoW. So it can be understood that the “longest chain” is set as the main chain.
It is important to note that nodes do not have only one blockchain, but also form a “secondary chain” in preparation for this phenomenon.
This consensus protocol allows all nodes to maintain one identical blockchain in a decentralized environment.
In the <Mastering Bitcoin>, this process is described in the following illustration.
What if the Charlie-mined block 4 has the same phenomenon as block 3?’
Simultaneous Mining is when blocks of the same height are mined before one is propagated to all nodes. Bitcoin protocol can resolve this problem because simultaneous mining occurs infrequently.
For this consensus, secondary chain and main chain are stored, and the types of blocks are also distinguished.
Orphan Block
Different speed in the network makes some blocks that cannot found the previous block which is similar to ‘Orphan transaction’ and it is called Orphan Block.
Secondary chain Block
Blockchain is not made up of a single chain. Due to the difference in the speed of the network propagation, the secondary chain is held in consideration of other cases in the main chain.
Main chain Block
The main chain is often referred to as the “longest chain.” However, the exact criterion is “the most cumulative PoW” and is often described as the longer the chain because the longer the chain, the higher the cumulative PoW.
Differences in network propagation rates often result in mining the same block before converging into a single chain, resulting in a branch called Fork. The term “simultaneous mining” is not the concept of successful mining at exactly the same moment, and it can be said that before the block is spread to all nodes, the same block has produced a fork when the mining is completed by another node. Let me finish this article by introducing two terms (hard fork, soft fork) similar to these forks but used in different uses.
Hard Fork
It’s a fork that must be updated (upgraded) by all miners and users. Examples include “Difficulty adjustment” and “Block size expansion to 8MB ” of Bitcoin Cash. Also, it includes cases that created new cryptocurrency(“Bitcoin Cash” from Bitcoin, “Ethereum Classic” from Ethereum) due to opposition from the majority of nodes.
Soft Fork
It is a fork that can be compatible without having to proceed with updates to users but only applies when an update(upgrade) from the miners is carried out. An example of this is “Segwit(Segregated Witness)”.
By the next article, we might understand why Segwit is a soft fork, not a hard fork
Proof-of-work — лучший выбор консенсуса для Bitcoin
Какой консенсус лучше для блокчейна, proof-of-work или proof-of-stake? Многие спорят об этом и приводят разные аргументы. В этой статье я рассмотрю основные преимущества и недостатки каждого варианта.
Это перевод поста из блога Bitcoin, дополненный комментариями наших экспертов. Эти комментарии выделены курсивом.
Что такое proof-of-work?
Proof-of-work (PoW) — децентрализованный алгоритм консенсуса, впервые представленный Bitcoin (BTC). На примере этой сети мы объясним, как работает консенсус.
Сеть Bitcoin требует, чтобы ее участники вкладывали в нее вычислительные мощности (например, GPU) для решения математических задач, сгенерированных произвольным образом. Это требуется для защиты сети от единоличного контроля и манипуляций.
Каждая транзакция в сети валидируется перед добавлением в блокчейн. Затем каждый блок валидируется майнерами, получающими вознаграждение в токенах BTC за вложенные вычислительные мощности. Поэтому консенсус и называется proof-of-work — «доказательство выполнения работы».
Этот алгоритм уже проверен временем, с его помощью в сети Bitcoin успешно про валидированы миллиарды транзакций. Поддерживая достоверность и надежность, proof-of-work доказал свою ценность как самый защищенный и децентрализованный алгоритм консенсуса.
Что такое proof-of-stake?
Алгоритм консенсуса proof-of-stake (PoS) используется блокчейн-сетями как альтернатива алгоритму PoW. В этом алгоритме владельцы криптовалюты лидируют транзакции блоков исходя из принадлежащего им числа монет (токенов). Поэтому консенсус называется proof-of-stake — «доказательство доли владения».
Валидаторы здесь выбираются случайным образом. Чтобы иметь возможность стать валидатором, нужно иметь на своем балансе определенное количество токенов, с которыми работает блокчейн-сеть.
Существует много разновидностей алгоритма PoS, например, delegated-proof-of-stake (PoS — «делегированное доказательство доли владения»). Все эти варианты применяются в различных блокчейн-сетях, но в основном работают по схожему принципу.
Когда в сети появляется готовый к обработке блок транзакций, протокол криптовалюты выбирает участника сети для валидации этого блока. Валидатор проверяет точность транзакций в блоке, и после этой проверки блок добавляется в блокчейн. За это валидатор получает вознаграждение в виде токенов сети.
Если же валидатор одобрит блок с неточными данными, он будет оштрафован на некоторое количество токенов сети. Такая ситуация возможна, поскольку в PoS не используется решение криптографических задач с помощью вычислительных мощностей, как в PoW.
В блокчейне Waves Enterprise может быть использована одна из разновидностей PoS — Leased-Proof-of Stake (LPoS). Этот консенсус сохраняет все преимущества PoS, а также мотивирует миноритарных владельцев токенов. Они могут безопасно сдавать свои токены в лизинг другим участникам сети, чтобы увеличить вероятность выбора их в качестве валидатора. При этом токены не покидают счетов арендодателей, и они получают часть комиссии за транзакции в блоке, провалидированном с их участием.
Какой механизм консенсуса лучше и почему?
И PoW, и PoS созданы, чтобы помогать нодам проверять все транзакции сети. Как только все ноды подтверждают валидность блока транзакций, он добавляется в блокчейн. Каждый алгоритм предлагает для этого свою последовательность действий.
В целом, proof-of-work намного лучше подходит для валидации транзакций, чем proof-of-stake, но здесь возникает вопрос затрат. Далее я расскажу, почему это так, и оценю связанные затраты.
Безопасность и подлинность данных
PoW превосходит PoS с точки зрения безопасности и сохранения подлинности данных. Это связано с тем, что в PoW данные связаны с обоснованным выбором ролей в сети. При проверке каждой отдельно взятой транзакции это обеспечивает защиту от обмана системы. Так реализуется модель нулевого доверия, где 100% транзакций верифицированы и записаны участниками сети в публичный реестр.
В этом абзаце уловить мысль автора непросто. Возможно, он имеет в виду, что в PoS токены могут иметь непрозрачное распределение, что делает этот консенсус менее прозрачным, чем PoW, где все просто упирается в реальные деньги, которые вложены в покупку железа.
Кроме того, высокая степень защиты PoW обусловлена тем, что сеть со временем становится все сложнее, и шанс ее взлома снижается. В конце концов, сеть становится невозможно взломать. Она мониторится участниками, которые материально заинтересованы в ее работе, поскольку вкладывают в нее свои вычислительные ресурсы. Это делает потенциальный взлом чрезвычайно дорогим.
PoS более уязвим для взлома и атак. Теоретически, если участник сети или группа участников получат контроль над 51% ее токенов, они смогут контролировать и изменять весь блокчейн. Эта атака известна как «атака 51%».
Хотя атака 51% при алгоритме PoW выглядит как нечто из области фантастики, объединение крупнейших пулов биткоин-майнеров могло бы дать им необходимое большинство.
Владение сетью
Модель PoW требует значительных затрат на майнинг, что позволяет при ее использовании обеспечить более децентрализованную структуру. Биткоин здесь — отличный пример. Сеть биткоина полностью децентрализована. Ни один человек, организация или страна не контролируют её. Сетью владеют и управляют тысячи нод по всему миру, образуя децентрализованную и защищенную систему.
Децентрализованность биткоина преувеличена. Большая часть мощностей сети сосредоточена в нескольких гигантских пулах. С другой стороны, такие пулы меньше всего заинтересованы в том, чтобы скомпрометировать сеть, ведь они вкладываются в неё больше всего.
Инфраструктура на основе PoS более централизована. Участники сети, имеющие больше токенов (или средств на их покупку), получают все больший контроль над сетью с каждым новым полученным токеном.
Это опасно, так как группа участников, получившая 51% токенов, может изменить блокчейн для получения личной выгоды. Разве подобные системы уже не создавали проблем? Откройте глаза — мы живем в подобной системе довольно давно и смотрите, куда это нас привело.
Число известных форков биткоина действительно гораздо ниже, но к концу этого пункта автор, видимо, уже выходит за предмет обсуждения.
Распределение вознаграждений и равенство участников
Согласно модели PoW, майнеры получают дивиденды за решение сложных математических задач — награду за блок и иногда комиссии за транзакции. Это стимулирует участников верным образом, поскольку ноды соревнуются за решение задачи для получения награды.
Получить награду становится все сложнее, поскольку решение каждой следующей задачи требует все больше вычислительной мощности. Это делает сеть более защищенной, а потенциальные атаки на нее — более затратными.
Ценность криптовалюты растет, соответственно, растет и награда участникам сети. Каждый майнер имеет равные шансы получить награду, что обеспечивает безопасность и устойчивость сети. Алгоритм стимулирует правильное поведение и предотвращает форки — альтернативные цепочки, которые могут возникнуть при обновлении протокола.
В модели PoS участники стремятся получить вознаграждение, только чтобы увеличить свой баланс и в будущем иметь еще большие шансы на вознаграждение. Это ведет к централизации сети, когда участники с бо́льшим балансом получают больший контроль над блокчейном. В блокчейнах, которые не мониторятся, это ведет к росту угроз безопасности и уязвимости даже для сравнительно недорогих атак.
Этот довод справедлив и для PoW, где майнеры точно так же вкладывают деньги в увеличение мощностей своего майнинг-пула и тем самым делают всю сеть более централизованной.
Проверка временем
Алгоритм PoW прошел проверку временем, и сеть Bitcoin — наглядное тому доказательство. За 13 лет эта сеть ни разу не была взломана и скомпрометирована. Это самая мощная сеть в мире, сохранившая подлинность данных, надежность и безопасность.
С другой стороны, модели PoS появились позднее и все еще находятся на ранних этапах развития как с технической точки зрения, так и в процессе принятия рынком. Многие сомневаются в моделях консенсуса на основе PoS, поскольку многие из них пока не успели полностью протестировать.
Энергопотребление
Избыточное энергопотребление сетей на консенсусе PoW обсуждают широко. Это негативно влияет на окружающую среду и приводит к дополнительным тратам. Да, это действительно так: сети на основе PoW потребляют гораздо больше энергии, чем на PoS. Это связано с тем, что сеть становится сложнее и требует все больше вычислительных мощностей для решения все более сложных математических задач. Такова цена функционирования хорошо защищенной сети.
Любая финансовая система, которая ставит безопасность во главу угла, потребляет много энергии. Фиатные валюты, к примеру, потребляют гораздо больше энергии, чем системы на основе консенсуса PoW. Привычная экономика опирается на бумажные деньги, их производство требует ресурсы и вносит большой вклад в загрязнение окружающей среды. Если вы посчитаете, сколько энергии потребляют банки, их офисы, хранилища, транспорт и другие элементы инфраструктуры, традиционная банковская система становится куда менее экологичной по сравнению с сетью Bitcoin.
Сеть, основанная на консенсусе PoW, не требует никаких физических ресурсов — лишь вычислительные мощности для поддержания блокчейна. Таким образом, хоть Bitcoin и потребляет много энергии, он гораздо более экологичен по сравнению с традиционными фиатными валютами. Это шаг вперед. Переезд финансовых систем в сеть Bitcoin не только сделает их более эффективными и защищенными, но и позволит эффективнее бороться с глобальным потеплением.
Автор лукавит, пытаясь так просто исключить вопрос вычислительных мощностей. Биткоин, конечно, не требует печати и перевозки бумажных денег, но бесперебойная масштабная цифровая инфраструктура ему необходима. И каждому пользователю такой финансовой системы потребуется свое устройство для переводов, хотя бы смартфон. Производство такого количества техники вполне может оказать сопоставимый вред окружающей среде. Здесь можно провести параллели со сравнением автомобилей на электродвигателях и ДВС. Консенсус PoS, не привязанный к вычислительным мощностям, здесь однозначно выглядит привлекательней.
Как я писал выше, PoW — это отличная система, сама по себе поощряющая инновации в том числе и в сфере энергетики. За последние несколько лет энергопотребление сети было значительно оптимизировано за счет возобновляемой энергии, а также энергии, которая в противном случае все равно была бы потрачена зря.
Согласно отчету Global Bitcoin Mining Data, в первом полугодии 2021 года для майнинга биткоина использовались преимущественно возобновляемые источники энергии. Фактически сеть Bitcoin потребляет только 0.122% мировой энергии. В третьем квартале эффективность майнинга выросла на 23%, а доля возобновляемых источников энергии — на 3%.
Эффективность майнинга в первом полугодии 2021 года и использование в нем возобновляемой энергии
За последние семь лет эффективность майнинга в сети Bitcoin выросла в 7 раз, то есть на 4237%. Согласно отчету, в Bitcoin Mining Council ожидают, что в ближайшие четыре года эффективность майнинга вырастет в три раза, а потом еще в два раза за тот же период. Получается, что сеть Bitcoin не только более энергоэффективна, чем все банковские системы сегодня — ее превосходство только увеличится в ближайшие восемь лет.
Награды за майнинг биткоина высоки, что стимулирует майнеров искать альтернативные источники энергии. В свою очередь, это поощряет развитие возобновляемых источников. Поскольку наибольшие затраты в сети Bitcoin идут на электричество, майнеры постоянно ищут самые дешевые и чистые источники энергии, чтобы максимально увеличить прибыль.
Фактически майнинг биткоина можно признать самой «зеленой» индустрией в мире. Большинство майнинговых ферм сосредоточено в районах с доступной возобновляемой энергией. Такие источники становятся все более популярны, поскольку они чище и дешевле традиционных. Многие эксперты верят в перспективы возобновляемых источников энергии и в то, что они, в конце концов, сместят источники традиционные. Майнинг биткоина — локомотив этих изменений. Энергопотребление сети здесь — лишь небольшая цена за те экономические и социальные преимущества, которые дает система. Bitcoin здесь оправдывает все затраты.
Огромное энергопотребление — это действительно недостаток PoW, неудивительно, что ему посвящен самый большой подраздел. Возможно, благодаря описанным автором перспективам этот недостаток будет постепенно сходить на нет.
Заключение
Если вы сопоставите преимущества и затраты сетей на основе консенсуса PoW, то поймете, что первая чаша весов явно перевешивает. PoW — отличный алгоритм, честный, защищенный и обеспечивающий правильное для развития сети стимулирование. За последние несколько лет энергопотребление Bitcoin значительно снизилось, растет доля возобновляемой энергии и энергии, которая в противном случае была бы утеряна зря.
Сеть биткоина, основанная на консенсусе PoW, прошла проверку временем уже в течение 13 лет. Это исчерпывающее доказательство того, насколько эффективна эта модель. Сеть, основанная на равенстве, безопасности, децентрализации и консенсусе PoW, обречена на успех.
Мнение автора статьи, естественно, может не совпадать с нашим мнением. Специфика Waves Enterprise такова, что наш подход к выбору консенсуса сильно отличается. Сейчас мы готовим пост о том, как сами выбирали консенсус для сети (их, кстати, у нас несколько) — и в итоге пришли к разработке своего варианта на основе CFT.