Що таке алгоритм консенсусу PoS у криптовалюті?

У 2011 році користувач форуму Bitcointalk під ніком QuantumMechanic критикував перший і єдиний на той момент механізм консенсусу Proof-of-Work (PoW), назвавши майнінг марнотратним. Замість цього він запропонував альтернативу у вигляді нового і більш ефективного алгоритму Proof-of-Stake (PoS), який сьогодні є основою для багатьох сучасних блокчейнів.

У цій статті ми розглянемо, чому Proof-of-Stake є таким ефективним і як він працює. Наприкінці ви знайдете список монет, що працюють на PoS, і пояснення, чому вони так популярні серед криптоспільноти.

Як працює алгоритм PoS?

Proof-of-Stake (PoS) — один із найпопулярніших механізмів консенсусу в криптовалюті, де валідатори підтверджують транзакції та підтримують стабільність мережі без необхідності в величезних обчислювальних потужностях. Механізм PoS використовує випадковий процес для вибору наступного валідатора блоку на основі комбінації факторів, таких як вік стекингу, випадковість і багатство вузла (кількість токенів, що заблоковані). Згідно з оригінальною концепцією PoS, контроль над блокчейном розподіляється серед учасників пропорційно до кількості монет, якими вони володіють. Користувачі стають валідаторами, блокуючи певну кількість криптовалюти в мережі.

Процес створення нових блоків називається форджингом, а винагороди валідаторів зазвичай генеруються з комісій за транзакції. Користувачі, які хочуть брати участь у процесі форджингу, повинні заблокувати певну кількість токенів — стейкати свої монети — в мережі. Розмір стейку впливає на ймовірність того, що вузол буде вибраний для наступного валідатора: чим більша частка, тим вища ймовірність. Коли вузол форджить наступний блок, валідатори перевіряють транзакції і додають новий блок до блокчейну.

Щоб запобігти домінуванню найбагатших вузлів у процесі перевірки, мережі PoS часто впроваджують додаткові механізми, такі як випадковий вибір блоку і вибір за віком монет. Як винагорода, вибраний вузол отримує комісії за транзакції з перевіреного блоку.

Мета алгоритму Proof-of-Stake

Основною метою Proof-of-Stake є забезпечення безпеки мережі з високою енергоефективністю. Цей алгоритм відповідає на високі енергетичні витрати Proof-of-Work, пропонуючи більш надійну модель консенсусу. Замість конкурентної гонки для створення блоку, як у PoW, учасники PoS підтверджують свою зацікавленість у чесній роботі мережі за допомогою стекингу — «заморожуючи» частину своїх токенів. Будь-який користувач з мінімальною кількістю монет може стати валідатором або делегувати свої кошти в пул для стекингу. Це робить участь у підтримці мережі доступною для широкого кола користувачів і значно знижує бар'єр для входу, усуваючи потребу в дорогому обладнанні та дешевій електриці.

PoS проти PoW

Досить часто виникає суперечка про те, який механізм працює ефективніше: Proof-of-Work чи Proof-of-Stake? Щоб відповісти на це питання, ми підготували для вас таблицю порівняння з основними критеріями:

Proof-of-Work і Proof-of-Stake займають своє місце в екосистемі криптовалют, і важко сказати з упевненістю, який протокол консенсусу працює краще. PoW може бути розкритикований за високі викиди вуглецю під час майнінгу, але він довів свою надійність як алгоритм для забезпечення безпеки блокчейн-мереж.

З іншого боку, PoS є популярною альтернативою PoW, яка має чіткі переваги у вигляді високої швидкості транзакцій, більш «екологічного» підходу та значно нижчого бар'єра для входу. В той час як майнінг вимагає дорогого обладнання, яке не кожен користувач може собі дозволити, стекинг лише включає заморожування певної кількості монет у мережі.

Основна різниця між PoW і PoS полягає в тому, як кожен з них визначає, хто отримає право перевірити наступний блок транзакцій — і вибір між ними залежить від конкретних цілей і пріоритетів блокчейн-мережі.

Популярні криптовалюти PoS

Тепер ви знаєте, що кожна криптовалюта, яка працює на Proof-of-Stake, має свої власні правила та методи з найбільш ефективною комбінацією для валідаторів, таких як випадковий вибір блоку та вибір за віком монет. Також варто зазначити, що мережа може впровадити PoS як на ранніх етапах розробки, так і з початкового продажу токенів. У деяких випадках блокчейн спочатку працює на алгоритмі Proof-of-Work, а потім переходить до Proof-of-Stake, як це було з Ethereum.

Тепер давайте ближче подивимося на деякі криптовалюти на основі PoS:

• Ethereum (ETH): блокчейн спочатку працював на PoW (Ethash), але зіткнувся з серйозними обмеженнями у вигляді високих комісій та повільних швидкостей обробки транзакцій. Після переходу до Ethereum 2.0 і введення Proof-of-Stake мережа відмовилася від майнінгу на користь валідаторів. Тепер будь-який користувач може стати валідатором, ставивши 32 ETH. Завдяки PoS Ethereum знизив споживання енергії більш ніж на 99.95% і заклав основу для майбутніх оновлень, включаючи шардинг, що значно підвищить масштабованість.

• Cardano (ADA): використовує власний алгоритм Ouroboros, перший формально перевірений PoS механізм, розроблений на основі наукових досліджень. Система структурована на епохи та слоти, де валідатори вибираються для створення блоків у визначений час. Будь-який користувач може делегувати ADA в пул стекингу, отримуючи частину винагороди. Участь не вимагає блокування коштів — стекинг дозволяє тримати токени ліквідними. Cardano наголошує на сталому децентралізованому підході, широкій інклюзивності та математично правильній безпеці.

• Avalanche (AVAX): використовує власний варіант PoS у межах протоколу Avalanche Consensus, що характеризується високою швидкістю та паралельною обробкою. Валідатори беруть участь у прийнятті рішень через локальне підвибірковування, а не глобально, що дозволяє досягати консенсусу менш ніж за секунду. Щоб брати участь у стекингу, валідатор повинен ставити мінімум 2000 AVAX. Важлива відмінність полягає в тому, що валідатори не вибираються випадково, а беруть участь у перевірці всіх блоків, що знижує ймовірність атаки і підвищує стійкість до помилок.

• Algorand (ALGO): впроваджує модель Pure Proof-of-Stake (PPoS), в якій безпека та консенсус досягаються шляхом випадкового вибору комітету з усіх власників токенів ALGO. Навіть мінімальний баланс гаманця достатній для участі — алгоритм PPoS не вимагає блокування коштів. Завдяки легкому алгоритму, Algorand обробляє транзакції менш ніж за 5 секунд і гарантує миттєве завершення — блоки не можуть бути скасовані або переписані.

Сьогодні ми можемо побачити, що Proof-of-Stake став важливим етапом у розвитку блокчейн-технологій і пропонує енергоефективну та економічно обґрунтовану модель консенсусу. Він відкриває доступ до валідаторів для більш широкого кола учасників, знижуючи бар'єр для входу та підвищуючи децентралізацію. Сучасні мережі, такі як Ethereum, Cardano та Avalanche, вже демонструють потенціал PoS у масштабованості та безпеці. Тому, зважаючи на ці переваги, PoS все більше стає основою для майбутніх децентралізованих екосистем.

Чи була ця стаття корисною для вас? Напишіть про це в коментарях і залишайтеся з блогом Cryptomus, щоб збільшувати свої знання про криптовалюти!