Proof of Work (Доказательство работы) и Proof of Stake (Доказательство доли владения) — это два разных способа достижения консенсуса в блокчейне , то есть широкого согласия между независимыми компьютерами относительно того, какие транзакции являются действительными и какая версия реестра должна считаться текущей. Их часто называют «механизмами консенсуса», хотя на практике полная система консенсуса блокчейна включает в себя не только PoW или PoS: она также включает в себя сетевые правила, правила проверки блоков, правила выбора форка, стимулы и штрафы.
Если вы новичок в криптовалютах, наиболее полезной отправной точкой будет следующее: Proof of Work заставляет участников доказывать, что они потратили вычислительные ресурсы; Proof of Stake заставляет участников рисковать ценной криптовалютой. Биткоин — самая известная сеть, использующая Proof of Work. Ethereum также использовал Proof of Work в прошлом, но перешел на Proof of Stake в 2022 году.
Вам не обязательно знать продвинутую криптографию, но четыре термина имеют значение.
В официальной документации Ethereum делается важное различие: Proof of Work и Proof of Stake являются компонентами более широкого механизма консенсуса, а не всем механизмом целиком. Это различие имеет значение, поскольку безопасность зависит не только от того, кто предлагает блоки, но и от того, как узлы проверяют их, как разрешаются конкурирующие истории цепочек и как недобросовестное поведение становится дорогостоящим. См. документацию по механизмам консенсуса Ethereum .
Доказательство работы (Proof of Work, PoW) — это система, в которой майнеры соревнуются в поиске действительного криптографического хеша для предлагаемого блока. Хеш — это результат математической функции, которая преобразует входные данные в результат фиксированной длины. В Биткоине майнеры многократно изменяют данные заголовка блока и хешируют его до тех пор, пока полученное число не станет меньше целевого значения, определенного протоколом.
В оригинальной статье о Биткоине это описывается как многократная проверка значений до тех пор, пока результат не будет удовлетворять требованию сложности сети. Как только майнер находит действительное доказательство работы, блок может быть передан другим узлам. Эти узлы не доверяют майнеру автоматически; они по-прежнему независимо проверяют, соответствует ли блок правилам консенсуса Биткоина. Оригинальная статья о Биткоине объясняет основную структуру, а руководство для разработчиков Биткоина содержит более техническое описание.
Эта работа делает изменение истории дорогостоящим. Каждый блок Bitcoin содержит ссылку на предыдущий блок. Если кто-то попытается изменить более старую транзакцию, он изменит хеш этого блока и ему потребуется заново выполнить Proof of Work для этого блока и последующих блоков, построенных на его основе, а затем догнать честную сеть.
Полные узлы Bitcoin отдают предпочтение той действующей цепочке, которая имеет наибольшее суммарное доказательство работы (Proof of Work). Это более точное определение, чем простое утверждение «побеждает самая длинная цепочка». Цепочка должна быть сначала действительна в соответствии с правилами протокола, и именно её накопленная работа имеет значение.
Современный майнинг биткоинов обычно включает в себя специализированное оборудование, называемое ASIC (Application-Special Integrated Circuits — интегральные схемы специального назначения). Эти машины созданы для эффективного выполнения вычислительной нагрузки хеширования SHA-256, используемой в биткоинах. Таким образом, майнинг включает в себя затраты на оборудование, электроэнергию, охлаждение, сетевое подключение и оперативное управление.
Новичкам следует избегать распространенной ошибки, заключающейся в том, что «запуск биткоин-ноды» и «майнинг биткоинов» — это одно и то же. Обычная полная нода может подтверждать блоки без проведения конкурентного майнинга.
Proof of Stake, или PoS, заменяет вычислительную конкуренцию экономическим залогом. Вместо того чтобы доказывать, что они потратили энергию на выполнение хеширования, валидаторы блокируют криптовалюту в протоколе. Эта заблокированная сумма называется долей (stake ).
Текущая система Ethereum — яркий тому пример. Одиночный валидатор Ethereum вносит ETH в протокол и запускает программное обеспечение валидатора. Валидаторы проверяют предложенные блоки, отправляют голоса, называемые аттестациями , и иногда могут быть выбраны для предложения блока. В официальной документации Ethereum по Proof of Stake указано, что одиночному валидатору в настоящее время требуется 32 ETH. См. документацию по Proof of Stake в Ethereum .
Идея заключается в том, что у валидатора есть что-то ценное, что он может потерять. Честное участие может принести вознаграждение. Неправильное или недоступное поведение может привести к упущенным вознаграждениям или штрафам, а определенные серьезные нарушения протокола могут вызвать слэшинг , что означает уничтожение части доли валидатора и его отстранение от активного участия.
В Ethereum перечислены действия, за которые начисляются штрафные санкции, такие как предложение конфликтующих блоков для одного и того же слота или отправка конфликтующих аттестаций. Это не то же самое, что обычный простой в работе. Штрафные санкции применяются только в случае конкретных нарушений протокола. Официальная информация содержится в документации Ethereum по вознаграждениям и штрафам .
| Вопрос | Подтверждение работы | Доказательство доли владения |
|---|---|---|
| Кто соревнуется за право добавлять или предлагать новые блоки? | Шахтеры | Валидаторы |
| Что подвергается риску? | Оборудование, электроэнергия, эксплуатационные расходы | Застейканная криптовалюта и будущие вознаграждения |
| Основной дефицитный ресурс | Вычислительная работа | Экономическая заинтересованность |
| Типичный штраф за нарушение правил безопасности | Невозможные затраты на добычу полезных ископаемых, если работа не будет принята. | Упущенные награды, штрафы или потери. |
| Известный пример | Биткоин | Эфириум |
| Энергетический профиль | Требуется непрерывное конкурентное хеширование. | Не требует от майнеров выполнения конкурентного хеширования. |
Обычному пользователю, который хочет только отправлять, получать или хранить криптовалюту, майнить или подтверждать транзакции, как правило, не требуется. Его основная задача — понять используемую сеть и особенности её механизма подтверждения транзакций.
Перед отправкой средств проверьте, в какой сети (чейн) фактически находится актив. Токен с одним и тем же тикером может существовать в нескольких сетях с различными системами консенсуса и разными адресами для вывода средств. Также проверьте, сколько подтверждений требуется бирже или сервису перед зачислением депозита.
Если вы хотите участвовать непосредственно в консенсусе, требования резко отличаются. Участие в Proof of Work может потребовать специализированного майнингового оборудования, достаточной мощности электропитания, охлаждения и реалистичных расчетов прибыльности. Участие в Proof of Stake может потребовать минимальной доли, надежной работы валидаторов, безопасного управления ключами и тщательного понимания правил штрафных санкций.
Подтверждение подлинности может отличаться в разных блокчейнах.
В Биткоине каждый новый действительный блок, созданный поверх блока, содержащего вашу транзакцию, добавляет еще больше накопленного доказательства работы (Proof of Work). Именно поэтому люди часто ждут нескольких подтверждений для переводов на большие суммы.
В алгоритме Proof of Stake сети Ethereum также различают включение в блок и более высокий статус консенсуса. Ethereum использует голоса валидаторов и окончательность контрольных точек. Согласно документации Ethereum, контрольные точки могут быть окончательно утверждены после того, как их поддержат не менее двух третей от общего количества застейканных ETH. После их окончательного утверждения отмена потребует серьезных экономических последствий для злоумышленников.
Не следует предполагать, что «шесть подтверждений» или любое другое фиксированное число является универсальным правилом в криптовалюте. Каждый блокчейн имеет свою собственную модель подтверждения и окончательности.
В Proof of Stake, как правило, избегается непрерывное конкурентное хеширование, характерное для Proof of Work. Ethereum прямо указывает на более низкое энергопотребление как на одну из причин перехода от PoW к PoS в 2022 году. Это не означает, что PoS не использует электроэнергию: валидаторы по-прежнему используют компьютеры, сетевое оборудование и инфраструктуру данных. Ключевое отличие заключается в том, что сетевая безопасность не основана на постоянной конкуренции майнеров посредством крупномасштабного хеширования.
Потребление энергии в системе Proof of Work не является случайным побочным эффектом; эти затраты являются частью механизма, который делает переписывание цепочки дорогостоящим. Целесообразность такого компромисса — это более широкий вопрос проектирования и политики, но технически обе системы достигают консенсуса за счет разных ограниченных ресурсов.
Однозначного ответа нет. Они используют разные модели безопасности.
В алгоритме PoW, аналогичном Bitcoin, контроль в значительной степени зависит от доступа к вычислительной мощности и ресурсам, необходимым для её поддержания. В алгоритме PoS, аналогичном Ethereum, влияние зависит от застейканных ETH, а штрафы и шиллинги призваны сделать атаки экономически разрушительными для злоумышленника.
Безопасность также зависит от факторов, выходящих за рамки PoW или PoS: клиентское программное обеспечение, децентрализация майнинга или стейкинга, топология сети, проектирование протокола, качество реализации, экономические стимулы и поведение операторов узлов.
Для новичка практический вывод заключается в том, чтобы избегать утверждений типа «PoS автоматически безопаснее» или «PoW автоматически безопаснее». Для осмысленного сравнения необходимо указать конкретный блокчейн и конкретный сценарий атаки или сбоя.
Если вы помните только одно сравнение, используйте следующее:
В методе Proof of Work задается вопрос: «Можете ли вы доказать, что потратили вычислительные ресурсы?»
В рамках Proof of Stake задается вопрос: «Можете ли вы доказать, что вложили экономическую ценность, за которую протокол может наложить штраф?»
Обе попытки направлены на решение одной и той же проблемы распределенных систем: обеспечение согласия множества участников, не полностью доверяющих друг другу, относительно единой достоверной истории блокчейна. Они просто по-разному делают нечестность дорогостоящей.
После того, как станут понятны PoW и PoS, следующими полезными понятиями станут выбор форка , определяющий, какая из конкурирующих цепочек предпочтительнее; окончательность , описывающая ситуацию, когда блок считается чрезвычайно сложным или экономически невозможным для отмены; и валидация узлов , объясняющая, почему майнеры и валидаторы не получают неограниченных полномочий.
Эти три идеи помогут вам понять, почему безопасность блокчейна — это нечто большее, чем просто обозначение «Proof of Work» или «Proof of Stake». Механизм консенсуса — это полный набор технических правил и экономических стимулов, которые обеспечивают синхронизацию независимых узлов вокруг единого принятого реестра.
Узнайте, как Proof of Work и Proof of Stake помогают блокчейнам согласовывать действительные транзакции, чем отличаются майнеры и валидаторы, и на что следует обращать внимание новичкам.
Узнайте, что такое непостоянные убытки, почему пулы ликвидности AMM их создают, как комиссии влияют на доходность и как практически снизить риск, прежде чем предоставлять ликвидность.
Learn why crypto crashes trigger bad decisions, which HODLing myths to avoid, and how to build a disciplined plan for volatility without blindly holding forever.
Is your crypto transfer pending? Learn how to identify congestion, check the transaction hash, choose between waiting and replacing, and avoid costly mistakes.
Узнайте, чем криптовалютные монеты отличаются от токенов, включая принадлежность к сети, комиссии, безопасность, контроль, варианты использования и то, какой актив подходит для разных потребностей.
Узнайте, как распределять криптовалюту в зависимости от допустимого уровня риска, временного горизонта, диверсификации, хранения, ликвидности и ребалансировки — без использования универсальной формулы.
Узнайте, как шаг за шагом провести аудит смарт-контракта криптопроекта, начиная с проверки развертывания и сопоставления разрешений и заканчивая тестированием логики, обновлений и исправлений.
Создайте долгосрочный криптовалютный инвестиционный портфель, используя подход, ориентированный на снижение рисков, включающий распределение активов, выбор активов, хранение, дисциплину покупок, ребалансировку, ведение учета и предотвращение мошенничества.
Узнайте, как читать данные блокчейна, отслеживать кошельки крупных вкладчиков, оценивать метки «умных денег» и отделять проверяемые факты блокчейна от логических выводов, прежде чем принимать решения на основе активности в кошельке.
Learn why crypto futures platforms show an “Insufficient Margin” error, how to diagnose the cause, fix it safely, and avoid margin problems before placing your next trade.
