Основные моменты
Proof of Stake (доказательство доли владения) — это популярный алгоритм консенсуса, который служит альтернативой Proof of Work. Вместо использования вычислительной мощности для проверки транзакций, валидаторы блокируют ("стейкают") свои монеты. Это существенно снижает энергозатраты. Также PoS повышает децентрализацию, безопасность и масштабируемость.
Несмотря на преимущества, блокчейны с низкой капитализацией могут быть уязвимы к 51%-атаке. Благодаря своей гибкости PoS реализуется в разных формах, адаптируясь под нужды конкретных блокчейнов и пользователей.
Что означает Proof of Stake?
Алгоритм Proof of Stake был предложен в 2011 году как решение ограничений модели Proof of Work. Обе системы стремятся достичь консенсуса в сети, но делают это по-разному: если Proof of Work требует решения сложных задач, то PoS — лишь подтверждения наличия заблокированных монет.
Как работает Proof of Stake
В PoS выбор валидаторов происходит по псевдослучайному принципу. Учитываются такие параметры, как объем стейка, возраст монет и случайность. Вместо "майнинга" блоки создаются путём "форжинга".
Чтобы участвовать в создании блоков, пользователь блокирует определённое количество токенов. Чем больше стейк — тем выше шанс стать валидатором. Чтобы не доминировали только крупные кошельки, применяются алгоритмы случайного выбора или выбора по возрасту монет.
Выбор по минимальному хешу и максимальному стейку
В этом подходе выбирается нода с наилучшим сочетанием хеш-значения и размера стейка. Так как информация об объеме стейка публична, можно примерно предсказать, кто станет следующим валидатором.
Выбор по возрасту монет
Монеты, которые дольше находятся в стейке, имеют больший вес. После того как валидатор создал блок, возраст его монет обнуляется, чтобы избежать монополии.
Проверка транзакций
Каждая PoS-сеть имеет свои правила валидации. После выбора валидатор проверяет транзакции, подписывает блок и добавляет его в цепочку. В награду он получает комиссии с транзакций и, в некоторых сетях, дополнительные токены.
Если валидатор решит прекратить участие, его стейк и вознаграждение разблокируются не сразу — это позволяет убедиться, что блоки не содержат мошеннических транзакций.
Какие блокчейны используют PoS?
На сегодняшний день большинство современных блокчейнов — включая Ethereum, который перешёл на PoS в 2022 году — используют механизмы на базе доказательства доли владения. Примеры:
- Solana
- Avalanche
- Polkadot
- Cardano
- Cosmos
Преимущества Proof of Stake
- Адаптивность: PoS легко модифицируется под нужды сети.
- Децентрализация: Участие валидации более доступно обычным пользователям.
- Энергоэффективность: Нет необходимости в майнинге и потреблении большого количества электроэнергии.
- Масштабируемость: Добавление новых валидаторов не требует затрат на оборудование.
- Безопасность: Угроза потери стейка сдерживает попытки фальсификации транзакций.
Чтобы провести 51%-атаку, злоумышленнику нужно обладать более чем половиной общего количества монет, что крайне сложно при высокой капитализации.
Недостатки Proof of Stake
- Форки: При разделении цепочки нет препятствий для валидаторов участвовать сразу в обоих ветках.
- Порог входа: Чтобы начать валидировать, необходимо купить токены.
- 51%-атака: Теоретически PoS может быть уязвим при низкой стоимости токена и слабом рынке.
Сравнение: Proof of Work vs Proof of Stake
| Характеристика | Proof of Work | Proof of Stake |
|---|---|---|
| Требования к оборудованию | Высокие | Минимальные |
| Энергопотребление | Высокое | Низкое |
| Децентрализация | Ограниченная | Более высокая |
| Механизм подтверждения | Вычисления | Стейкинг монет |
Другие разновидности PoS
Delegated Proof of Stake (DPoS)
Участники делегируют свои монеты избранным валидаторам и получают часть награды. Валидаторы соревнуются за доверие делегаторов.
Nominated Proof of Stake (NPoS)
Используется в сети Polkadot. Делегаторы выбирают до 16 валидаторов. Если один из них оказывается недобросовестным, делегатор может потерять стейк.
Proof of Staked Authority (PoSA)
Гибрид PoS и Proof of Authority. Валидаторы чередуются в создании блоков в зависимости от стейка и репутации. Используется в некоторых сетях с ограниченным числом участников.
Заключение
С момента появления Биткоина алгоритмы консенсуса эволюционировали. Proof of Stake стал ведущим стандартом благодаря своей энергоэффективности, безопасности и гибкости. Ethereum уже полностью перешёл на PoS, и большинство новых блокчейнов используют именно эту модель. PoS не только надолго закрепился в криптоиндустрии, но и продолжает развиваться в различных формах.
