Объяснение механизмов консенсуса Блокчейн: PoW, PoS и DPoS

Когда новички входят в пространство блокчейна, они часто чувствуют себя перегруженными множеством технических акронимов. Это похоже на то, как будто они снова в школе, сталкиваясь с незнакомой терминологией.

Поскольку технологии блокчейн продолжают привлекать мировое внимание, понимание ключевых технических терминов становится необходимым для всех, кто хочет эффективно ориентироваться в этой области.

Давайте рассмотрим три основных механизма консенсуса: PoW, PoS и DPoS. 🤔

Доказательство работы (PoW): Оригинальный механизм консенсуса

Доказательство работы (PoW) является механизмом консенсуса, при котором вознаграждения, которые вы получаете, напрямую связаны с вычислительной работой, которую вы вносите. Проще говоря, чем больше вычислительной мощности вы выделяете сети, тем больше ваши потенциальные вознаграждения.

Этот процесс проверки зависит от компьютеров, решающих сложные математические задачи. Подумайте об этом как о математическом соревновании: участники соревнуются, чтобы решить одну и ту же задачу, и тот, кто решит её первым, получает право подтверждать транзакции ( добавлять блок в блокчейн ) и получает только что созданную криптовалюту в качестве награды.

В сети Биткойн, например, первый майнер, который решит криптографическую задачу, получает Биткойн в качестве вознаграждения.

Преимущества PoW:

• Простая реализация алгоритма
• Сильная безопасность благодаря высоким затратам на атаки
• Проверенная временем надежность (Биткойн поддерживает безопасность с 2009)

Недостатки PoW:

• Существенное потребление энергии
• Ограниченная пропускная способность обработки транзакций
• Долгое время подтверждения, что затрудняет поддержку высоких объемов транзакций

Системы PoW, такие как Биткойн, ежегодно потребляют значительное количество электрической энергии, оцениваемое примерно в 169,7 ТВтч (тераватт-часов) электроэнергии — эквивалентно потреблению энергии некоторых малых стран. Это высокое потребление энергии является постоянной критикой систем PoW.

Доказательство доли (PoS): Эффективная альтернатива

Доказательство доли (PoS) определяет права на валидацию транзакций на основе количества криптовалюты, которой владеет валидатор, и времени, в течение которого он ее держит. По сути, чем больше монет вы ставите и чем дольше вы их ставите, тем выше ваша вероятность быть выбранным для валидации транзакций и получения вознаграждений.

Преимущества PoS:

1. Энергоэффективность — устраняет вычислительную гонку PoW, значительно сокращая потребление электроэнергии до 99,95% (, как видно в переходе Ethereum )

2. Более высокая стоимость безопасности — атака на сеть требует владения значительным процентом всех ставленных монет, что делает зловредные действия чрезмерно дорогими.

3. Более быстрое обработка транзакций и время подтверждения, что увеличивает общую эффективность сети

Недостатки PoS:

1. Тенденция к централизации — те, у кого больше монет, получают больше вознаграждений, что потенциально приводит к концентрации богатства и контроля над сетью со временем.

2. Уменьшенная ликвидность — поскольку владение монетами приносит вознаграждения, у участников меньше стимула использовать или торговать своими активами, что может привести к снижению ликвидности на рынке.

Переход Ethereum от PoW к PoS в 2022 году, известный как "Слияние", представляет собой наиболее значимую реальную реализацию PoS, демонстрируя его жизнеспособность в масштабе, одновременно значительно снижая потребление энергии.

Делегированный Доказательство Доли (DPoS): Представительский Подход

Делегированный Proof-of-Stake (DPoS) функционирует аналогично системе выборов в правление. Владельцы токенов голосуют за выбор ограниченного числа узлов для проверки транзакций и создания блоков от их имени. Если выбранные валидаторы не выполняют свои обязанности (такие как пропуск своего хода для создания блоков), сеть может проголосовать за их замену новыми валидаторами. С определенной точки зрения, DPoS можно рассматривать как многопозиционную систему или слабо централизованный подход.

Преимущества DPoS:

• Меньшее количество узлов валидации приводит к большей эффективности и пропускной способности транзакций
• Более демократическое управление через голосование заинтересованных сторон
• Сниженное потребление энергии, аналогичное традиционному PoS

Недостатки DPoS:

• Дальнейшее компрометирование децентрализации за счет концентрации валидирующей власти среди меньшей группы представителей
• Вводит элементы централизованного контроля через процесс выборов

Проекты, такие как EOS и Tron, внедрили DPoS, достигнув более высокой пропускной способности транзакций, чем как Bitcoin (PoW), так и Ethereum (сейчас PoS), хотя и ценой большей централизации.

Сравнение механизмов консенсуса

| Особенность | PoW | PoS | DPoS | |---------|-----|-----|------| | Энергоэффективность | Низкий ( Высокое потребление ) | Высокий | Высокий | | Децентрализация | Высокий | Средний | Нижний | | Скорость транзакции | Медленнее | Быстрее | Самый быстрый | | Модель безопасности | Вычислительная мощность | Экономические вложения | Избранные представители | | Примеры проектов | Биткойн, Лайткойн | Эфириум, Кардано | Эос, Трон | | Сложность атаки | Очень высокая (51% вычислительной мощности) | Высокая (51% от ставленных монет) | Средняя (Согласование делегатов) |

С нетерпением 🚩

Мы исследовали три основных механизма консенсуса блокчейна — PoW, PoS и DPoS — каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения. Ни один механизм не может считаться универсально превосходным, так как каждый из них служит различным целям в экосистеме блокчейна.

По мере того как технология блокчейн продолжает развиваться, эти механизмы согласования, вероятно, будут подвергаться дальнейшим уточнениям и оптимизациям. Индустрия продолжает искать оптимальный баланс между безопасностью, децентрализацией и масштабируемостью — так называемая "триада блокчейна."

Для трейдеров и инвесторов на платформах цифровых активов понимание этих основных технологий предоставляет ценное представление о проектах, которые они рассматривают, и помогает объяснить значительные различия в скорости транзакций, комиссиях и воздействии на окружающую среду в различных блокчейн-сетях.