Proof-of-work против Proof-of-Stake: Что лучше?

2023-01-16, 08:06

[//]:content-type-MARKDOWN-DONOT-DELETE
<center>![](https://gimg2.gateimg.com/blog/165042832718348369crypto101_web.jpg)</center>

## Коротко
🔹 Наиболее популярными механизмами консенсуса на блокчейне являются механизмы proof-of-work и proof-of-stake.

🔹 С помощью механизма консенсуса proof-of-work валидаторы должны решать сложные математические задачи для проверки транзакций.

🔹 Механизм  Proof-of-Stake требует, чтобы валидаторы стейкали минимальное количество своих собственных криптовалют.

🔹 Очень трудно сказать, что лучше, механизм консенсуса proof-of-stake или proof-of-work, поскольку у обоих есть свои плюсы и минусы.

## Введение
В традиционном финансовом секторе банки и другие финансовые учреждения вручную регистрируют все транзакции. В большинстве случаев они используют программные средства для сбора необходимых им данных.

Однако на блокчейне компьютеризированные системы проверяют и записывают все транзакции. Две основные системы для проверки и записи транзакций, которые происходят в блокчейне, — это системы консенсуса proof-of-work и proof-of-stake.

Механизм консенсуса proof-of-work (PoW) использует вычислительные мощности для решения сложных криптографических уравнений для проверки всех транзакций. Процесс решения сложных математических задач с целью проверки транзакций называется крипто-майнингом и приводит к производству новых монет или токенов.

Майнеры, успешно решающие математические задачи, получают вознаграждение в виде собственного токена или монеты блокчейна. Например, майнеры на блокчейне Биткоина получают свое вознаграждение в виде BTC.

Напротив, механизм консенсуса proof-of-stake (PoS) использует валидаторов, которые хранят большое количество токенов и стейкают их для проверки всех транзакций. Например, блокчейн Ethereum использует механизм консенсуса proof-of-stake, который требует, чтобы валидаторы стейкали свои ETH. По сути, крипто-стейкинг — это процесс залога или блокировки криптовалюты, чтобы гарантировать запись точной информации в блокчейн. Взамен валидаторы получают вознаграждение в виде собственного токена или монеты блокчейна.

## Понимание механизма консенсуса
Успешные блокчейны полагаются на безопасные и надежные механизмы консенсуса. По сути, механизм консенсуса — это средство, с помощью которого в блокчейне, таком как Ethereum и [Bitcoin](https://www.gate.io/trade/BTC_USDT), устанавливается единая истина. Стороны, которым доверена проверка транзакций, соглашаются с тем, что данные верны, и записывают их в блокчейн.

## Что такое механизм консенсуса Proof-of-work?
Механизмы консенсуса proof-of-work, принятые Биткоином, обеспечивают безопасность криптовалют на миллиарды долларов. Как указывалось ранее, этот метод предполагает решение сложных математических задач в качестве средства проверки транзакций, которые происходят в блокчейне.

Компьютеры или узлы, которые решают математические головоломки, называются майнерами. Также механизмы консенсуса Proof-of-work включают алгоритмы, разработанные для проверки транзакций и добавления их в блокчейн.

<center>![](https://gimg2.gateimg.com/image/article/1673855204111.png)
Механизм консенсуса Proof-of-work  - Raincom</center>

Майнер, который решает проблему, добавляет новый блок в сеть и получает за это вознаграждение. Важно отметить, что майнинг установки — это специализированные машины с огромными вычислительными мощностями. В настоящее время специализированные интегральные схемы (ASIC) являются лучшими майнерами в этом секторе. Дело в том, что мы не можем добывать криптовалюты, используя наши обычные компьютерные системы.

Процесс решения криптографических головоломок потребляет много электроэнергии, вычислительных мощностей и занимает много времени. Это также включает в себя другие расходы, связанные с общей инфраструктурой, системами охлаждения и рабочей силой. Кроме того, существует острая конкуренция за решение математических задач.

Из-за трудностей и расходов, связанных с крипто-майнингом, блокчейны вознаграждают майнеров криптовалютой на тысячи долларов. Например, за добавление одного блока в сеть Биткоин инвестор получает 6,25 BTC.

## Proof-of-work плюсы и минусы

<center>![](https://gimg2.gateimg.com/image/article/1673855515222.png)</center>

## Что такое proof-of-stake (PoS)?
Proof-of-stake является вторым по популярности механизмом консенсуса. По сути, PoS был создан для преодоления основных ограничений механизма Proof-of-work. Ключевыми недостатками PoW являются низкая скорость транзакций и ограниченная масштабируемость.

Чтобы инвестор стал сетевым валидатором, он/она должны застейкать требуемую минимальную сумму криптовалюты, которая служит гарантией от нечестного поведения. Если валидатор одобрит неправильную транзакцию, блокчейн сожжет его / ее застейканную криптовалюту.

Сеть случайным образом выбирает валидатор для транзакции на основе суммы застейканной криптовалюты. Он также учитывает период, в течение которого были поставлены токены.

Инвесторы, у которых нет необходимой минимальной суммы, могут присоединиться к пулам стейкинга, где они совместно участвуют в процессе подтверждения транзакции. Polkadot, Cardano и Ethereum являются примерами блокчейнов, которые используют механизм консенсуса proof-of-stake.

## Ethereum proof-of-stake
Блокчейн ethereum — это одна из сетей, использующая механизм консенсуса proof-of-stake. Чтобы кто-то стал валидатором, он/она должен застейкать не менее 32 ETH. У валидатора также должны быть три программы, которые поддерживают процесс валидации. Это валидатор, клиент консенсуса и клиент исполнения.

Кстати, долгое время блокчейн Ethereum использовал механизм консенсуса proof-of-work, пока в сентябре 2022 года не перешел на proof-of-stake. Основной причиной этого обновления было снижение энергопотребления блокчейна и улучшение масштабируемости. Стоит отметить, что функция механизмов консенсуса заключается в утверждении точных транзакций, которые происходят в сетях. Однако они отличаются тем, как работают процессы проверки.

<center>![](https://gimg2.gateimg.com/image/article/1673855593333.png)</center>

## Разница между Proof-of-work и proof-of-stake

<center>![](https://gimg2.gateimg.com/image/article/1673855629444.png)
Proof-of-work vs proof-of-stake - Deltaexchange</center>

Теперь, когда мы обсудили механизм консенсуса Proof-of-work и proof-of-stake, давайте сравним их.

<center>![](https://gimg2.gateimg.com/image/article/1673855720555.png)</center>

## Что лучше: механизм консенсуса Proof-of-work или механизм proof-of-stake?
Истина заключается в том, что механизм консенсуса Proof-of-work и механизм proof-of-stake имеют свои плюсы и минусы. В результате трудно сделать вывод, что одно лучше другого. Однако давайте кратко рассмотрим три ключевые области, которые отличают их друг от друга.

### Степень централизации
Для сравнения, блокчейны, использующие механизмы консенсуса proof-of-stake, кажутся более децентрализованными, чем те, которые зависят от механизмов proof-of-work. Механизм proof-of-stake позволяет многим пользователям участвовать в блокчейне, поскольку они могут застейкать любое количество криптовалюты, которое у них есть.

Пользователи, которые не могут позволить себе минимальное количество криптовалюты, необходимое для того, чтобы стать валидаторами, могут присоединиться к пулам стейкинга. Количество валидаторов для блокчейнов, использующих механизм консенсуса Proof-of-work, сравнительно невелико, поскольку им приходится приобретать дорогостоящее оборудование для майнинга, такое как ASIC. Помимо этого, они должны нести другие расходы, такие как стоимость электроэнергии.

### Безопасность сети
Вероятность 51%-ной атаки на блокчейны, использующие механизм консенсуса proof-of-stake, меньше, чем у сетей, которые полагаются на Proof-of-work. Это связано с тем, что нет никакой экономической выгоды от проведения атаки, поскольку блокчейн может сжечь их токены.

Кроме того, поскольку существует много инвесторов с застейканными токенами, маловероятно, что отдельный человек или небольшая группа инвесторов смогут накопить необходимую сумму для проведения атаки.

В принципе, с механизмом консенсуса Proof-of-work нескольким майнерам очень сложно контролировать более 50% вычислительной мощности блокчейна. Однако злоумышленники могут получить более 50% вычислительной мощности блокчейнов с небольшой рыночной капитализацией.

### Потребление энергии
Майнинг криптовалюты потребляет много энергии, что делает его очень дорогим. Технически вычислительная мощность, необходимая для решения криптографической головоломки, потребляет много электроэнергии. Таким образом, защитники окружающей среды проводят кампанию против крипто-майнинга.

<center>![](https://gimg2.gateimg.com/image/article/1673855807666.png)
Потребление энергии Proof-of-work- Thenextweb</center>

Однако блокчейны, использующие механизм консенсуса proof-of-stake, не потребляют много энергии. Пример блокчейна Ethereum может прояснить это. Когда блокчейн Ethereum перешел от механизма proof-of-work к механизму proof-of-stake, потребление электроэнергии сократилось на 99,9%.

Приведенное выше сравнение, по-видимому, указывает на то, что механизм консенсуса proof-of-stake лучше, чем механизм proof-of-work. Тем не менее, требуется больше времени, чтобы с уверенностью сделать такой вывод, поскольку механизм консенсуса proof-of-stake тестировался лишь в течение короткого периода и в меньшем масштабе, чем механизм proof-of-work.

### Вывод
Существует несколько механизмов консенсуса в блокчейне, которые работают. Однако механизмы proof-of-work и proof-of-stake являются наиболее популярными. Примечательно, что механизм proof-of-work использует крипто-майнинг в качестве средства проверки транзакций, в то время как механизм proof-of-stake полагается на валидаторов, которые стейкают определенное количество криптовалют.

## Ответы на частые вопросы по поводу разниц PoW и PoS
### Почему для биткойна требуется  Proof-of-work?
 Proof-of-work — это механизм консенсуса, в котором валидаторы решают сложные математические задачи как средство проверки транзакций и добавления их в блокчейн. Это проверенный и надежный метод защиты блокчейн-сети, такой как сеть Биткойн. Это предотвращает любые возможные атаки со стороны злоумышленников, таких как хакеры, и предотвращает двойное расходование BTC.
 
### Как Proof-of-work отличается от proof-of-stake?
Основное отличие заключается в том, что Proof-of-work основывается на решении криптографических уравнений для проверки транзакций и добавления их в блокчейн. В каждом случае узел, обладающий наибольшей вычислительной мощностью, способен одобрить транзакцию. Однако с помощью механизма proof-of-stake валидаторы должны заблокировать большое количество собственной криптовалюты, чтобы проверить транзакции на блокчейне. Кроме того, валидатор, который содержит наибольшее количество заблокированных токенов, скорее всего, одобрит транзакцию и добавит ее в сеть.

### Почему PoS лучше PoW?
Во-первых, Proof-of-work и proof-of-stake схожи в том, что они являются механизмами консенсуса, используемыми для проверки и добавления транзакций в блокчейны. С помощью PoW участники сети используют большую вычислительную мощность, которая потребляет много энергии, для проверки транзакций. Тем не менее, PoS требует, чтобы участники сети заблокировали определенное количество собственной криптовалюты в сети, чтобы проверить и добавить транзакции в блокчейн. Следовательно, PoS не потребляет столько энергии, сколько PoW. Кроме того, PoS более масштабируема, быстрее и дешевле, чем PoW.

### Использует ли Биткоин Proof-of-work или proof-of-stake?
Биткойн использует механизм консенсуса Proof-of-work, когда участники сети решают сложные математические уравнения, чтобы одобрить транзакции и добавить их в сеть. Этот процесс использования вычислительной мощности для решения криптографических уравнений и производства новых монет называется майнингом. Взамен блокчейн вознаграждает первый узел, который решает уравнение, 6,25 BTC.

### В чем разница между Proof-of-work и proof-of-authority?
Консенсусный механизм proof-of-authority назначает роль валидаторов небольшому числу участников сети. Однако с помощью механизма  Proof-of-work валидаторы используют свои вычислительные мощности для решения сложных математических задач в качестве средства проверки транзакций. Поскольку валидаторы, использующие механизм Proof-of-work, конкурируют за решение сложного уравнения, блокчейн вознаграждает только того, кто проверяет транзакцию.

<div class="blog-details-info">
<div>Автор:  Gate.io, Обозреватель:** Mashell C**. Переводчик: **Николай Д**.
<div class="info-tips">\*Эта статья представляет собой только мнение аналитика и не представляет собой каких-либо инвестиционных советов.
<div>\*Gate.io оставляет за собой все права на эту статью. Перепост статьи будет разрешен при условии ссылки на Gate.io. Во всех других случаях в связи с нарушением авторских прав будет возбужден судебный иск. 
</div>