Главная / Криптовалюты / ICO / Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другие

Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другие

Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другие

Читая комментарии к различных публикациям, часто встречаю вопросы, касающиеся POS-майнинга, мастернод и других альтернативных способов получения криптомонет. Значит, пришло время внести ясность в этот вопрос.

Введение

В блокчейне подавляющего большинства криптовалют существует два вида записей – записи о транзакциях и записи о сгенерированных блоках. Они имеют разную природу возникновения, но сохраняются в децентрализованной базе данных.

При этом создать запись о транзакции может любой пользователь сети, владеющий корректным ключом – это довольно просто. А вот внести данные о новом сгенерированном блоке значительно сложнее. Для этого требуется, чтобы все участники сети пришли к договорённости или, другими словами, к консенсусу. Только так можно избежать случайных злоупотреблений или преднамеренных атак на сеть.

В качестве простого и понятного примера можно упомянуть криптографический мессенджер Bitmessage, каждая отправка сообщения в котором занимает несколько минут, в течение которых выполняется вычислительная работа (фактически речь идет о майнинге на процессоре). Спам-рассылки в такой сети малоэффективна и требует больших вычислительных мощностей. Мессенджер Bitmessage интересен ещё тем, что впервые вышел в 2012 году, когда про ICO ещё никто не слышал, но это не мешало талантливым разработчикам реализовывать отличные идеи на базе блокчейна.

Перейдем к рассмотрению различных механизмов приходу к консенсусу.

Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другие

Proof-of-Work (PoW)

Proof-of-Work традиционно переводится с английского как «Доказательство работы». То есть для выполнения действия необходимо совершить определенную работу. Она должна быть гарантированно выполнимой, но требующей определенных временных затрат. Именно этот алгоритм был реализован в упомянутом выше мессенджерe Bitmessage.

Сама идея Proof-of-Work была сформулирована в 1993 году, но своё название получила только в 1999, а до всемирного распространения технологии пришлось ждать появления Сатоши Накамото. Понимая, что вычислительные мощности, задействованные для майнинга, будут постоянно меняться, Сатоши реализовал пересчёт сложности решаемой задачи в зависимости от текущей мощности сети. Это позволило гарантировать, что монеты не будут добыты раньше задуманного срока. При этом решивший задачу майнер инициирует генерацию нового блока, получая при этом вознаграждение за блок (в настоящее время это 12,5 BTC) и все комиссионные отчисления за транзакции, включенные в этот блок.

Для того чтобы получать больше монет, необходимо увеличивать вычислительную мощность своего оборудования – возникает гонка. Если во времена Сатоши для майнинга биткоина достаточно было обычного процессора, то сейчас для этого необходимо объединяться в пулы или возводить огромные майнинг-фермы. Из этого вытекает первый недостаток POW – постоянное увеличение вычислительных мощностей майнеров по всему миру, оборудование быстро устаревает, мировое энергопотребление растет, при этом результаты используются только внутри блокчейна, не принося никакой другой пользы.

Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другие

Второй недостаток – уязвимость POW к атаке 51%. Принято считать, что такие атаки носят чисто теоретический характер. Однако, автор статьи привлекался к служебному расследованию, в ходе которого было установлено, что сотрудник одной крупной российской промышленной организации получил несанкционированный доступ к вычислительным мощностям предприятия и на несколько часов перевел их на добычу одной малопопулярной криптомонеты, что позволило ему успешно проэксплуатировать данную уязвимость, перевести на свой кошелек огромное количество монет, оперативно ввести их на биржу, обменять их на топовые криптовалюты, отправить полученные активы на другую биржу и уже оттуда обналичить их.

Proof-of-Stake (PoS)

Proof-of-Stake – доказательство доли владения. Второй по популярности алгоритм достижения консенсуса. Идея была предложена в 2011, а первая реализация – монета Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другиеPeerCoin 2012 года. Генерация нового блока может быть выполнена узлом сети (нодой), имеющим монеты в своем кошельке. При этом чем больше монет на счету, тем больше вероятность генерации нового блока. То есть пользователь с 10% всех монет будет генерировать новые блоки с вероятностью в среднем 10%.

Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другие

Часто POS применяется в криптовалютах, генерация которых была произведена в полном объёме на начальном этапе. Новый блок при этом приносит нашедшему прибыль в виде комиссии за транзакции. Часто применяются различные модификации этого алгоритма. Можно упомянуть следующие:

  • Leased Proof of Stake (LPoS) – арендованное доказательство доли владения. Это некий аналог пула, когда участники с небольшим количеством монет сдают их в аренду крупным. За это они получают свою долю вознаграждения, получить которую иным способом шансов у них практически не было.
  • Delegated Proof of Stake (DPoS) – делегированное доказательство доли владения. Ещё более сложный алгоритм, новые блоки генерируются теми нодами, которые были выбраны для этого всеми участниками сети. Эти же ноды принимают решения о внесении изменений в архитектуру криптовалюты. Сплошная демократия.

Алгоритм PoS лишен недостатков алгоритма POW: не нужны вычисления, а значит, нет расходов электроэнергии и гонки вычислительных мощностей. Атака 51% тоже наибольший урон нанесет именно злоумышленнику – покупка такого большого количества криптовалюты приведет к росту её стоимости и потребует больших финансовых затрат, а реализация атаки сделает главным пострадавшим атакующего, потому что именно он является держателем большей части монет.

Добыча криптовалюты с алгоритмом консенсуса PoS носит название форджинг. Заключается в создании ноды – отдельного компьютера, который постоянно подключен к Интернету и на котором запущен кошелек с минимально необходимым количеством монет. Стоимость такого компьютера минимальна, порядка 50-100 долларов. Но на счету должно быть большое количество монет, общая стоимость которых может быть весьма велика.

Например, для запуска ноды Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другиеDASH требуется 1000 монет, что по текущему курсу более миллиона долларов. Для Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другиеMonaco или Ark ситуация тоже выглядит неутешительно. Тем не менее создание мастерноды может принести огромную прибыль, если вы обратите своё внимание на мало популярные монеты, стоимость которых крайне мала. В случае роста вы не только будете обладателем большого их числа на своей мастерноде, но и будете получать регулярные выплаты. В будущих статьях мы попробуем это сделать.

Криптовалюта Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другиеNEO очень похожа на POS майнинг, однако это сходство только с точки зрения пользователей. Потому что за хранение на кошельке криптовалюты NEO начисляется совсем другая валюта – Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другиеGAS.
Важная информация:
NEO vs Ethereum или почему NEO должна стать самой сильной криптовалютой в 2018 году

Недостатки у POS тоже есть. Во-первых, большая часть монет не используется для совершения покупок. Стоит потратить хотя бы одну монету DASH из тысячи, и мастернода перестанет приносить прибыль. Кроме того, если PoW наносит ущерб окружающей среде, потребляя всё больше электроэнергии, то PoS способствует финансовому расслоению общества. Богатые становятся всё богаче – получивший, например, 10% монет сразу после запуска и в дальнейшем будет получать 10% всех вновь добываемых.

Список алгоритмов консенсуса не ограничивается POW и POS. Дальнейшее развитие пошло по двум направлениям:

  • комбинация двух алгоритмов тем или иным способом. Например, PoS для создания новых блоков и PoW для подтверждения транзакций. Или наоборот.
  • усложнение PoS для устранения его недостатков. Далее я расскажу про несколько таких алгоритмов.

Proof-of-Importance (PoI)

Доказательство важности. Алгоритм очень похож на PoS, но при генерации блока имеет значение сразу несколько критериев:

  • количество монет на счету мастерноды;
  • количество совершенных мастернодой транзакций;
  • время нахождения мастерноды в сети.

Чем меньше монет на счету, тем больше влияние количества транзакций и времени нахождения мастерноды онлайн. Такой алгоритм применён, например, в криптовалюте NEM.

Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другие

Proof-of-Authority (PoA)

Доказательство полномочий. Сгенерировать новый блок могут только те узлы, которые изначально имеют на это полномочия. Данный алгоритм находит своё применение в корпоративных и регулируемых монетах. О децентрализованности говорить не приходится, зато все блоки под контролем разработчика. Именно Proof-of-Authority можно ожидать в различных государственных криптовалютах.

Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другие

Proof-of-Capacity (PoC)

Подтверждение ёмкости. Для генерации нового блока и получения вознаграждения майнеры должны выделять место на жёстком диске. Чем больше места, тем больше «вычислительная мощность». Энергопотребление низкое, но для ощутимой прибыли требуется выделять сотни и тысячи терабайт.

Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другие

Выводы

Исторически первым алгоритмом консенсуса стал PoW, который сейчас применяется не только в Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другиеBitcoin, но и в большей части криптовалют из Топ-10 по капитализации. А значит, именно этот алгоритм на данный момент наиболее распространён. Тем не менее, его преемник PoS уже отвоёвывает свою долю рынка. В скором времени ожидается переход криптовалюты Что такое алгоритмы консенсуса, Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и другиеEthereum на алгоритм PoS.

Наиболее перспективными в настоящее время выглядят гибридные алгоритмы, которые либо совмещают в себе и PoS, и PoW одновременно, либо являются развитием и существенной доработкой одного из них (чаще PoS).

О нас earnearnings

Смотрите также

Мадуро уже не остановить! Объявлен выпуск еще одного национального токена — Petro Gold

Совсем недавно правительство Венесуэлы официально объявило о начале пресэйла обеспеченной нефтью национальной криптовалюты Petro. И ...