Різниця між PoW та PoS (Proof of Stake vs Proof of Work)

Що таке Proof-of-Work?

Proof of Work (PoW) — це алгоритм консенсусу, що використовується в блокчейнах, де учасники (майнери) вирішують складні математичні задачі для підтвердження транзакцій та створення нових блоків. Це вимагає значної обчислювальної потужності, що забезпечує безпеку мережі, але потребує високих витрат на електроенергію.

Що таке Proof-of-Stake?

Proof of Stake (PoS) — це альтернативний алгоритм консенсусу, при якому замість обчислювальної потужності учасники (валідатори) блокують свої токени в мережі (стейкають), щоб підтвердити транзакції. Чим більше токенів заблоковано, тим вищий шанс стати валідатором і отримати винагороду. PoS вважається більш енергоефективним у порівнянні з PoW.

Чим відрізняється Proof of Work від Proof of Stake?

Головна PoW/PoS різниця полягає в тому, як мережі досягають консенсусу та підтверджують транзакції. У PoW учасники мережі (майнери) використовують обчислювальну потужність для розв’язання складних задач, що потребує значних енерговитрат. Майнери змагаються за право створити новий блок, і той, хто розв’яже задачу першим, отримує винагороду.

У PoS консенсус досягається через стейкінг — блокування криптовалюти валідаторами. Чим більше токенів заблоковано у валідатора, тим вищі його шанси підтвердити транзакцію та отримати винагороду. На відміну від PoW, PoS потребує менше енергії, оскільки нема потреби в складних обчисленнях, що робить його більш екологічно стійким.

Анонімні криптовалюти, такі як Monero і Zcash, здебільшого використовують PoW для забезпечення приватності та безпеки транзакцій. Альткоїни, що працюють на PoS, такі як Cardano і Solana, пропонують більш енергоефективні та масштабовані рішення у порівнянні з традиційними PoW-блокчейнами, що робить їх привабливими для розвитку нових децентралізованих додатків та сервісів.

Плюси та мінуси Proof of Work от Proof of Stake

Переваги Proof-of-Work

• Високий рівень безпеки: PoW вимагає значних обчислювальних ресурсів для перевірки транзакцій, що робить 51% атак та інших зловмисних дій надзвичайно складними та дорогими.
• Децентралізація: Будь-який учасник з відповідним обладнанням може стати майнером, що сприяє поширенню впливу і знижує ризик централізації мережі.
• Прозорість: Процес майнінгу PoW прозорий і зрозумілий – всі розрахунки відкриті для перевірки, що підвищує довіру до механізму консенсусу.

Мінуси Proof-of-Work

• Високі енерговитрати: Для роботи майнерів потрібні значні обчислювальні потужності, що призводить до величезного споживання енергії і негативно впливає на навколишнє середовище.
• Апаратне забезпечення та доступність: Для майнінгу PoW потрібне дороге спеціалізоване обладнання (ASIC), що робить участь в мережі менш доступною для звичайних користувачів і збільшує бар’єри для входу в неї.
• Низька швидкість транзакцій: різниця між біткоїном та ефіріумом полягає в тому, що останній перейшов з PoW на PoS, щоб розв’язувати проблеми масштабованості та енергоефективності. Мережі PoW, такі як біткоїн, можуть обробляти обмежену кількість транзакцій за одиницю часу, що впливає на масштабованість і затримку при високому попиті.

Переваги Proof-of-Stake

• Енергоефективність: PoS вимагає значно менше енергії в порівнянні з PoW, оскільки перевірка транзакцій не передбачає інтенсивних обчислювальних процесів. Це робить PoS більш екологічно стійким.
• Доступність участі: Будь-хто, хто володіє токенами, може брати участь в мережі на основі PoS без необхідності в дорогому обладнанні. Це знижує бар’єри для входу і робить участь більш демократичною.
• Висока швидкість транзакцій: Мережі PoS, як правило, обробляють транзакції швидше, оскільки вони не вимагають обчислювальної конкуренції, як в PoW, що збільшує масштабованість і покращує користувацький досвід.
• Менший ризик централізації порівняно з PoW: у PoS менший ризик централізації, оскільки участь не вимагає значних фінансових інвестицій в апаратне забезпечення. Натомість участь залежить від кількості токенів, що робить мережу більш інклюзивною.

Мінуси Proof-of-Stake

1. Ризик централізації: У PoS, чим більше токенів у користувача, тим більший його вплив на мережу. Це може призвести до концентрації влади у великих власників токенів, що ставить під загрозу децентралізацію.
2. Менша захищеність від атак 51%: Теоретично, зловмисник із великою кількістю токенів може контролювати більшу частину стейків і спробувати здійснити атаку на мережу, хоча це буде дорого й економічно невигідно.
3. Нерівність участі: Користувачі з великою кількістю токенів отримують перевагу при виборі валідаторів і нарахуванні нагород, що може сприяти посиленню нерівності серед учасників мережі.
4. Менша перевіряємість участі: У PoS нема потреби в складних обчисленнях, тому процес вибору валідаторів менш прозорий порівняно з PoW, що може знизити довіру до алгоритму в деяких користувачів.

Який алгоритм кращий: PoW vs PoS

Вибір між Proof of Work (PoW) і Proof of Stake (PoS) залежить від цілей і пріоритетів блокчейн-мережі. PoW забезпечує високу безпеку і децентралізацію, але вимагає значних енерговитрат і спеціального обладнання, що може уповільнювати транзакції і збільшувати бар’єри для участі. PoS, навпаки, енергоефективніший, швидший і доступніший для звичайних користувачів, але може сприяти централізації і має меншу захищеність від атак великими власниками токенів. Таким чином, PoS більше підходить для мереж, які прагнуть до масштабованості та зниження енерговитрат, тоді як PoW зберігає позиції в мережах, де безпека і децентралізація критично важливі.

Чи можливий перехід з PoW на PoS?

Перехід з Proof of Work (PoW) на Proof of Stake (PoS) можливий, і яскравим прикладом цього є Ethereum. У вересні 2022 року Ethereum успішно завершив такий перехід у рамках оновлення, відомого як The Merge. Перехід вимагає значних технічних змін у блокчейн-протоколі та ретельно спланованої міграції, щоб забезпечити стабільність мережі та безпеку даних. Основні причини для переходу включають підвищення енергоефективності, збільшення швидкості обробки транзакцій і зниження бар’єрів для участі. Однак це складний процес, який вимагає підтримки спільноти та чіткої дорожньої карти.

Висновок

Технологія блокчейн лежить в основі як PoW, так і PoS, надаючи децентралізовану і захищену мережу для підтвердження транзакцій, проте кожен із цих механізмів використовує різні підходи до забезпечення безпеки та консенсусу в системі. На відміну від Proof of Work, де обчислювальні потужності є ключовим елементом забезпечення безпеки мережі, Proof of Stake фокусується на економічному стимулі учасників. Обидва механізми консенсусу мають свої сильні та слабкі сторони, і їхній вибір залежить від цілей і завдань конкретного блокчейн-проєкту. У майбутньому можна очікувати подальшого розвитку гібридних моделей, які комбінують переваги обох систем.