Proof-of-Work (PoW) мен Proof-of-Stake (PoS): салыстыру

Proof-of-Work және Proof-of-Stake — криптовалюта әлеміндегі ең танымал консенсус механизмдері. Алдыңғы қатарлы криптовалюталар олардың жұмысын жақсарту және желі бүтіндігін сақтап қалу үшін оларға сүйенеді. Бұл мақалада біз олардың қалай жұмыс істейтінін, артықшылықтары мен кемшіліктерін түсіндіреміз.

Proof-of-Work (PoW) дегеніміз не?

Proof-of-Work (PoW) — бұл майнерлерге (валидациялаушыларға) транзакцияларды растауға және оларды жаңа блоктарға қосуға мүмкіндік беретін консенсус механизмі. Мұны жүзеге асыру үшін олар күрделі математикалық тапсырмаларды шешеді және өз күштері үшін сыйақы алады. Бұл жүйе бүкіл желінің блокчейн мен барлық транзакциялар туралы келісімге келуі үшін ашық және сенімді әдіс ұсынады және ең қауіпсіз деп саналады. Жарамды блокты жасау үшін майнерлер триллиондаған сан комбинацияларын шешеді.

PoW қалай жұмыс істейді?

Proof-of-Work алгоритмі келесідей жұмыс істейді: майнерлер күрделі криптографиялық жұмбақтарды жылдамырақ шешуге бәсекелеседі. Олардың мақсаты — дұрыс nonce санын табу — бұл блоктың хэшін белгілі бір шарттарға сәйкес ету үшін қажет бірегей сан. Бір майнер оны шешкен кезде, ол жаңа блокты желідегі басқа қатысушыларға таратады. Егер басқа қатысушылар оны тексеріп, растаған жағдайда, блок тізбекке қосылады, ал майнер сыйақы алады.

Бұл тәсілдің ең үлкен жетістіктерінің бірі — екі рет жұмсау проблемасын шешу болды, онда бір адам криптовалютаны бірнеше рет жұмсауға тырысуы мүмкін еді. PoW жүйесіндегі майнерлер әр жаңа блокты жасау үшін шынайы күш-жігер, уақыт пен есептеу қуатын жұмсағанын дәлелдеуі қажет. Осылайша, оның атауы пайда болды: бұл шынайы жұмыс істелгендіктің дәлелі.

PoW монеталарының мысалдары

Кейбір монеталар PoW консенсус механизмі бойынша жұмыс істейді, және оның қалай жұмыс істейтінін тәжірибеде көру үшін келесі тізімді қараңыз:

• Биткойн (BTC): Proof-of-Work қолданған алғашқы криптовалюта, SHA-256 алгоритмін пайдаланады. Барлық PoW желілері сияқты, Биткойн сенімді қауіпсіздік ұсынады, бірақ ол үлкен энергия тұтынуды талап етеді. Жылдамдық тұрғысынан блоктар әр 10 минут сайын немесе ең жоғары сұраныс кезінде баяурақ пайда болады, бұл транзакция жылдамдығын шектейді. Дегенмен, Биткойн орталықсыздандырудың эталоны болып қала береді, крипто әлемінде "сандық алтын" деген атақты алған.

• Kaspa (KAS): GHOSTDAG протоколымен жұмыс істейтін жаңа ұрпақ PoW монетасы, ол kHeavyHash алгоритмін қолданады. Kaspa параллельді блок өңдеуді қолдайды және блоктар секундына бірнеше ондаған блокты өте жылдам өңдейді, бірақ энергияны аз тұтынады. Ол GPU майнингіне оңтайландырылған және масштабталуға деген техникалық тәсілімен ерекшеленеді.

• Litecoin (LTC): Биткойнның "алтынға" қатысты "күміс" деп аталады. Litecoin де PoW алгоритмінде жұмыс істейді, бірақ Scrypt алгоритмін қолданады. Блоктар әр 2,5 минут сайын құрылады, бұл Биткойнмен салыстырғанда жылдамырақ және арзан транзакцияларға мүмкіндік береді. Оның жеңіл құрылымы оны күнделікті төлемдер үшін танымал етеді.

• Dogecoin (DOGE): алғашқы мемecoin, ол негізгі аудиторияға танылды. Dogecoin Scrypt алгоритмімен жұмыс істейді және желіде әр минут сайын блоктар жасалады. Ол Биткойнға қарағанда энергия үнемді, ал майнерлер пулдарға қосыла алады, бұл бастауға оңай мүмкіндік береді. Әр блок 10,000 DOGE тұрақты сыйақы береді — бұл монетаның мұндай адал қауымдастық құруының себептерінің бірі.

Енді PoW консенсус моделін толық түсінгеннен кейін, оның негізгі баламасына — Proof-of-Stake-ке көшейік.

Proof-of-Stake (PoS) дегеніміз не?

Proof-of-Stake (PoS) — бұл альтернативті консенсус механизмі және криптовалюталардағы ең танымал алгоритмдердің бірі, мұнда валидациялаушылар транзакцияларды растауға және желі тұрақтылығын сақтауға үлкен есептеу қуатын қажет етпей көмектеседі.

PoS негізгі мақсаты — желі қауіпсіздігін жоғары энергия тиімділігімен қамтамасыз ету. PoW-дағы сияқты блок құрудың бәсекелес жарысынан гөрі, PoS қатысушылары желінің әділ жұмысын растау үшін өздерінің токендерін стейк — “тоқтату” әдісін қолданады. Талап етілген минималды монеталар санына ие кез келген пайдаланушы валидациялаушы бола алады немесе өз қаражатын стейк пулына аудара алады.

Бұл желіні қолдауға қатысуды кең ауқымдағы пайдаланушыларға қолжетімді етеді және PoS-қа тән қымбат аппараттық құралдар мен арзан электр энергиясын қажет етпей, кіру кедергісін айтарлықтай төмендетеді.

PoS қалай жұмыс істейді?

PoS-тың жұмыс істеу тәсілі: келесі валидациялаушыны таңдау үшін кездейсоқ процесс пайдаланылады, ол бірнеше факторлардың, оның ішінде стейк жасалған уақыт, кездейсоқтық және түйіннің байлығы (стейкке қойылған токендер саны) негізінде жүзеге асырылады. Алғашқы PoS концепциясы бойынша, блокчейнге бақылау қатысушылар арасында олардың қолындағы монеталар санына пропорционалды түрде бөлінеді. Қатысушылар желіде белгілі бір мөлшерде криптовалюта “құлыптап”, валидациялаушы бола алады.

Жаңа блоктарды құру процесі форжинг деп аталады, ал валидациялаушылардың сыйақылары әдетте транзакциялық комиссиялардан алынады. Форжинг процесіне қатысқысы келетін пайдаланушылар белгілі бір мөлшерде токендер — өз монеталарын желіде стейк қоюы қажет. Стейк мөлшері келесі валидациялаушының түйінін таңдау ықтималдығына әсер етеді: үлес неғұрлым үлкен болса, таңдалу мүмкіндігі соғұрлым жоғары болады. Түйін келесі блокты форжинг жасағанда, валидациялаушылар транзакцияларды тексеріп, жаңа блоктарды блокчейнге қосады.

PoS монеталарының мысалдары

Енді сіз PoS бойынша жұмыс істейтін криптовалюталар туралы білесіз, және желі PoS-ты бастапқы даму кезеңінен немесе алғашқы токен сатылымынан қабылдай алатынын ескеріңіз. Кейбір жағдайларда, блокчейн бастапқыда Proof-of-Work алгоритмімен жұмыс істейді де, кейін Proof-of-Stake-қа ауысады, мысалы, Ethereum жағдайында.

Енді PoS негізіндегі криптовалюталарға жақынырақ тоқталайық:

• Ethereum (ETH): бастапқыда PoW (Ethash) алгоритмінде жұмыс істеген блокчейн, бірақ жоғары комиссиялар мен баяу өңдеу жылдамдығының шектеулеріне тап болды. Ethereum 2.0-ға көшу және Proof-of-Stake енгізу арқылы желі майнингтен валидациялаушыға негізделген қауіпсіздікке ауысты. Қазір кез келген пайдаланушы 32 ETH стейкқойып, валидациялаушы бола алады. PoS көмегімен Ethereum қуат тұтынуды 99,95%-ға дейін азайтты және масштабтауды айтарлықтай арттыратын болашақ жаңартулардың негізін қалады.

• Avalanche (AVAX): Avalanche Consensus протоколы ішінде PoS-тың өзіндік нұсқасын қолданады, ол жоғары жылдамдық пен параллельді өңдеумен ерекшеленеді. Валидациялаушылар шешім қабылдау процесіне жергілікті үлгімен қатысады, бұл консенсусты бір секундтан аз уақытта жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Стейкингке қатысу үшін валидациялаушы ең кемі 2000 AVAX стейк қоюы керек. Маңызды айырмашылығы — валидациялаушылар кездейсоқ таңдалмайды, барлық блоктардың валидациясына қатысады, бұл шабуыл ықтималдығын азайтып, ақауларға төзімділікті арттырады.

• Cardano (ADA): ғылыми зерттеулерге негізделген бірінші ресми түрде тексерілген PoS механизмін қолданатын Ouroboros алгоритмін пайдаланады. Жүйе эпохалар мен слоттарға бөлінеді, мұнда валидациялаушылар алдын ала белгіленген уақытта блоктар шығару үшін таңдалады. Кез келген пайдаланушы ADA-ны стейк пулына делегат ете алады, ал сыйақының бір бөлігін алады. Қатысу үшін блокчейн қаржысы қажет емес — стейкерлер токендерін сұйық күйде сақтайды. Cardano тұрақты орталықсыздандыруды, кең инклюзивтілікті және математикалық тұрғыдан дұрыс қауіпсіздікті баса көрсетеді.

• Algorand (ALGO): Pure Proof-of-Stake (PPoS) моделін қолданады, бұл қауіпсіздік пен консенсусқа барлық ALGO токен иелерінен кездейсоқ таңдалған комитет арқылы қол жеткізіледі. Тіпті минималды әмиян балансы қатысу үшін жеткілікті — PPoS алгоритмі қаражатты “құлыптауды” талап етпейді. Жеңіл алгоритмнің арқасында Algorand транзакцияларды 5 секундтан аз уақытта өңдейді және бірден аяқталуын қамтамасыз етеді — блоктар қайта жазылмайды немесе жойылмайды.

PoW мен PoS толық салыстыруы

Proof-of-Work пен Proof-of-Stake — криптовалюта транзакцияларын тексерудің екі негізгі тәсілі. PoW мен PoS арасындағы негізгі айырмашылық — Proof-of-Stake қатысушылардан транзакцияларды сәтті мақұлдау үшін криптовалютаны кепілдік ретінде ұсынуды талап етеді. Proof-of-Work майнерлерден күрделі математикалық жаңартуларды есептеуді талап етеді. Бірақ қайсысы тиімдірек жұмыс істейді? Екі алгоритмді негізгі критерийлер бойынша салыстырайық.

Энергия тұтыну

PoW көп энергия тұтынады. Бұл жоғары энергия тұтынуы блокчейннің қауіпсіздігін қамтамасыз етсе де, транзакцияларды растау процесін баяулатады және майнерлер үшін қымбатқа түседі. Proof-of-Stake, өз кезегінде, PoW протоколдарының жоғары есептеу шығындарына жауап ретінде әзірленді. PoS желілері айтарлықтай аз энергия тұтынады, бұл PoW-тың экологиялық әсерін азайтады. Майнинг қымбат аппараттық құралдарды талап ететін болса, стейкинг тек желіде белгілі бір монеталарды “құлыптауды” талап етеді.

Устойчивость тұрғысынан PoW қоршаған ортаға теріс әсер етеді. Желіні жұмыс істетіп тұратын көп компьютерлер қажет болған сайын, энергия тұтынысы көбейеді. PoW электрондық қалдықтар мәселесін тудырады, сондықтан PoS жақсы әрі "жасыл" опция болып табылады. Proof-of-Stake соншалықты көп энергияны немесе жоғары технологиялық аппараттық құралдар мен бағдарламалық жасақтаманы талап етпейді.

Қауіпсіздік

PoW майнингтің жоғары көміртегі шығарындыларын сынға алуға болады, бірақ ол блокчейн желілерін қауіпсіздендіру үшін сенімді алгоритм болып табылады. PoW көмегімен майнерлер күрделі криптографиялық мәселелерді шешеді, бұл олардың жарамсыз блоктарды немесе криптовалютаны екі рет жұмсауды растауын әлдеқайда қиын етеді. Осылайша, блокчейннің шынайылығын бұзу мүмкіндігі азаяды.

PoS, өз кезегінде, валидациялаушыларға экономикалық ынталандырулар арқылы блокчейннің қауіпсіздігін және тұтастығын сақтауға тәуелді. Егер олар қате транзакциялар немесе блоктарды "валидацияласа", олар "шешілу" деп аталатын жазасын алады. Негізгі ақаулық — кейбір жүйелер валидациялаушыларды ең көп ақшасы бар адамдар ретінде таңдауы мүмкін. Бұл дегеніміз, көптеген жағдайларда Proof-of-Stake PoW-тан айтарлықтай аз демократиялық болуы мүмкін.

Масштабтау

PoS PoW-қа қарағанда үлкен масштабтауды және өткізу қабілеттілігін уәде етеді, себебі транзакциялар мен блоктарды шешімдерді жылдам қабылдауға болады, бұл күрделі теңдеулерді шешуді талап етпейді. Теориялық тұрғыдан PoS тиімдірек жұмыс істей алады. Алайда, PoS жаңа және PoW көлемінде тексерілмеген.

Екі алгоритмнің айырмашылықтарын айқын көрсету үшін біз сіздерге салыстыру кестесін дайындадық:

Осы мақаланы оқып болған соң, сіз өзіңіздің нақты мақсаттарыңыз бен блокчейн желісінің басымдықтарына байланысты екі алгоритмнің бірін таңдай аласыз. Егер сұрақтарыңыз болса, оларды түсініктемелерде қалдырыңыз!