TL;DR
A Proof-of-Work (PoW) és a Proof-of-Stake (PoS) a leggyakoribb konszenzusmechanizmusok. Ezeket alkalmazzák a nagyobb kriptovaluták hálózatuk biztosítása érdekében.
A Bitcoin a tranzakciók érvényesítésére és a hálózat biztosítására használja a Proof-of-Work rendszert. Egyebek mellett a PoW megakadályozza a dupla költést. A blokkláncot a bányászoknak nevezett résztvevők biztosítják, akik számítási teljesítményükkel versenyeznek az új blokkok megerősítésének és a blokklánc frissítésének jogáért. A sikeres bányászt a hálózat BTC-ben jutalmazza. 2021 decemberétől egy bányász 6,25 BTC blokkjutalmat kaphat plusz a tranzakciós díjakat, ha sikeresen kibányászik egy Bitcoin blokkot.
Ami a leginkább megkülönbözteti a PoW-t és a PoS-t, az a módszerük annak meghatározására, hogy ki validálhatja a következő tranzakciós blokkot. A Proof-of-Stake a Proof-of-Work legelterjedtebb alternatívája. Ez egy konszenzusmechanizmus, amelynek célja, hogy javítsa a PoW bizonyos korlátait, például a skálázhatósági problémákat és az energiafogyasztást. A PoS-ben a résztvevőket validátoroknak nevezzük. Nem kell nagy teljesítményű hardvert használniuk ahhoz, hogy versenybe szállhassanak egy blokk validálásának lehetőségéért. Ehelyett a blokklánc natív kriptovalutáját kell stakelniük (zárolniuk). A hálózat ezután a stakelt kriptoösszeg alapján kiválasztja a nyertest, aki az általa validált blokk tranzakciós díjainak egy részét kapja meg. Minél több érmét stakel valaki, annál nagyobb esélye van arra, hogy kiválasszák validátornak.
Bevezetés
Annak biztosítására, hogy a blokkláncon rögzített tranzakciók érvényesek legyenek, ezek a hálózatok különböző konszenzusmechanizmusokat alkalmaznak. A Proof-of-Work (PoW) a legrégebbi közülük. Satoshi Nakamoto hozta létre, és sokan az egyik legbiztonságosabb megoldásnak tartják. A Proof-of-Stake (PoS) később jött létre, de ma már a legtöbb altcoin projektben megtalálható.
A Bitcoin mellett a PoW-t más nagy kriptovaluták, például az Ethereum (ETH) és a Litecoin (LTC) is használják. Ezzel szemben a PoS-t a Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) és más altcoinok használják. Érdemes megjegyezni, hogy az Ethereum 2022-ben tervezi a PoW-ról PoS-re való átállást.
Mi az a Proof-of-Work (PoW) és hogyan működik?
A Proof-of-Work (PoW) a Bitcoin-hálózat és számos más kriptovaluta által elfogadott konszenzusalgoritmus a dupla költés megakadályozására. Satoshi Nakamoto mutatta be a 2008-as Bitcoin fehér könyvben.
Lényegében a PoW határozza meg, hogy a Bitcoin blokklánc hogyan éri el az elosztott konszenzust. A peer-to-peer tranzakciók bizalom minimalizált validálására szolgál, külső közvetítők nélkül.
A Bitcoinhoz hasonló PoW-hálózaton a tranzakciókat bányászok hitelesítik. Ők olyan résztvevők, akik nagy mennyiségű erőforrást használnak fel a hálózat biztonságos és megfelelő működésének biztosítására. A bányászok többek között tranzakciós blokkokat hoznak létre és validálják azokat. Ahhoz azonban, hogy versenyezhessenek a következő blokk validálásának jogáért, speciális bányászhardvereket kell használniuk, amivel bonyolult matematikai rejtvényeket oldanak meg.
Az első bányász, akinek sikerül érvényes megoldást találnia ezekre a matematikai problémákra, jogot szerez arra, hogy blokkját hozzáadja a blokklánchoz, és megkapja az úgynevezett blokkjutalmat. A blokkjutalom újonnan generált kriptovalutákból és tranzakciós díjakból áll. A blokkjutalomban található kriptomennyiség hálózatonként eltérő lehet. A Bitcoin blokkláncán például egy sikeres bányász 6,25 BTC-t kaphat plusz a díjakat minden blokkjutalomból (2021 decemberétől). A blokkonként generált új BTC-k száma azonban 210 000 blokkonként (körülbelül négyévente) 50%-kal csökken a felezésnek nevezett mechanizmusnak köszönhetően.
Ha szeretne részletesebben megismerkedni a Proof-of-Work modellel, tekintse meg a Mi az a Proof-of-Work (PoW)? című cikkünket.
Mi az a Proof-of-Stake (PoS) és hogyan működik?
A Proof-of-Stake (PoS) konszenzusalgoritmust 2011-ben vezették be a Proof-of-Work alternatívájaként. Célja, hogy leküzdje a PoW-hálózatok skálázhatósági korlátait. A PoS a második legnépszerűbb algoritmus, amelyet olyan kriptovaluták alkalmaznak, mint a Binance Coin (BNB), Solana (SOL) és Cardano (ADA).
Míg a PoW és a PoS ugyanazzal a céllal rendelkezik, hogy konszenzusra jussanak a blokkláncon, a PoS más módszert alkalmaz annak meghatározására, hogy ki validálja a tranzakciós blokkot. A PoS blokkláncokon nincsenek bányászok. Ahelyett, hogy nagy teljesítményű számítógépekkel versenyeznének a blokkok validálási jogáért, a PoS-validátorok a kriptovagyonukra támaszkodnak.
Ahhoz, hogy jogosultak legyenek egy blokk validálására, a résztvevőknek bizonyos mennyiségű érmét kell zárolniuk egy adott okosszerződésben a blokkláncon. Ezt a folyamatot stakelésnek hívják. A PoS protokoll ezután kijelöl egy résztvevőt a következő blokk validálására. A hálózattól függően ez a kiválasztás történhet véletlenszerűen vagy a vagyonuk (stake) szerint. A kiválasztott validátor jutalomként tranzakciós díjakat kaphat az általa validált blokkból. Általában minél több érmét zárolnak, annál nagyobb az esélyük a kiválasztásra.
További részletekért tekintse meg a Magyarázat a Proof-of-Stake (PoS) protokollhoz című cikkünket.
A Proof of Work és a Proof of Stake közötti különbségek
Bár mindkettő egy olyan konszenzusmechanizmus, amely biztosítja a blokklánchálózat biztonságát, vannak bizonyos különbségek a kettő között. A legnagyobb különbség természetesen az, hogy a PoW és a PoS másképp határozza meg azt, hogy melyik résztvevő validálhatja az új tranzakciókat. Vessünk egy pillantást az alábbi táblázatra, hogy tisztább képet kapjunk:
A Proof-of-Stake jobb, mint a Proof-of-Work?
A Proof-of-Stake támogatói azzal érvelnek, hogy a PoS rendelkezik bizonyos előnyökkel a PoW-val szemben, különösen a skálázhatóság és a tranzakciós sebesség tekintetében. Azt is mondják, hogy a PoS érmék kevésbé károsak a környezetre, mint a PoW érmék. Ezzel szemben a PoW számos támogatója azzal érvel, hogy a PoS, mint újabb technológia, még nem bizonyította potenciálját a hálózati biztonság terén. Az a tény, hogy a PoW-hálózatok jelentős mennyiségű erőforrást igényelnek (bányászhardver, áram stb.), költségesebbé teszi a támadásokat. Ez különösen igaz a Bitcoinra, a legnagyobb PoW blokkláncra.
Mint említettük, az Ethereum (ETH) várhatóan át fog állni PoW-ről PoS-re az Ethereum 2.0 frissítéssel. Az ETH 2.0 az Ethereum hálózat régóta várt frissítése, amely javítja a teljesítményét és megoldja a skálázhatósági problémáját. A PoS bevezetése után az Ethereumon bárki, aki legalább 32 ETH-val rendelkezik, részt vehet a stakelésben, hogy validátor legyen és jutalomban részesüljön.
A PoS jobb, mint a PoW? Mi készteti a piaci kapitalizáció alapján második legnagyobb kriptovalutát arra, hogy új konszenzusmechanizmust alkalmazzon?
Centralizációs kockázat
A Proof-of-Work blokkláncokon a bányászat során számítási teljesítményt használnak a blokk adatainak hashelésére, amíg nem találnak érvényes megoldást. A főbb kriptovaluták esetében manapság egyre nehezebb megoldást találni, és a hatalmas mennyiségű hash kitalálásának folyamata drága lehet a hardver és a villamos energia szempontjából.
Ezért egyes bányászok szívesebben halmozzák fel bányászati erőforrásaikat egy bányászpoolban, hogy nagyobb eséllyel kapjanak blokkjutalmat. Egyes nagy bányászpoolok több millió dollárt fektetnek be, és több ezer ASIC bányászhardvert irányítanak, hogy minél nagyobb hash teljesítményt generáljanak.
2021 decemberében a 4 legnagyobb bányászpool együttesen a Bitcoin teljes hash teljesítményének mintegy 50%-át ellenőrzi. A bányászpoolok dominanciája megnehezíti az egyéni kriptorajongók számára, hogy saját maguk bányásszanak ki egy blokkot.
De akkor mennyire decentralizált a bányászat? Egyfelől még mindig nincs egyetlen olyan entitás sem, amely a megerősítéseket a hálózaton ellenőrizni tudná. Ha ez bekövetkezne, lehetséges lenne egy 51%-os támadás, melynek következtében a hálózat elveszítené az értékét. Sokan úgy gondolják, hogy bár a bányászat még mindig decentralizált, de már nem olyan erősen. Bizonyos területek, bányászati berendezések gyártói és energiatermelők még mindig uralják a bányászatot, és csökkentik a Proof-of-Work blokkláncok általános decentralizációját.
A Proof-of-Stake konszenzusmechanizmus más megközelítést alkalmaz, és a bányászati teljesítményt stakelésre cseréli. Ez a mechanizmus csökkenti az egyének számára a tranzakciók megerősítéséhez szükséges belépési korlátokat, csökkentve a hely, a felszerelés és egyéb tényezők jelentőségét. Az Ön stakejét egyszerűen a birtokában lévő tokenek mennyisége határozza meg.
A legtöbb PoS-hálózat azonban megköveteli egy validáló csomópont futtatását a tranzakciók megerősítéséhez. Ez drága lehet, de nem olyan drága, mint számos bányászgép. A felhasználók ezután a tokenjeiket bizonyos validátorok mögött stakelik, ezáltal a bányászpoolokhoz hasonló modellt kapunk. Így bár egy átlagos felhasználó számára könnyebb a Proof-of-Stake-ben részt venni, mégis ugyanolyan centralizációs problémának van kitéve, mint a bányászpoolok.
Biztonsági kockázatok
A centralizációs kockázat mellett az a tény, hogy a négy legnagyobb bányászpool rendelkezik a Bitcoin-hálózat hash teljesítményének többségével, potenciálisan növelheti az 51%-os támadások kockázatát. Az 51%-os támadás a blokkláncrendszer biztonsága elleni potenciális támadásra utal, amelyet egy olyan rosszindulatú szereplő vagy szervezet indít, amelynek sikerül a teljes hálózati hash teljesítmény több mint 50%-át ellenőrzése alá vonnia. A támadó felülbírálhatja a blokklánc konszenzus algoritmusát, és rosszindulatú cselekményeket követhet el a saját hasznára, például dupla költést, a tranzakciós rekordok elutasítását vagy módosítását, vagy mások bányászatának megakadályozását. Ez azonban a Bitcoin esetében a hálózat mérete miatt nem valószínű, hogy megtörténik.
Ezzel szemben, ha valaki megtámadna egy PoS blokkláncot, akkor a hálózaton lévő érmék több mint 50%-át kellene birtokolnia. Ez a piaci kereslet és az érme árának emelkedését eredményezné, ami több tízmilliárd dollárba kerülhet. Még ha el is követnek egy 51%-os támadást, a stakelt érmék értéke drasztikusan csökkenne, mivel a hálózat veszélybe kerülne. Ezért nem túl valószínű, hogy 51%-os támadás ér egy PoS konszenzust használó kriptót, különösen, ha az egy nagy piaci kapitalizációjú kriptó.
A Proof-of-Stake hátrányai
Sokan a Proof-of-Stake-et a Proof-of-Work jobb alternatívájának tekintik, de érdemes megjegyezni, hogy a PoS algoritmusnak is vannak hiányosságai. A jutalomelosztási mechanizmusnak köszönhetően a több stakelt eszközzel rendelkező validátorok növelhetik esélyeiket a következő blokk validálására. Minél több érmét halmoz fel egy validátor, annál több érmét stakelhet és kereshet, amire egyesek azt ,mondják hogy „gazdagabbá teszik a gazdagokat”. Ezek a „gazdagabb” validátorok a hálózaton belüli szavazást is befolyásolhatják, mivel a PoS blokkláncok gyakran adnak a validátoroknak irányítói jogokat.
További aggodalomra adnak okot a PoS-t alkalmazó, kisebb piaci kapitalizációjú kriptók biztonsági kockázatai. Mint említettük, az 51%-os támadásoknak nagyon kicsi az esélye a népszerűbb kriptovaluták, például az ETH vagy a BNB esetében. A kisebb, alacsonyabb értékű digitális eszközök azonban sebezhetőbbek a támadásokkal szemben. A támadók potenciálisan elegendő érmét szerezhetnek ahhoz, hogy előnyre tegyenek szert más validátorokkal szemben. Kihasználhatják a PoS-rendszert azáltal, hogy gyakran választják ki őket validátornak. A megszerzett jutalmakat további stakelésre használhatják fel, és növelhetik esélyüket arra, hogy a következő fordulóban kiválasszák őket.
Záró gondolatok
A Proof-of-Work és a Proof-of-Stake egyaránt megállja a helyét a kriptoökoszisztémában, és nehéz biztosan megmondani, hogy melyik konszenzusprotokoll működik jobban. A PoW-t kritizálhatják azért, mert a bányászat során nagy szén-dioxid kibocsátást okoz, de biztonságos algoritmusnak bizonyult a blokklánc hálózatok védelme terén. Mindazonáltal az Ethereum PoW-ről PoS-re való átállásával a jövőben az új projektek jobban megkedvelhetik a Proof-of-Stake rendszert.