“Proof of work” Vs “Proof of stake”

ΑρχικήΚρυπτοπαιδεία"Proof of work" Vs "Proof of stake"

Μοιραστείτε το

Το Proof of Work (PoW) και το Proof of Stake (PoS) είναι δύο διαφορετικοί μηχανισμοί συναίνεσης που χρησιμοποιούνται για την επικύρωση και την ασφάλεια των συναλλαγών σε ένα δίκτυο blockchain.

Εισαγωγή

Η απόδειξη εργασίας (Proof of work – PoW) και η απόδειξη συμμετοχής (Proof of stake – PoS) είναι και οι δύο αλγόριθμοι, οι οποίοι χρησιμοποιούνται για τη διατήρηση της ασφάλειας του blockchain.

Κρυπτονομίσματα, όπως για παράδειγμα το Bitcoin και το Ethereum, χρησιμοποιούν την τεχνολογία Κατανεμημένου Καθολικού. Η αποκεντρωμένη βάση δεδομένων που διαχειρίζονται πολλοί συμμετέχοντες, είναι γνωστή ως Τεχνολογία Κατανεμημένου Καθολικού (Distributed Ledger Technology -DLT). Tο Blockchain, είναι η πιο γνωστή εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας.

Παρόλο που δεν υπάρχει κάποια ρυθμιστική αρχή η οποία να επιβλέπει τις συναλλαγές, και παρά τα αποκεντρωμένα χαρακτηριστικά τους, τα δίκτυα εξακολουθούν να χρειάζονται ένα σύστημα για να διασφαλίζεται ότι λειτουργούν σωστά, και ότι παραμένουν αξιόπιστα. Τα δίκτυα κρυπτονομισμάτων, διατηρούν την ασφάλεια και επιβεβαιώνουν τις συναλλαγές χρησιμοποιώντας μηχανισμούς συναίνεσης, όπως η απόδειξη εργασίας ή η απόδειξη συμμετοχής.

Κάθε ένας από αυτούς τους μηχανισμός συναίνεσης, απαιτεί πολλούς συμμετέχοντες στο δίκτυο για να επικυρώνουν τις συναλλαγές. Η απόδειξη εργασίας και η απόδειξη συμμετοχής, είναι οι δύο κύριοι μηχανισμοί συναίνεσης, που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος από την αποκεντρωμένη χρηματοδότηση (DeFi), για την κρυπτογραφική επίτευξη συναίνεσης στα δίκτυα κρυπτονομισμάτων.

Η συναίνεση διασφαλίζει ότι όλοι οι συμμετέχοντες μοιράζονται ένα πανομοιότυπο αντίγραφο του καθολικού. Αυτό γίνεται εφικτό, με τη θέσπιση κάποιων κανόνων. Αυτοί οι κανόνες διέπουν τον τρόπο με τον οποίο οι κόμβοι ενός blockchain, καθορίζουν την εγκυρότητα των συναλλαγών, και των μπλοκ στο δίκτυο.

Proof of Work (PoW)

Το PoW δηλαδή η απόδειξη εργασίας είναι ο αρχικός αλγόριθμος συναίνεσης σε δίκτυα Blockchain, όπου οι χρήστες στέλνουν ένα ψηφιακό token ο ένας στον άλλον, επαληθεύουν τις συναλλαγές, και δημιουργούν νέα μπλοκ στην αλυσίδα.

Σε αυτόν τον αλγόριθμο, συμμετέχουν όλοι οι εξορύκτες (miners) ή οι επικυρωτές (validators), με σκοπό να επικυρώσουν και να επιβεβαιώσουν προσεκτικά τις συναλλαγές στο δίκτυο, για να ανταμειφθούν ( Sheikh et all, 2018). Αυτή η διαδικασία ονομάζεται εξόρυξη. Οι εξορύκτες ουσιαστικά, διαγωνίζονται για να λύσουν ένα κρυπτογραφικό πρόβλημα, βρίσκοντας έναν έγκυρο κατακερματισμό (nonce), ο οποίος πληροί τα κριτήρια πρωτοκόλλου του συστήματος.

Στη συνέχεια, οι επιτυχώς επαληθευμένες συναλλαγές, αποθηκεύονται στο νέο μπλοκ. Οποιοσδήποτε εξορύκτης λύνει το πρόβλημα πρώτος, έχει την εξουσία να προσαρτήσει τα νέα δεδομένα (μπλοκ), στο υπάρχον blockchain. Το Proof of Work (PoW), χρησιμοποιείται προκειμένου να  αποτραπούν επιπόλαιες ή κακόβουλες χρήσεις υπολογιστικής ισχύος.

Η απόδειξη της εργασίας απαιτεί υπολογιστές υψηλής ισχύος που αγωνίζονται για την επίλυση σύνθετων μαθηματικών εξισώσεων. Επίσης, αποτελεί τη βάση και για πολλά άλλα κρυπτονομίσματα, επιτρέποντας την ασφαλή, αποκεντρωμένη συναίνεση, καθώς ο πρωταρχικός του σκοπός είναι να διατηρήσει την ακεραιότητα και την ασφάλεια του δικτύου των κρυπτονομισμάτων.

Στις 13 Οκτωβρίου 2008, όταν ο Satoshi Nakamoto δημοσίευσε τη λευκή βίβλο του Bitcoin, κατέστησε σαφές το γεγονός ότι το Proof-of-Work παίζει εξέχοντα ρόλο στην επιτυχία του Bitcoin. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα της απόδειξης εργασίας είναι ότι, τα κρυπτονομίσματα που βασίζονται σε PoW, έχουν μεγαλύτερη ισχύ εξόρυξης και είναι πιο ασφαλή.

Το μειονέκτημα της απόδειξης εργασίας είναι η μεγάλη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Ο περιβαλλοντικός αντίκτυπος της εξόρυξης κρυπτονομισμάτων, είχε προσελκύσει περισσότερο ενδιαφέρον καθώς και έλεγχο τον περασμένο χρόνο, αφού περισσότεροι ενδιαφερόμενοι έχουν προσελκύσει τον κλάδο.

Ένα άλλο σημαντικό μειονέκτημα της απόδειξης εργασίας, είναι οι χαμηλές ταχύτητες του δικτύου, όσον αφορά τον ρυθμό με τον οποίο διεκπεραιώνονται οι συναλλαγές.

Ένα άλλο πρόβλημα που εγείρουν ορισμένοι είναι ότι, λόγω του ανταγωνισμού μεταξύ των miners για ανταμοιβές, ένας μικρός αριθμός ομάδων εξόρυξης, ελέγχει το blockchain.

Proof Of Work και Bitcoin

Όταν εφευρέθηκε το Bitcoin, ο Satoshi Nakamoto εφάρμοσε το Proof-of-Work στο Bitcoin. Για να μπορέσει ένας εξορύκτης να προσθέσει ένα μπλοκ στο blockchain, θα πρέπει να δημιουργήσει έναν κατακερματισμό, ο οποίος εμπίπτει στο εύρος, όπως ακριβώς συμβαίνει με το Hashcash.

Τι είναι τώρα το Hashcash; Αναφέρετε σε μια απόδειξη Εργασίας (PoW), που χρησιμοποιήθηκε για την ελαχιστοποίηση των επιθέσεων ανεπιθύμητης αλληλογραφίας και άρνησης υπηρεσίας (γνωστή ως DoS o DDoS). Αυτή η τεχνολογία κέρδισε μεγάλη δημοτικότητα χάρη στην εφαρμογή της στο Bitcoin, και σε πολλά άλλα κρυπτονομίσματα.

Με πιο απλά λόγια χρησιμοποιείται για τη δημιουργία σφραγίδων για επισύναψη στην αλληλογραφία. Αυτό γίνεται, για να προσθέσει ένα μικρό κόστος στην αποστολή αλληλογραφίας για να αποτρέψει τα ανεπιθύμητα μηνύματα.

Πώς λειτουργεί το Hashcash; Το Hashcash κατακερματίζει επανειλημμένα τα ίδια δεδομένα ξανά και ξανά, με μικρές παραλλαγές κάθε φορά, μέχρι να βρεθεί ένας κατακερματισμός με έναν καθορισμένο αριθμό μηδενικών bits. Βασικά, ο επεξεργαστής θα δοκιμάσει συνδυασμούς σύμφωνα με ορισμένα κριτήρια, μέχρι να βρει τη σωστή απάντηση.

Πού χρησιμοποιούμε το Hashcash; Χρησιμοποιείται για την προστασία των συνδέσεων, καθώς και για συστήματα αρχείων υπολογιστή.

Η απόδειξη εργασίας εξυπηρετεί το bitcoin γιατί, ανάλογα με το Hashcash και το ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, το PoW επιβάλλει ένα κόστος για την παραγωγή μπλοκ, αποτρέποντας επιθέσεις ανεπιθύμητης αλληλογραφίας και DoS. Επιπλέον, επιβάλλει κόστος στη δημιουργία νέου bitcoin, καθιστώντας το σπάνιο και ενθαρρύνοντας την αποκέντρωση στη βιομηχανία εξόρυξης.

Επίσης, χρησιμεύει ως αντικειμενικός τρόπος για τα αποκεντρωμένα μέρη να συμφωνήσουν ποια έκδοση του blockchain είναι έγκυρη.

Proof of Stake (PoS)

Πρωτόκολλα, όπως το Proof-of-Stake (PoS) αναπτύχθηκαν ως εναλλακτικές λύσεις εξοικονόμησης ενέργειας έναντι του PoW. Αντί για την υπολογιστική ισχύ που ισχύει στο PoW ,οι επικυρωτές επιλέγονται με βάση τα μερίδια τους, δηλαδή τις συνεισφορές τους στο δίκτυο blockchain. Ιδιαίτερα σε μηχανισμούς συναίνεσης PoS, το «ποντάρισμα» ενός κόμβου είναι ο αριθμός των ψηφιακών μάρκων, π.χ. νομίσματα σε κρυπτονομίσματα, που κατέχει ή καταθέτει.

Το γεγονός ότι, δεν υπάρχει μία ενιαία αρχή η οποία να ρυθμίζει την εγκυρότητα των συναλλαγών στην αλυσίδα, θα πρέπει να υπάρχει μία προσέγγιση η οποία να βοηθάει στην επίτευξη συναίνεσης και εγκυρότητας των συναλλαγών. Με την απόδειξη συμμετοχής, οι υπεύθυνοι επικύρωσης του δικτύου, πρέπει να παράσχουν ασφάλεια κρυπτογράφησης για να μπορούν να συμμετάσχουν.

Οι αλυσίδες μπλοκ με μηχανισμό συναίνεσης (PoS), απαιτούν από τους κόμβους τους να «ποντάρουν» ή να «κλειδώνουν» το κρυπτονόμισμα για μια καθορισμένη περίοδο. Σε αντάλλαγμα, έχουν την ευκαιρία να επικυρώσουν νέες συναλλαγές και να κερδίσουν μια ανταμοιβή (Nguyen- et all,2018).

Τα κρυπτονομίσματα Solana, Terra και Cardano είναι από τα μεγαλύτερα κρυπτονομίσματα που χρησιμοποιούν την απόδειξη συμμετοχής. Επίσης η πλατφόρμα blockchain του Ethereum, ολοκλήρωσε την συγχώνευση καθώς το κρυπτονόμισμα έκανε την μετάβαση του στον μηχανισμό Proof-of-Stake (PoS), για την επαλήθευση των συναλλαγών στο blockchain, τον Σεπτέμβριο του 2022.

Εκτός από το πλεονέκτημα της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, οι μηχανισμοί PoS έχουν μεγαλύτερη ταχύτητα επιβεβαίωσης συναλλαγών, από αυτόν των μηχανισμών PoW.

Επιπλέον, τα συστήματα που βασίζονται σε PoS, μπορούν να επεκταθούν καλύτερα από τα συστήματα που βασίζονται σε PoW και οι συναλλαγές εγκρίνονται πολύ πιο γρήγορα. Σε ένα δίκτυο blockchain, η επιβεβαίωση μιας συναλλαγής εξαρτάται από δύο βασικούς παράγοντες, δηλαδή την απόδοση της συναλλαγής και τον χρόνο επιβεβαίωσης ενός μπλοκ.

Ένα επίσης πλεονέκτημα της απόδειξης συμμετοχής, είναι ότι δεν χρειάζεται ακριβό υλικό για επεξεργασία. Οι συναλλαγές είναι πιο γρήγορες και σχετικά φθηνές.

Το σημαντικό μειονέκτημα της απόδειξης συμμετοχής είναι ότι έχει ζητήματα διακυβέρνησης, που σημαίνει ότι οι χρήστες με περισσότερα διακριτικά μπορούν να αλλάξουν τους κανόνες του δικτύου.

Proof of Work Vs Proof of Stake

  • Κατανάλωση ενέργειας: Η απόδειξη εργασίας έχει υψηλή κατανάλωση ενέργειας και ειδικότερα ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ η απόδειξη συμμετοχής έχει χαμηλότερα ποσοστά κατανάλωσης ενέργειας.

  • Ασφάλεια: ‘Όσον αφορά την ασφάλεια, η απόδειξη εργασίας προσφέρει υψηλή ασφάλεια, καθώς οι εξορύκτες πρέπει να σπάσουν τις λειτουργίες κατακερματισμού για να δημιουργήσουν ή να επικυρώσουν το νέο μπλοκ.

  • Χρόνος επικύρωσης συναλλαγών: Στην περίπτωση του χρόνου, στην απόδειξη συμμετοχής οι χρόνοι επικύρωσης των συναλλαγών είναι πιο γρήγοροι. Στην απόδειξη εργασίας λόγω του μεγάλου όγκου, οι ταχύτητες είναι χαμηλότερες με αποτέλεσμα να χρειάζεται περισσότερος χρόνος επιβεβαίωσης ενός μπλοκ.

  • Αποδοτικότητα κόστους: Η απόδειξη συμμετοχής (PoS), αναπτύχθηκε ως απάντηση στο υψηλό υπολογιστικό κόστος των πρωτοκόλλων της απόδειξης εργασίας (PoW).

References:

  • Sheikh, H., Azmathullah, R. M., & Rizwan, F. (2018). Proof-of-Work Vs Proof-of-Stake: A Comparative Analysis and an Approach to Blockchain Consensus Mechanism. International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET), 6(XII), 786–791.
  • Nguyen, C. T., Hoang, D. T., Nguyen, D. N., Niyato, D., Nguyen, H. T., & Dutkiewicz, E. (2019). Proof-of-stake consensus mechanisms for future Blockchain Networks: Fundamentals, applications and opportunities. IEEE Access, 7, 85727–85745. https://doi.org/10.1109/access.2019.2925010

ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

To Bitcoin εκτόξευσε τη μετοχή της MicroStrategy κατά 300% το 2023

Κέρδη της τάξης του 337% σημείωσε το 2023 η...

Ποια κρυπτονομίσματα θα ήταν καλή ιδέα να προσθέσετε στη λίστα σας για τα Χριστούγεννα;

Τις τελευταίες εβδομάδες, η συνολική αγορά κρυπτονομισμάτων έχει σημειώσει...

Έρχεται άνοδος για Bitcoin, χρυσό και ασήμι

Όταν η Fed θα κάνει τη στροφή στη νομισματική...

Η “ανατομία” 5 κρυπτονομισμάτων: Να αγοράσετε, να πουλήσετε ή να κρατήσετε;

Κρύο-ζέστη οι τελευταίες ημέρες για την αγορά κρυπτονομισμάτων. Το μεγαλύτερο...

Γιατί η SEC μήνυσε το ανταλλακτήριο Kraken

Παρά την κριτική που έρχεται από την κοινότητα των...

Μπορεί η BlackRock να «εκτοξεύσει» τα κρυπτονομίσματα;

Οι νέες - ξανά - πληροφορίες ότι ο επενδυτικός...