Эта статья является частью нашей новой серии «Объясните, как мне пять» (ELI5), в которой мы берем общие вопросы и отвечаем на них как можно проще..
Если вы читали о криптографии, вы, вероятно, слышали много разговоров о ее колоссальном углеродном следе.
Может быть, вы знаете, что это из-за того, сколько вычислительной мощности он потребляет. Есть шахтеры, но не те, которые надевают шлем с фонариком и отправляются копать золото.
Возможно, вы даже слышали слова «доказательство доли», когда люди пытаются объяснить, почему криптовалюта на самом деле не так плоха, как кажется. Но если вы попытаетесь копнуть слой глубже, вы, вероятно, наткнетесь на такое определение:
«Доказательство доли — это новый механизм консенсуса, основанный на выборе валидаторов вместо вычислительного доказательства для проверки данных транзакции в блокчейне».
Хм?
Чтобы помочь вам понять, как производится криптовалюта, вот краткое изложение «Объясните, как мне пять», в котором представлены доказательства доли и доказательства работы, которые были первыми.
Начиная с: Какой, к черту, «механизм консенсуса»?
Краткая версия:
- Доказательство работы и доказательство доли — это методы проверки и хранения криптовалютных транзакций без необходимости в центральном органе.
- В качестве доказательства работы компьютеры сначала решают сложные головоломки и «зарабатывают» право проверить следующий блок данных, генерируя криптовалюту в качестве вознаграждения. Работает хорошо, но очень энергозатратно.
- Доказательство доли больше похоже на систему лотереи, где компьютер случайным образом выбирается для проверки следующего блока данных, поэтому нет необходимости соревноваться в вычислительной мощности.
ELI5: Что такое механизм консенсуса?
Доказательство работы и доказательство доли — это механизмы консенсуса, которые упорядочивают вещи в блокчейне.
Итак, давайте начнем с того, что это значит и почему механизм консенсуса так важен.
Скажем, вы живете в древнем обществе, где не было компьютеров, но вы все равно хотите отслеживать, у кого сколько денег в данный момент времени. Носить с собой около 1000 золотых монет небезопасно и непрактично, поэтому вы все соглашаетесь положить свои деньги в банк и позволить банку отслеживать все деньги.
Джо отвечает за банк. Вскоре он становится жадным. Он дает себе деньги, удаляет записи о своих расходах и многое другое. Короче говоря, он злоупотребляет своей властью в качестве центрального органа, распоряжающегося деньгами.
В конце концов, вы и ваши соседи узнаёте, что делает Джо, и вся система разваливается. Очевидно, что вы не можете доверять одному человеку обработку всех журналов.
Что вам нужно, так это общедоступная запись
Итак, вы собрались и решили, что необходимо публичное свидетельство о богатстве каждого. Вся информация находится в открытом доступе и не может быть так легко манипулирована одним лицом или организацией.. Скормив Джо львам, вы устанавливаете гигантскую каменную табличку на городской площади.
Каждый раз, когда кто-то тратит деньги, он выгравирует запись об этом на каменной табличке, чтобы все остальные могли ее увидеть. И поскольку каждая запись транзакции буквально высечена в камне, она не может быть отредактирована или изменена одним человеком без того, чтобы все остальные заметили это и подняли шум.
Гигантская каменная книга работает. Люди доверяют этому, потому что все видят одни и те же записи в режиме реального времени, и ими нельзя манипулировать. Поскольку каменная табличка помогает достичь консенсуса между всеми участниками денежной системы, она является отличным механизмом консенсуса.
Теперь каменная табличка отлично работает, если все находятся в одном физическом месте. Но что, если по всему миру сотни миллионов пользователей?
Как ты:
- Подтверждение новых транзакций,
- Поделитесь новой, обновленной бухгалтерской книгой со всеми в мире и
- Делать оба в реальном времени?
Это подводит нас к двум основным механизмам консенсуса для криптовалюты: Proof of Work и Proof of Stake.
ELI5: Что такое доказательство работы (PoW)?
Вот еще один сценарий: допустим, вы отправляете своей подруге Карли на 100 долларов Биткойн.
В системе POW мощные компьютеры по всему миру соревнуются за то, чтобы первыми добавить данные о ваших транзакциях в блокчейн.
Но даже с гигантским подземным бункером, полным компьютеров (его обычно называют «шахтой»), проверка и добавление данных в блокчейн все еще может занять некоторое время, потому что это такой сложный процесс. процесс. Майнеры делают это, потому что блокчейн вознаграждает их биткойнами за то, что они первыми подтвердили транзакцию.
В этом сценарии, как только ваши данные будут добавлены, компьютер-победитель поворачивается ко всем остальным компьютерам в блокчейне и говорит: «Все хорошо? Крис отправил Карли биткойнов на 100 долларов?
Все остальные компьютеры кивают. "Выглядит неплохо," они говорят. “Отправьте нам новый блок, и мы добавим его в нашу основную запись..”
«Подожди», — говорит компьютер Карли. «На самом деле, он отправил ей биткойнов на 150 долларов».
Но поскольку компьютер Карли — единственный в мире, кто не согласен, остальные компьютеры говорят:Неее, фам. Не шанс.”
Единственный способ, которым Карли может «взломать» блокчейн с доказательством работы, — это выиграть голосование. Теоретически она могла бы сделать это, накопив 51% вычислительной мощности (т. е. права голоса) всего блокчейна.
Для Биткойна это потребовало бы компьютеров и электричества на десятки миллиардов долларов. Но на меньших блокчейнах «Атаки 51%» по-прежнему представляют реальную угрозу.
Вот доказательство работы в двух словах:
- Компьютеры соревнуются в проверке и добавлении транзакций в блокчейн
- Затем они поворачиваются, чтобы обеспечить «голосование» со всеми другими компьютерами.
- Новая, обновленная книга доступна всем
Тем не менее, большая проблема, стоящая перед доказательством работы прямо сейчас, заключается в том, что блокчейн стал таким длинным — и конкуренция проверять новые транзакции настолько жестко, что для поддержания всей системы требуется слишком много энергии и электричества.
Увидев надпись на стене, новаторы в области криптовалюты всего два года спустя, в 2011 году, придумали доказательство доли.
ELI5: Что такое Proof of Stake (PoS)?
Самая большая проблема с доказательством работы заключается в том, что оно объективно расточительно. Награждая самые большие и самые плохие компьютеры в городе, он создал потребность в том, чтобы все продолжали покупать и создавать более быстрые компьютеры. Это привело к глобальной нехватке компьютерных комплектующих и постоянным отключениям электроэнергии.
Но в системе доказательства доли «майнеры» не должны конкурировать и превосходить друг друга в вычислениях для проверки транзакций.
Вместо этого блокчейн случайным образом выбирает «майнера» для проверки следующей транзакции. Так что, по сути, доказательство доли больше похоже на систему лотереи, чем на соревнование. С технической точки зрения, выбранные компьютеры (также известные как «узлы») называются «валидаторами», а не «майнерами» в доказательстве доли.
Ваши шансы быть выбранным для подтверждения транзакции и выигрыша криптовалюты в качестве награды не являются полностью случайными. Во-первых, чтобы квалифицироваться как валидатор, вы должны внести минимальный депозит в криптовалюте в блокчейн, где он хранится как своего рода «гарантийный депозит».
Например, они говорят, что минимальная сумма депозита для квалификации в качестве валидатора в предстоящем блокчейне Ethereum 2.0 будет составлять 32 ETH. Не беспокойтесь, если у вас нет 32 ETH — минимальные суммы ставок для других блокчейнов намного ниже, например, SOL или ADA стоимостью 1 доллар.
Но даже если у вас есть SOL на 1 доллар, ваши шансы быть выбранными для подтверждения транзакции будут очень низкими. Вот почему большинство людей размещают свою криптовалюту через гигантские пулы через выбранную ими биржу.
Если вы делаете ставки через огромную биржу, такую как Crypto.com, пул будет довольно часто выигрывать случайные контракты, а Coinbase будет регулярно распределять выплаты всем, кто делал ставки внутри пула. Эта выплата происходит в виде регулярных процентных платежей, поэтому стейкинг часто сравнивают с высокодоходным сберегательным счетом в мире криптовалют.
Подробнее >> Ставка и кредитование криптовалюты: все, что вы должны знать
Каковы ключевые различия?
Теперь мы знаем:
- Доказательство работы использует грубую силу для проверки и добавления транзакций в блокчейн, и
- Доказательство доли использует лотерейную систему, которая менее энергоемка.
Но на этом различия между доказательством работы и доказательством доли не заканчиваются. Вот еще несколько.
Энергоэффективность
Самая большая и субъективно наиболее важная разница между доказательством работы и доказательством доли заключается в количестве потребляемой ими электроэнергии.
Один только Биткойн сейчас потребляет больше энергии, чем вся Аргентина. Ежегодно он выбрасывает 65 мегатонн CO2, что больше загрязнения воздуха, чем во всей Греции.
Между тем, когда Ethereum перейдет от доказательства работы к доказательству доли, новая сеть Ethereum 2.0 будет потреблять на 99% меньше энергии.
Оборудование
Следующее ключевое различие между двумя механизмами криптоконсенсуса заключается в аппаратном обеспечении, необходимом для поддержания блокчейна.
Для Proof of Work требуются гигантские «крипто-майны» или «фермы», полные компьютеров, конкурирующих с аналогичными майнами по всему миру, чтобы первыми подтверждать транзакции и получать больше вознаграждений.
Но поскольку Proof of Stake выбирает валидаторов на основе суммы криптовалюты, которую они вносят, а не их вычислительные мышцы — крупнейший в мире пул ставок можно запустить с рабочего ноутбука в интернет-кафе.
Скорость обработки
Доказательство работы представляет собой сложную головоломку для мира майнеров и вознаграждает того, кто разгадает ее первым. Этот процесс может быть медленным и интенсивным.
Доказательство доли, с другой стороны, просто выбирает победителя и дает ему домашнее задание, быстро увеличивая скорость транзакций.
В целом, когда Ethereum перейдет на PoS, ожидается, что скорость его транзакций вырастет с 15 транзакций в секунду до 100 000.
Похожие>>Ethereum 101: все, что вам нужно знать об инвестировании в ETH
Отслеживаемость
Одним из основных принципов криптографии является децентрализация. Это восходит к оригинальному техническому документу / манифесту Биткойн Сатоши Накамото. Никто — будь то отдельный человек или все правительство — не должен иметь возможности контролировать, манипулировать или подавлять эту новую форму валюты..
Как и ожидалось, Китай не был фанатом. Поднебесная запретила майнинг и торговлю в 2021 году. И всего за несколько месяцев доля Китая в мировой добыче полезных ископаемых сократилась с 70% до 0%.
Основная причина, по которой китайские власти смогли так быстро подавить майнинг, заключается в том, что криптомайны легко обнаруживаются в энергосистеме. Но опять же, поскольку криптовалюты PoS потребляют меньше энергии, чем тостер, их значительно труднее обнаружить — и они могут способствовать возрождению криптоиндустрии Китая.
Масштабируемость
Продолжаются споры о том, является ли доказательство работы или доказательство доли более масштабируемым в долгосрочной перспективе.
На первый взгляд, доказательство работы вообще не масштабируется. Один только биткойн уже потребляет 0,5% мировой электроэнергии, и это при «всего» 114 миллионах пользователей по всему миру.
Но поклонники доказательства работы скажут, что экспериментальные обновления, такие как Молниеносная сеть будет решать проблемы с энергопотреблением — и это доказательство доли все еще слишком непроверено, чтобы масштабироваться слишком быстро.
Учитывая все обстоятельства, вопрос масштабируемости все еще не принят.
Ресурсы, необходимые для «взлома»
Блокчейны PoW и PoS уязвимы для атак 51%; разница только в том, что вам нужно, чтобы взломать его.
Чтобы взломать блокчейн с доказательством работы, вам нужно контролировать 51% общей вычислительной мощности, то есть мощности майнинга, поддерживающей этот блокчейн. Так что не только тонна компьютерной мощности, но и тонна электричества. Но это также делает Биткойн очень безопасным. Чтобы взломать блокчейн с доказательством доли, вам нужно будет контролировать 51% от общего количества депонированных или поставленных криптовалют в этом блокчейне.Некоторые говорят, что блокчейны PoS психологически более безопасны, поскольку хакер должен владеть большей частью криптовалюты в этом блокчейне, прежде чем украсть его. Другими словами, если вы получите 51% доли в блокчейне PoS, вы больше всего пострадаете от кражи из-за фактического уничтожения его стоимости.
Нижняя линия
Если мелкие детали и разница между доказательством работы и доказательством доли все еще пролетают над вашей головой, вы не одиноки. Ключевой вывод таков: криптовалюта неэффективна, но не обязательно.
Доказательством доли может быть только Тесла для доказательства работы Хаммера. Это квантовый скачок вперед, обеспечивающий будущее технологии в целом.
Узнать больше>>
- Что такое Web3 и почему это должно волновать инвесторов?
- Азбука криптовалюты: глоссарий общих терминов криптовалюты
- Средства NFT приходят: что нужно знать инвесторам
- Распоряжение Байдена о криптовалюте: что в нем?