Proof-of-Stake и Proof-of-Work – это алгоритмы консенсуса в сфере криптовалют, главная задача которых – защита и безопасность децентрализованных систем. Алгоритмы отличаются по своей структуре и методу защиты, как именно – попробуем разобраться.

Особенности Proof-of-Work

Дословный перевод этого термина – «доказательство работы». Механизм PoW обеспечивает защиту от спамерских или DoS-атак, он основывается на таких принципах:

  • необходимость решить POW-задачу, которая требует наличия технической возможности;
  • возможность легко и оперативно проконтролировать результат решения.

POW-задача ориентирована исключительно на возможности компьютера, она не предназначена для человека. При этом проверка ее выполнения гораздо менее трудоемка, нежели сам процесс выполнения.

Идея алгоритма PoW принадлежит Синтии Дворк и Мони Наору, которые описали ее в совместной работе в 1993 году. Тогда они не применяли термин Proof-of-Work, но зато ясно очертили его задумку: для доступа к определенному ресурсу потребуется вычислить некую функцию с достаточной сложностью, что и обезопасит сеть от злоупотребления, ведь не каждому это под силу.

В 1997 году о подобной схеме защиты от спама говорил Адам Бэк в своем проекте Hashcash. Но термин «Proof-of-Work» вошел в оборот несколько позже, в 1999 году.

Как механизмы Proof-of-Work перенесли на криптовалютную канву? Достаточно просто. В биткоин-сети, в том виде, в каком ее хотел представить Сатоши Накамото, алгоритм POW – это способ достижения согласия – консенсуса сети в том, какую версию блокчейна признавать верной. То есть, механизм Proof-of-Work обеспечивает способность ноды (узла сети) проверить, что майнер действительно выполнил необходимые расчеты, и что у него была техническая возможность сделать это. Имитировать производительность компьютера невозможно, что и должно обезопасить сеть от спам-атак посредством реализации механизма PoW.

«Сложность» вычислительной сложности

Сложность сети всегда соответствует определенному уровню, чтобы действительно оказываться «сложной», но разрешимой с учетом определенных временных ограничений (в сети биткоин блок формируется каждые 10 минут). У узлов всегда есть возможность удостовериться в том, что майнер разрешил задачу, найдя требуемое значение хеша, и процесс этой проверки прост и быстр, в отличие от процесса нахождения блока, который трудозатратен и непредсказуем: невозможно предугадать, какой майнер или пул первыми доберутся до блока.

Для образования связной цепи каждый блок должен содержать хеш впередистоящего блока. Чтобы все так и было, необходимо найти все предыдущие блоки, и именно сложность этого «поиска» защищает блокчейн от двойных трат и прочих мошеннических схем.

Кстати, алгоритм Proof-of-Work оказал существенное влияние на процесс майнинга. Он стимулировал разработку специального оборудования, лучше справляющегося с задачей хеширования блоков, требующей немалой производительности и вычислительной способности. Но и здесь не обошлось без ложки дегтя: начался процесс поиска дешевого электричества, чтобы «питать» майнинговое оборудование, пожирающее его в огромных количествах. Алгоритм Proof-of-Work очень ресурсоемкий, поэтому ему стали подыскивать альтернативу, коей стал механизм Proof-of-Stake.

Посмотреть текущую сложность можно тут:

 

Так же сложность выражается в количестве нулей в начале хеша блока, посмотреть можно тут:

Особенности Proof-of-Stake

Proof-of-Stake, как альтернативный механизм консенсуса, был впервые апробирован в 2012 году на крипте PPCoin (нынешнее название PeerCoin). Переводится термин, как «доказательство части/доли» и его смысл в том, что здесь в качестве ресурса выступает не мощность вашего «железа», как в предыдущем алгоритме, а «доля» – количество средств на счете.

Механизм PoS реализуется следующим образом: сложность между нодами, пытающимися хешировать данные, распределяется в соответствии с их балансами, и больше шансов у того, у кого, грубо говоря, больше денег. Алгоритм достаточно привлекателен, потому что не выдвигает требований к вычислительным возможностям, а значит, экономичен с точки зрения энерготрат.

Proof-of-Stake: «за» и «против»

Аргументы в пользу алгоритма PoS, как правило, выглядят следующим образом:

  • для организации атаки на сеть потребуется немало средств, что делает ее экономически не выгодной;
  • накопление большого количества токенов грозит атакой самому накапливающему, что должно отбить стремление к чрезмерному накопительству.

Недостатки, а точнее потенциальные опасности, связанные с внедрением алгоритма PoS – это дополнительный стимул к скоплению цифрового капитала, если не в одних руках, то в руках группы людей, способных в дальнейшем устанавливать правила игры.

Proof-of-Work vs Proof-of-Stake

Прения относительно целесообразности алгоритмов PoW и PoS длятся уже достаточно длительное время. Многие поддерживают алгоритм «доказательство работы», другие высказываются в пользу гибридной схемы, когда до определенного этапа происходит классический майнинг по схеме PoW, а после эмиссии «подключается» механизм PoS.

В традиционном представлении, алгоритм PoW видится более надежным, а PoS – более легким с точки реализации.