Пояснення механізмів консенсусу Блокчейн: PoW, PoS та DPoS

Коли новачки входять у простір блокчейну, вони часто відчувають себе перевантаженими численними технічними абревіатурами. Це як повернення до школи, коли стикаєшся з незнайомою термінологією.

Оскільки технологія блокчейн продовжує привертати глобальну увагу, розуміння ключових технічних термінів стає важливим для кожного, хто прагне ефективно орієнтуватися в цьому просторі.

Давайте розглянемо три основні механізми консенсусу: PoW, PoS та DPoS. 🤔

Доказ роботи (PoW): Оригінальний механізм консенсусу

Proof-of-Work (PoW) є механізмом консенсусу, де винагорода, яку ви отримуєте, прямо корелює з обчислювальною роботою, яку ви вносите. Простими словами, чим більше обчислювальної потужності ви присвячуєте мережі, тим більші ваші потенційні винагороди.

Цей процес верифікації базується на тому, що комп'ютери вирішують складні математичні задачі. Уявіть це як математичне змагання: учасники змагаються, щоб вирішити одну й ту ж головоломку, і той, хто вирішить її першим, отримує право валідувати транзакції (додати блок до блокчейну) і отримує новостворену криптовалюту як винагороду.

У мережі Bitcoin, наприклад, перший майнер, який вирішить криптографічну задачу, отримує Bitcoin у якості винагороди.

Переваги PoW:

• Просте впровадження алгоритму
• Висока безпека завдяки високим витратам на атаки
• Перевірена надійність (Bitcoin підтримував безпеку з 2009)

Недоліки PoW:

• Значне споживання енергії
• Обмежена потужність обробки транзакцій
• Довші часи підтвердження, що ускладнює підтримку високих обсягів транзакцій

Системи PoW, такі як Bitcoin, споживають значну кількість електричної енергії щорічно, оцінюючи приблизно в 169,7 ТВт·год (терават-годин) електрики, що еквівалентно споживанню енергії деяких малих країн. Це високе споживання енергії стало постійною критикою систем PoW.

Доказ сталості (PoS): Ефективна альтернатива

Доказування частки (PoS) визначає права на валідацію транзакцій на основі кількості криптовалюти, яку має валідатор, і тривалості її утримання. По суті, чим більше монет ви ставите і чим довше ви їх ставите, тим вища ймовірність того, що вас оберуть для валідації транзакцій і отримання винагород.

Переваги PoS:

1. Енергетична ефективність — усуває обчислювальну гонку PoW, значно знижуючи споживання електроенергії до 99,95% (, як це видно в переході Ethereum )

2. Вища вартість безпеки — атака на мережу вимагає володіння значним відсотком усіх застейканих монет, що робить зловмисні дії надто дорогими.

3. Швидше оброблення транзакцій та час підтвердження, що підвищує загальну ефективність мережі

Недоліки PoS:

1. Схильність до централізації—ті, хто має більше монет, отримують більше винагород, що потенційно зосереджує багатство та контроль над мережею з часом.

2. Зменшена ліквідність — оскільки утримання монет приносить винагороди, учасники мають менший стимул використовувати або торгувати своїми активами, що потенційно знижує ліквідність на ринку.

Перехід Ethereum з PoW на PoS у 2022 році (, відомий як "Злиття" ), є найзначнішою реальною реалізацією PoS, що демонструє його життєздатність у масштабах, одночасно різко знижуючи енергоспоживання.

Делегований Proof-of-Stake (DPoS): Представницький підхід

Делегований Доказ Ставки (DPoS) функціонує подібно до системи виборів правління. Тримачі токенів голосують за вибір обмеженої кількості вузлів для валідації транзакцій та створення блоків від їх імені. Якщо обрані валідатори не виконують свої обов'язки (, такі як пропуск свого черги на створення блоків), мережа може проголосувати за їх заміну на нових валідаторів. З певної точки зору, DPoS можна розглядати як багатоядерну систему або слабо централізований підхід.

Переваги DPoS:

• Менша кількість валідаційних вузлів призводить до вищої ефективності та пропускної здатності транзакцій
• Більш демократичне управління через голосування зацікавлених сторін
• Знижене споживання енергії, подібне до традиційного PoS

Недоліки DPoS:

• Додатково компрометує децентралізацію, зосереджуючи владу валідації серед меншої групи представників
• Вводить елементи централізованого контролю через процес виборів

Проекти, такі як EOS і Tron, впровадили DPoS, досягнувши вищої пропускної спроможності транзакцій, ніж як Bitcoin (PoW), так і Ethereum (тепер PoS), хоча за рахунок більшої централізації.

Порівняння механізмів консенсусу

| Особливість | PoW | PoS | DPoS | |---------|-----|-----|------| | Енергетична ефективність | Низька (Високе споживання) | Високо | Високо | | Децентралізація | Високий | Середній | Нижчий | | Швидкість транзакції | Повільніше | Швидше | Найшвидше | | Модель безпеки | Обчислювальна потужність | Економічна частка | Обрані представники | | Приклад проектів | Біткоїн, Лайткоїн | Ефір, Кардано | ЕОС, Трон | | Складність атаки | Дуже висока (51% обчислювальної потужності) | Висока (51% стейкованих монет) | Середня (Колаборація делегатів) |

Чекаємо вперед 🚩

Ми дослідили три основні механізми консенсусу блокчейну—PoW, PoS та DPoS—кожен з яких має свої переваги та обмеження. Жоден з механізмів не можна вважати універсально кращим, оскільки кожен виконує різні цілі в екосистемі блокчейну.

Оскільки технологія блокчейн продовжує еволюціонувати, ці механізми консенсусу, ймовірно, зазнають подальших удосконалень і оптимізації. Індустрія продовжує шукати оптимальний баланс між безпекою, децентралізацією та масштабованістю — так званим "триєдністю блокчейну."

Для трейдерів та інвесторів на платформах цифрових активів розуміння цих фундаментальних технологій надає цінні відомості про проекти, які вони розглядають, і допомагає пояснити значні відмінності в швидкості транзакцій, комісіях та екологічному впливі в різних блокчейн-мережах.