Что такое протокол Proof-of-Stake простыми словами и майнинг криптовалюты по этому алгоритму

У каждого блокчейна есть определенный метод защиты. Работа биткоина основана на алгоритме Proof-of-Work (PoW). В нем заложены правила эмиссии новых монет, подтверждения транзакций и т.д. У PoW есть ряд ограничений, например низкая масштабируемость и высокий расход энергии. Чтобы избежать подобных недостатков, криптовалюты переводят на протокол Proof-of-Stake (PoS). Это альтернативный способ подтверждения выполненной работы, в котором вместо оборудования для майнинга используются цифровые активы.

Что такое Proof-of-Stake

Это метод защиты в криптовалютах, при котором вероятность создания нового блока зависит от текущего баланса и общего количества активов. Простыми словами, Proof-of-Stake — это возможность получать вознаграждение за счет владения определенной монетой.

Популярные видеообзоры

Что такое Proof of Work и Proof of Stake: разница алгоритмов

Алгоритмы Proof of Work и Proof of Stake: что это такое на простом языке! Майнинг | Promminer

Что такое Proof-of-Stake простыми словами - Криптословарь PoS

Алгоритм консенсуса (PoW vs PoS). Proof of Stake. В чем фишка?

Proof-of-Stake: алгоритм консенсуса! Что это? простыми словами! (часть 1)

Если участник имеет 1% от всего объема криптовалюты, в среднем он будет находить 1% новых блоков.

Майнинг-пул

Монеты

Расположение

Комиссия

выбор редакции

ViaBTC

4.9

Обзор

Монеты

+12

ETC BSV XEC CKB ZEC DASH RVN ZEN XMR HNS STC LBC

Расположение

Азия

Комиссия

2.3%

выбор редакции

EMCD

4.8

Обзор

Монеты

+3

ETC BSV DASH

Расположение

Азия, Europe, США

Комиссия

1.0%

выбор редакции

Trustpool

4.7

Обзор

Монеты

+4

BSV ZEC DASH RVN

Расположение

Россия

Комиссия

1.0%

выбор редакции

Lincoin

4.5

Обзор

Монеты

Расположение

Океания

Комиссия

2.5%

Предпосылки появления

Поиск новых решений в области алгоритма PoS связан с минусами Proof-of-Work:

• Высокий расход энергии. В феврале 2021 года исследователи пришли к выводу, что сеть Биткоин потребляет больше электричества, чем Аргентина. Это приводит к росту загрязнения воздуха в результате майнинга новых блоков.
• Атака 51%. Если мощность одного пользователя или пула достигнет 51%, он сможет создать параллельную сеть. В ней будут другие транзакции и измененная цепочка блоков. Это позволит провести двойную трату, например, отправить пользователю биткоины и после подтверждения «забрать» их.
• Гонка вооружений. На PoW майнеры постоянно увеличивают вычислительную мощность. Старое оборудование с низким хешрейтом со временем перестает получать новые блоки. Общая мощность становится больше, как и потребление электроэнергии. В результате майнерам приходится выводить часть полученного капитала, что негативно влияет на курс.

Proof-of-Stake решает подобные проблемы. Остается риск атаки 51%, но это становится невыгодным с финансовой точки зрения. Для начала пользователь накапливает больше половины активов в доле, после чего рискует ценой. Вследствие атаки 51% курс монеты упадет, и больше всех пострадает главный держатель.

Принцип работы

В PoW майнеры выступают в качестве узлов — они проверяют и подтверждают транзакции. Участники собираются в один пул, чтобы увеличить шансы на нахождение блока и получение вознаграждения. Proof-of-Stake работает по похожему принципу.

Майнинг в криптовалюте

Пройди опрос и получи в подарок скидку на торговую комиссию и книгу о криптовалюте

Пройти опрос

В Proof-of-Stake за эмиссию блоков отвечают валидаторы. Они принимают участие в стейкинге и замораживают часть монет. Криптовалютный алгоритм случайным образом выбирает одного валидатора из общего количества. Протокол PoS учитывает один или несколько факторов:

• Сумму активов.
• Срок участия валидатора.
• Время после получения последнего вознаграждения и т.д.

Принцип работы разных криптовалютных сетей отличается. Существуют гибридные варианты PoS:

• Proof-of-Activity. Криптовалютный алгоритм предлагает гибридную модель создания новых блоков с одновременным использованием PoW и PoS.
• Proof-of-Burn. Вариант стейкинга, в котором для нахождения блока валидатор отправляет средства на случайный адрес, полученный путем хеширования. К этому кошельку никто не имеет доступа, поэтому монеты просто сжигаются.
• Proof-of-Research. Еще один вариант гибридного использования PoW и PoS. Пользователи вычислительной платформы BIONIC получают долю за предоставленное оборудование. Криптовалютный алгоритм PoS дополнительно платит за участие.

Что делает валидатор

За нахождение нового блока обязан отвечать один из участников сети. В PoS на себя эту роль берут валидаторы. Чтобы им стать, необходимо выполнить несколько условий:

• Заблокировать определенное количество монет в сети. Например, для участия в Ethereum 2.0 от валидаторов требуется 32 ETH.
• Предоставить вычислительные мощности для установки клиента и запуска ноды. В отличие от PoW, ко всем валидаторам предъявляют общие минимальные требования к оборудованию. Большая мощность компьютера не влияет на получение вознаграждения.

Далее каждый валидатор участвует в лотерее. Алгоритм Proof-of-Stake случайным образом определяет, кто из всех пользователей получит криптовалюту за новый блок.

Что такое мастернода

Это узел, который отвечает за хранение данных в цепочке. Сервер записывает информацию о каждой операции, начиная с нулевого блока.

Список валидаторов может меняться. Старые пользователи уходят, на их месте появляются новые. Чтобы обеспечить целостность данных, информация хранится с помощью мастернод, постоянно подключенных к блокчейну.

Реализации

Proof-of-Stake криптовалюты отличаются. Разработчики новых блокчейнов меняют основные принципы алгоритма консенсуса для создания сетей, более совместимых с изменениями.

Peercoin

Это первая криптовалюта на PoS. Однако эмиссия нулевого блока проходила с помощью Proof-of-Work. После перехода на PoS за выплату вознаграждений отвечает формула:

Hash (prevBlocksData, timeInSeconds, txoutA) ≤ d0 * coins(txoutA) * timeweight(txoutA),

где:

• prevBlocksData — данные о предыдущем блоке.
• timeInSeconds — текущее время.
• txoutA — результат транзакции.
• d0 — постоянная, которая контролирует генерацию блоков каждые 10 минут.
• coins(txoutA) — количество неизрасходованных активов.
• timeweight(txoutA) — время, прошедшее с момента последнего блока.

CoA

Chains of activity — лотерея блокчейна. Она проходит через процедуру follow-the-satoshi — сатоши является наименьшей единицей в сети Биткоин.

Алгоритм PoS выбирает случайное число между нулем и общим количеством криптовалют в обращении. Далее происходит поиск участника, который владеет указанной единицей. Соответственно, чем больше монет хранит пользователь, тем выше его шансы получить криптовалюту в лотерее.

Dense-CoA

Это альтернативный вариант предыдущего алгоритма. В классическом CoA за генерацию блоков в конечном счете отвечает один участник, тогда как в гибридном формате это может быть группа пользователей.

 Загрузка ...

Отличия от PoW

PoS стал следующим этапом развития криптовалют. При его сравнении с алгоритмом PoW можно найти ряд отличий.

Никита Алексеев, генеральный директор

AML Crypto

Алгоритм Proof-of-Stake имеет множество преимуществ, но, как и остальные, он не лишен недостатков. Из слабых сторон PoS я отметил бы:

• Владение слишком крупными долями в PoS может вызывать некоторые проблемы. Например, централизацию, неравномерное распределение власти или даже пресловутую «атаку 51%».
• Отсутствие гарантированных потерь у валидаторов, в отличие от майнеров в PoW. В системе PoS существует понятие «слешинг». Это способ экономического наказания валидаторов за несоблюдение правил, иногда даже на величину всего стейка. Но там где есть правила, существует и риск их обхода. То есть валидатор в некоторых случаях может применить ставку к нескольким конкурирующим цепочкам, а в системе PoW энергия на вычисления будет потрачена в любом случае. Это создает риски атак на сеть и несправедливого увеличения наград.

Майнинг и заработок в PoS

Этот процесс называется стейкингом — альтернативной добычей монет. Пользователю не нужно покупать дорогое оборудование для открытия блоков, при этом можно использовать услуги сторонних валидаторов. Стейкинг похож на депозиты. Указанные ставки позволяют рассчитать доходность, но есть и сложности.

Предположим, пользователь участвует в стейкинге криптовалюты Solana. По данным сайта StakingRewards, валидаторы зарабатывают 6,37%. Если пользователь отправил в стейкинг 100 монет, за 1 год он получит 6,37 SOL. Однако заработок уменьшится при падении стоимости криптовалюты. Если цена монеты сильно снизится, будет неважно, насколько большие проценты предлагают разработчики.

Популярные PoS-монеты

На рынке существует более 264 криптовалют с алгоритмом Proof-of-Stake. Их средняя ставка составляет 10,47%. В таблице — список самых популярных криптовалют на 8 декабря 2021 года, по данным StakingRewards.

Ethereum 2.0 и Proof-of-Stake

Эфириум вместе с большинством других криптовалют на PoW имеет относительно низкую пропускную способность. С помощью смарт-контрактов разработчики создают больше новых проектов, которые нагружают сеть. Если проблему не решить, в будущем работать с Ethereum может быть невыгодно из-за огромных комиссий.

Первое крупное обновление по переходу на PoS произошло 1 декабря 2020 года. В блокчейне начали нулевую фазу тестирования Ethereum 2.0. У пользователей появилась возможность стать валидатором — для этого нужно заморозить 32 ETH. Когда закончится переход на альтернативный алгоритм, неизвестно. По предварительным прогнозам, сеть Эфириума может отказаться от Proof-of-Work в 2022 году.

Читайте также

Кто придумал блокчейн и впервые описал технологию

Криптографическая экономика, основанная на децентрализованном доверии, дает всем участникам равный...

Как обеспечить безопасность криптовалюты

Технологии изменили способы работы, общения и финансовые процессы. Компании и потребители все реже...

Технология распределенного реестра и блокчейн

Объем информации, используемой человечеством, интенсивно растет. Технология распределенного...

Преимущества и недостатки алгоритма

Новый алгоритм Proof-of-Stake нельзя назвать панацеей для рынка виртуальных валют. У системы есть как свои достоинства, так и минусы.

Перспективы

Разработчики ищут баланс между скоростью обработки транзакций и безопасностью блокчейна. Монеты с Proof-of-Work имеют минусы, поэтому их капитализация не превысит биткоин. Однако у BTC есть недостатки PoW.

Достаточно посмотреть на популярные криптовалюты по размеру капитализации. Binance Coin, Solana, Cardano, Polkadot и Terra работают на PoS. Совсем скоро к ним добавят Ethereum, поэтому альтернативный алгоритм добычи монет будет доминировать на рынке. У пользователей положительные ожидания касательно перехода на Ethereum 2.0. Об этом говорит курс монеты, который за последний год вырос относительно биткоина c 0,03 до 0,073 BTC.

Резюме

Когда Bitcoin только появился, первые майнеры получили преимущество. Низкий хешрейт сети позволял вести добычу на обычных компьютерах, при этом за 1 блок выплачивали 50 BTC. Сегодня для майнинга биткоинов требуется дорогое оборудование — ASIC.

Proof-of-Stake дал сообществу второе дыхание. Стать частью блокчейна стало проще, при этом неважно, насколько большую долю имеет пользователь и есть ли у него мощная сеть для майнинга. Нужно лишь найти перспективную монету для стейкинга.

Часто задаваемые вопросы

Заместитель главного редактора

Евгений Лукин