Что такое алгоритм консенсуса PoS в криптовалюте?

В 2011 году пользователь форума Bitcointalk под ником QuantumMechanic раскритиковал первый и тогда единственный алгоритм консенсуса Proof-of-Work (PoW), назвав майнинг расточительным. В ответ он предложил альтернативу в виде нового и более эффективного алгоритма Proof-of-Stake (PoS), который сегодня лежит в основе многих современных блокчейнов.

В этой статье мы рассмотрим, что делает Proof-of-Stake таким хорошим и как он работает. В конце вы найдёте список монет, использующих PoS, и объяснение, почему они так популярны в криптосообществе.

Как работает алгоритм PoS?

Proof-of-Stake (PoS) — один из самых популярных алгоритмов консенсуса в криптовалюте, где валидаторы подтверждают транзакции и поддерживают стабильность сети без необходимости в огромной вычислительной мощности. Принцип работы заключается в том, что PoS использует случайный процесс для выбора следующего валидатора блока на основе комбинации факторов, включая возраст стекинга, рандомизацию и богатство узла (количество заблокированных токенов). Согласно исходной концепции PoS, контроль над блокчейном распределяется среди участников пропорционально количеству монет, которыми они владеют. Пользователи становятся валидаторами, блокируя определённое количество криптовалюты в сети.

Процесс создания новых блоков называется форжингом, а вознаграждения валидаторов обычно генерируются за счёт сборов с транзакций. Пользователи, желающие участвовать в процессе форжа, обязаны заблокировать определённое количество токенов — "поставить" свои монеты в сети. Размер ставки влияет на вероятность того, что узел будет выбран следующим валидатором: чем больше доля, тем выше шанс. Когда узел форжит следующий блок, валидаторы проверяют транзакции и добавляют новый блок в блокчейн.

Чтобы предотвратить доминирование самых богатых узлов в процессе валидации, сети PoS часто внедряют дополнительные механизмы, такие как случайный выбор блоков и выбор по возрасту монет. В качестве вознаграждения выбранный узел получает сборы с транзакций в подтверждённом блоке.

Цель алгоритма Proof-of-Stake

Основная цель Proof-of-Stake — обеспечить безопасность сети при высокой энергоэффективности. Этот алгоритм отвечает на высокие энергозатраты Proof-of-Work, предлагая более устойчивую модель консенсуса. Вместо того, чтобы участвовать в конкурентной гонке по созданию блока, как в PoW, участники PoS подтверждают свой интерес к честной работе сети через стекинг — "замораживание" части своих токенов. Каждый пользователь, имеющий минимальное количество монет, может стать валидатором или делегировать свои средства в стекинг-пул. Это делает участие в поддержке сети доступным для широкого круга пользователей и значительно снижает барьер для входа, исключая необходимость в дорогом оборудовании и дешёвой электроэнергии.

PoS против PoW

Очень часто возникает спор о том, что работает эффективнее: Proof-of-Work или Proof-of-Stake? Чтобы ответить на этот вопрос, мы подготовили для вас таблицу с ключевыми критериями:

Proof-of-Work и Proof-of-Stake занимают свою нишу в экосистеме криптовалют, и трудно однозначно сказать, какой из этих протоколов консенсуса работает лучше. PoW можно критиковать за высокие выбросы углекислого газа в процессе майнинга, но этот алгоритм зарекомендовал себя как безопасный для обеспечения безопасности блокчейн-сетей.

С другой стороны, PoS — это популярная альтернатива PoW, которая имеет явные преимущества в виде высокой скорости транзакций, более "экологичного" подхода и значительно более низкого барьера для входа. В то время как майнинг требует дорогостоящего оборудования, которое не может позволить себе каждый пользователь, для стекинга достаточно просто заблокировать определённое количество монет в сети.

Основное различие между PoW и PoS заключается в том, как каждый из них определяет, кто будет валидацией следующего блока транзакций — и выбор между ними зависит от специфических целей и приоритетов блокчейн-сети.

Популярные PoS криптовалюты

Теперь, когда вы знаете, что каждая криптовалюта, работающая на Proof-of-Stake, имеет свой набор правил и методов с самой эффективной комбинацией для валидаторов, таких как случайный выбор блоков и выбор по возрасту монет, стоит отметить, что сеть может принять PoS как на стадии ранней разработки, так и на стадии начальной продажи токенов. В некоторых случаях блокчейн изначально работает на алгоритме Proof-of-Work, а затем переходит на Proof-of-Stake, как это было с Ethereum.

Теперь давайте подробнее рассмотрим некоторые криптовалюты, работающие на PoS:

• Ethereum (ETH): блокчейн, который изначально работал на алгоритме PoW (Ethash), но столкнулся с серьёзными ограничениями в виде высоких сборов и медленных скоростей обработки транзакций. С переходом на Ethereum 2.0 и внедрением Proof-of-Stake сеть отказалась от майнинга в пользу безопасности на основе валидаторов. Теперь любой пользователь может стать валидатором, поставив 32 ETH. Благодаря PoS Ethereum снизил потребление энергии более чем на 99.95% и подготовил почву для будущих обновлений, включая шардирование, что значительно повысит масштабируемость.

• Cardano (ADA): использует собственный алгоритм Ouroboros, первый формально проверенный механизм PoS, разработанный на основе научных исследований. Система разделена на эпохи и слоты, где валидаторы выбираются для создания блоков в определённое время. Каждый пользователь может делегировать ADA в стекинг-пул, получая часть вознаграждения. Участие не требует блокировки средств — стейкеры сохраняют токены ликвидными. Cardano подчеркивает устойчивую децентрализацию, широкую инклюзивность и математически обоснованную безопасность.

• Avalanche (AVAX): использует собственную вариацию PoS в рамках протокола Avalanche Consensus, который отличается высокой скоростью и параллельной обработкой. Валидаторы участвуют в принятии решений через локальное субвыборочное голосование, а не глобально, что позволяет достигать консенсуса менее чем за секунду. Для участия в стекинге валидатор должен поставить минимум 2000 AVAX. Важным отличием является то, что валидаторы не выбираются случайным образом, а участвуют в валидации всех блоков, что снижает вероятность атаки и увеличивает отказоустойчивость.

• Algorand (ALGO): реализует модель Pure Proof-of-Stake (PPoS), в которой безопасность и консенсус достигаются путём случайного выбора комитета из всех держателей токенов ALGO. Даже минимальный баланс на кошельке достаточен для участия — алгоритм PPoS не требует блокировки средств. Благодаря лёгкому алгоритму Algorand обрабатывает транзакции за менее чем 5 секунд и гарантирует мгновенную финализацию — блоки не могут быть отменены или переписаны.

Сегодня мы видим, что Proof-of-Stake стал важной вехой в эволюции блокчейн-технологий и предлагает энергоэффективную и экономически обоснованную модель консенсуса. Он открывает доступ к валидации более широкому кругу участников, снижая порог входа и увеличивая децентрализацию. Современные сети, такие как Ethereum, Cardano и Avalanche, уже демонстрируют потенциал PoS в области масштабируемости и безопасности. Поэтому, с учётом этих преимуществ, PoS всё больше становится основой будущих децентрализованных экосистем.

Была ли эта статья полезной для вас? Напишите об этом в комментариях и оставайтесь с блогом Cryptomus, чтобы улучшить своё криптообразование!