Обзор алгоритмов Proof-of-Work, Proof-of-Stake и Proof-of-Burn

В блокчейне проверяет операции и осуществляет подтверждение записей особый механизм, получивший определение – алгоритм консенсуса. Сам алгоритм представляет из себя метод, за счет которого ноды достигают консенсуса о том, в каком состоянии находятся данные в каждом из блоков. Алгоритм предоставляет гарантии на то, что правила протокола будут соблюдены, и все транзакции достоверны. Фактически, алгоритм обеспечивает целостность и безопасность сети.

Надо указать, что есть различия между алгоритмом и протоколом, поскольку их нередко путают. Протокол – это правила деятельности блокчекйна, по ним ноды взаимодействуют друг с другом, передается информация о транзакциях, подтверждается майнинг блоков.

В свою очередь алгоритм – это механизм проверки выполнения правил, верными ли являются подписи, каждая ли транзакция корректно проведена. К примеру, BTC и ETH являются протоколами, а Proof-of-Work (PoW) – это консенсусный алгоритм. Сейчас есть разные варианты алгоритмов. Укажем самые известные из них.

Алгоритм Proof-of-Work (PoW)

Proof-of-Work (PoW) (доказательство выполнения работы) представляет из себя алгоритм консенсуса. Он был реализован в сети Bitcoin. Сама концепция алгоритма была представлена в 1993. В 1997 году на его базе был создан алгоритм Hashcash. В 2008 С. Накамото использовал Proof-of-Work (PoW) для Биткойна. Позже его стали применять и для прочих криптоактивов, от ETH и до Dogecoin и Monero.

В чем состоит основа алгоритма? Ноды для подтверждения транзакций должны решать математические уравнения. Та нода, что первой смогла найти решение уравнения, имеет право на то, чтобы получить награду – новую монету.

Алгоритм дал возможность осуществить запуск первых криптовалют. За счет него сеть стала более защищенной от взломов хакеров, и децентрализованной. В то же время по мере того, как криптовалюты стали развиваться, выявились и определенные недостатки PoW. Они стали настолько значительными, что не позволяют развиваться многих криптопроектам.

В частности, майнинг требует огромного количества энергии. Несмотря на то, что в сети работает огромное количество нод, почти все они функционируют вхолостую, поскольку награду получает только одна нода. Майнинг стал крайне затратным.

Также пользователи должны выплачивать майнерам комиссионные сборы за то, что те проверяют транзакции. Чем более загруженной является сеть, тем больше приходится платить комиссионный сбор. Бывает так, что комиссии полностью превышают доход от майнинга.
У блокчейнов, работающих на базе PoW очень слабая скорость. Масштабируемость недостаточная. К примеру, в сети Биткойн проводится не более 10 транзакций за 1 секунду. Этого недостаточно для развития сети.

Еще один недостаток – майнеры централизуются, образуя пулы. Это приводит к тому, что комиссионные сборы становятся больше, сложность майнинга возрастает, падает безопасность сетей. В отличие от него другой алгоритм, а именно PoS, таки недостатков не имеет.

Алгоритм Proof-of-Stake (PoS)

PoS (доказательство доли владения) был представлен в 2011 году, как альтернатива PoW. Его главная цель создания – исправление недостатков PoW, особенно низкой скорости, недостаточной масштабируемости.

В 2012 его интегрировали в блокчейн актива PeerCoin. Сейчас на основе PoS функционируют разнообразные блокчейны, от TRON и до IOTA. Стоит отметить, что на него переходит и Ethereum 2.0.

Proof-of-Stake (PoS) не предполагает майнинга. Математические задачи не решаются. Новые монеты добывают с помощью стейкинга. Это механизм, который позволяет добавить новые блоки при помощи доказательства владения криптой. Чем большим количеством монет обладает нода, тем выше возможность сделать подтверждение нового блока, и взамен получить награду.

В какой-то мере стейкинг в чем-то похож на вклад в банке. Валидаторы могут получить прибыль пассивно, держа на балансе актив. В то же время стейкинг также невозможен без энергозатрат. Кроме этого, нужно, чтобы на кошельке было определенное число монет.

В чем главные преимущества Proof-of-Stake (PoS)?

Если сравнить с PoW, то потребление энергии намного меньше. Не требуется приобретать оборудование для майнинга. Скорость и масштабируемость гораздо более высокая. К примеру, в сети TRON проводится более 2000 транзакций за 1 секунду. Комиссионные сборы также ниже.

Основным же недостатком Proof-of-Stake (PoS) является то, что он создает возможность формирования централизации сети. У валидаторов, располагающих значительным числом монет, есть шансы на то, чтобы потом взять под контроль почти всю сеть. Исходя из этого, стали появляться новые алгоритмы, в том числе и PoB

Алгоритм Proof-of-Burn

Proof-of-Burn (доказательство сжигания). Данный алгоритм является альтернативой вышеуказанным. Смысл его состоит в том, что майнеры отправляют монеты на особый адрес. Приватные ключи к нему подобрать нельзя. То есть монеты не тратятся, а подвергаются процессу сожжения. В ответ на такие действия майнеры создают новые блоки, получая за это награду. Чем большее количество монет сжигается, тем больше шансов стать обладателем награды за блоки.

В чем его преимущества? Потребление энергии незначительное, не надо покупать дорогое оборудование для добычи. За счет этого алгоритма может повыситься и стоимость монет.

Однако есть и недостаток Proof-of-Burn (PoB). Его можно использовать лишь для устоявшихся проектов, которые завершили эмиссию активов, и уже можно сжигать монеты. из-за этого данный алгоритм не так известен, как другие.
Заключение

Кроме указанных проектов, есть и другие. По мере того, как развивается блокчейн, появляется все больше других алгоритмов, а действующие будут трансформироваться в сторону улучшения архитектуры.

Подписывайтесь на Фридман клаб в соцсетях и наш Телеграм канал, чтобы всегда быть в курсе самых последних и горячих новостей @like_freedman

Автор: Вадим Груздев, аналитик Freedman Сlub Crypto News