Dowód Stawki (Proof of Stake)

06.12.2018

Czym jest koncepcja Dowodu Stawki (ang. Proof of Stake)?

Algorytm konsensusu Proof of Stake został zaprezentowany w 2011 roku na forum Bitcointalk. Celem jego powstania było rozwiązanie problemów występujących w najczęściej używanym aktualnie algorytmem Proof of Work (pol. Dowodem Pracy). Chociaż oba algorytmy mają ten sam cel, jakim jest osiągnięcie konsensusu w sieci blockchain, to proces i podejście prowadzące do ziszczenia się tego celu jest zupełnie inny.


Jak dokładniej funkcjonuje PoS

Algorytm Proof of Stake wykorzystuje pseudolosowy proces wyboru węzła. Wybrany węzeł staje się walidatorem kolejnego bloku w sieci. Wybór opiera się na kombinacji czynników (czyt. determinantów), które mogą obejmować między innymi czystą losowość i/lub/oraz to jak bogaty jest dany węzeł (czyt. ile jednostek tokenu/kryptowaluty posiada).

Wartym odnotowania jest to, że w algorytmie Proof of Stake bloki są "kute" (ang. forged), a nie wydobywane (ang. mined) jak ma to miejsce w Proof of Work. Kryptowaluty wykorzystujące algorytm Proof of Stake najczęściej zaczynają swój żywot (czyt. uruchamiają sieć blockchain) od sprzedaży tokenów/kryptowaluty lub uruchamiają sieć na zasadach algorytmu Proof of Work, a następnie przechodzą na Proof of Stake.

Sieci blockchain oparte o Proof of Stake wykorzystują również opłaty za dokonanie transakcji w sieci jako nagrody dla wykuwaczy (ang. forgers) - zupełnie inaczej aniżeli sieci oparte o Proof of Work, które generują nowe jednostki kryptowaluty aby wynagrodzić górników (ang. miners).  

Użytkownicy, którzy chcą wziąć udział w procesie kucia (ang. forging) muszą zablokować pewną liczbę jednostek tokenu/kryptowaluty w sieci jako swoją stawkę (ang. stake). Wielkość założonej stawki określa szanse na wybranie danego węzła jako następnego walidatora, który zajmie się sprawdzeniem, stworzeniem i transmisją kolejnego bloku. Im większa stawka węzła tym większe są jego szanse na zostanie wybranym. Aby proces selekcji nie faworyzował tylko najbogatszych węzłów w sieci, dodawane do niego są kolejne unikatowe metody selekcyjne. Dwie najczęściej stosowane metody to "Losowy wybór bloku" (ang. Randomized Block Selection) oraz wybór na podstawie “Wieku Stawki” (ang. Coin Age Selection).

W metodzie Randomized Block Selection walidatorów wybiera się wyszukując węzły na podstawie kombinacji najniższej wartości tzw. hashu oraz największej stawki, a ponieważ wielkość stawek jest jawna - dzięki sieci blockchain - następny forger może zostać łatwo przewidziany przez inne węzły.

Metoda Coin Age Selection z kolei opiera się na wybieraniu węzłów biorąc pod uwagę to, jak długo stake’owaly (czyt. zablokowały) swoje tokeny/kryptowaluty. Czas stake’owania (czyt. Age) oblicza się mnożąc liczbę dni w ramach których tokeny/kryptowaluty były w posiadaniu węzła, przez liczbę monet, które są stake’owane. W momencie wykucia bloku (ang. forged block) przez węzeł, jego ‘Age’ zostaje zresetowany. Od tego momentu węzeł musi odczekać pewien czas, aby znów móc wykuć kolejny blok. Ten mechanizm pomaga zapobiegać dominacji węzłów o dużym ‘Stake’ w procesie wyboru, a tym samym w dominacji w sieci blockchain.

Każda kryptowaluta korzystająca z algorytmu Proof of Stake posiada własny zestaw reguł i metod, które połączone są ze sobą na różne sposoby oraz które według nich (czyt. zespołu rozwijającego kryptowalutę) są najlepszą możliwą kombinacją dla ich projektu i jego użytkowników.

W momencie wybrania węzła do wykucia bloku, jego zadaniem jest sprawdzenie czy transakcje zawarte w bloku są prawidłowe, podpisanie bloku oraz dodanie go (czyt. transmisja) do łańcucha bloków. W nagrodę za tę pracę węzeł otrzymuje kwotę opłat transakcyjnych związanych z transakcjami zawartymi w bloku.

Jeśli węzeł zeche zaprzestać dalszego forgowania, jego stawka wraz z uzyskanymi nagrodami zostanie zwolniona dopiero po określonym czasie. Dzięki temu sieć ma czas na sprawdzenie czy węzeł ten nie dodał do niej żadnych nieprawidłowych i/lub fałszywych bloków.


Bezpieczeństwo

Model stawki (ang. Stake) działa jako motywator finansowy dla węzła aktualnie forgującego. Przez przyjęte założenia węzłom bardziej opłaca się rzetelnie wykonywać pracę aniżeli dopuszczać podejrzane transakcje lub samemu takie wytwarzać. Jeśli sieć wykryje nieuczciwą transakcję, to węzeł forgera traci część swojej zablokowanej stawki i prawo do uczestnictwa w sieci w przyszłości jako forger. Tak więc tak długo, jak stawka jest wyższa niż nagroda, walidator straci więcej tokenów/kryptowalut, niż uzyskałby w przypadku podjęcia próby oszustwa.

Aby skutecznie kontrolować sieć i zatwierdzać nieuczciwe transakcje, nieuczciwy węzeł musiałby posiadać większościowy udział w sieci. Taka sytuacja nazwana została w świecie kryptowalut “atakiem 51%” (ang. 51% attack). W zależności od wartości kryptowaluty, przeprowadzenie takiego ataku byłoby dla wykonującego bardzo nieopłacalne, ponieważ aby uzyskać kontrolę nad siecią musiałby zdobyć 51% jej całkowitej podaży.

Głównymi zaletami algorytmu Proof of Stake są efektywność energetyczna i bezpieczeństwo. Dodatkowo większa liczba użytkowników - w porównaniu z Proof of Work - decyduje się na uruchomienie węzła, ponieważ jest to stosunkowo łatwe i niedrogie. Ten fakt wraz z istnieniem procesu randomizacji powoduje także, że sieć jest bardziej zdecentralizowana, ponieważ pule wydobywcze (ang. mining pools) nie są już potrzebne do kopania bloków - w przypadku PoW są. A ponieważ w PoS nie ma potrzeby wydawania wielu nowych tokenów/kryptowalut, które służą jako nagroda dla górników, projekty stosujące ten algorytm konsensusu co do zasady są bardziej stabilne w kwestii ceny wydanych przez nich tokenów/kryptowaluty.

Przy tej okazji warto zapamiętać, że przemysł kryptowalut szybko się zmienia i ewoluuje, a ponadto opracowuje i eksperymentuje z coraz to nowymi algorytmami konsensusu i metodami walidacji oraz wyboru węzłów. PoS i PoW to najpopularniejsze algorytmy.

Do zobaczenia w kolejnym artykule.
PS. Nie zapomnij sprawdzić innych filmów i artykułów dostępnych na Binance Academy. 

Loading