Эволюция и будущее Proof of Stake: Экология и доходность

Эволюция и будущее Proof of Stake: влияние на экологию и доходность

Разработка и внедрение Proof of Stake — бесспорно значимый этап эволюции крипторынка. Гениальное по своей простоте решение трансформировало вектор развития разработки блокчейнов, изменило правила взаимодействия в децентрализованных экосистемах, нивелировало проблему негативного влияния технологии на окружающую среду и стало краеугольным камнем для создания демократичных, масштабируемых и эффективных блокчейнов нового поколения.

Proof-of-Stake (PoS, доказательство доли владения) — самый востребованный на сегодняшний день алгоритм консенсуса в блокчейне. Он не требует больших расходов для поддержки работоспособности сети, и инвестиции в PoS-проекты в разы дешевле вложений в оборудование, обеспечивающее процесс майнинга. Доходность в Proof-of-Stake повышается за счет вознаграждений за стейкинг и высокой доступности инструментов DeFi. Экологические преимущества PoS также очевидны. К примеру, сеть Ethereum в итоге смена алгоритма консенсуса достигла рекордной энергоэффективности блокчейна, зафиксировав снижение потребления энергии на 99,9%.

“В чем задача алгоритма консенсуса?

Децентрализованная природа блокчейна требует достижения консенсуса между участниками сети по вопросам подтверждения транзакций и генерации новых блоков. Совокупность правил, регулирующих этот механизм, называется “алгоритм консенсуса”.”

История и причины возникновения Proof-of-Stake

Биткоин находился в обращении уже без малого три года, когда в 2011 на платформе для криптоэнтузиастов Bitcointalk пользователь под ником QuantumMechanic описал свою идею об альтернативном способе подтверждения транзакций. Его концепция предполагала исключение из цепочки работы майнеров, которая тогда являлась неотъемлемой частью функционирования блокчейна, и предлагала иной принцип распределения награды. Он заключался в том, что вес голоса участника децентрализованной экосистеме может зависеть не от объема вычислений, привносимых им в блокчейн, а от количества криптомонет, которыми он обладает.

Алгоритм консенсуса Proof-of-Work (PoW, доказательство работы), на котором работал и продолжает работать Bitcoin, строится по следующему принципу: майнеры в условиях свободной конкуренции проводят сложные и ресурсоемкие вычислительные работы для поиска хэша. По достижении положительного результата майнер генерирует новый блок и получает награду за успешно решенную задачу.

Уже в первые годы после старта Bitcoin стал очевидным факт, что PoW имеет ряд существенных недостатков:

Принцип распределения наград ведет к гонке оборудования и централизации майнинговых мощностей.

Проблемы низкой скорости проведения транзакций требуют решения.

Высокое потребление электроэнергии оказывает давление на окружающую среду и наносит вред экологии.

Proof-of-Work требовал постоянного роста майнинговых мощностей, инвестиций и энергопотребления. К вычислительному оборудованию применялись все более высокие стандарты, оно росло в цене, что снижало доступность майнинга. И здесь вышла на арену демократичная концепция PoS, предполагающая, что все участники сети получают право голоса, а его сила будет адекватна их доле в общем количестве монет.

“Что такое стейкинг криптовалют?

Стейкинг (от англ. “stake” — доля) — механизм, при котором собственник криптовалюты получает пассивный доход, удерживая цифровые активы в кошельке и не используя их определенный промежуток времени. Так он позволяет системе блокировать на время свои средства, чем содействует стабильному функционированию и безопасности сети. Блокчейн выплачивает ему за это вознаграждение в нативных монетах.”

Идея QuantumMechanic нашла мгновенный отклик, и уже летом 2012 новая концепция была применена в криптовалюте PPCoin. На блокчейне была имплементирована гибридная система консенсуса (добыча монет производилась при помощи майнинга, а транзакции обрабатывались посредством PoS). Эта модель была также реализована в таких ранних проектах, как Gridcoin и Blackcoin. А первой же 100%-ной PoS-монетой без применения майнинга стала NXT, эмитированная в 2013 году. Механизм Proof-of-Stake продемонстрировал такую эффективность, что в дальнейшем большинство децентрализованных платформ стали внедрять именно его в различных модификациях.

Принцип работы алгоритма доказательства доли владения

Итак, согласно первоначальной концепции Proof-of-Stakе, права на управление блокчейном распределяются среди участников сети в зависимости от доли монет, которой они владеют. На начальном этапе развития алгоритма каждый имел возможность сгенерировать новый блок при наличии неснижаемого остатка в монетах на кошельке. Как например, в случае с “канонической” PoS-монетой NXT: кошелек каждого участника является узлом с копией блокчейна (нодой), и каждый пользователь имеет право на вознаграждение за формирование нового блока при наличии не менее 1002 NXT. И чем больший запас монет хранится на кошельке, тем выше шансы на вознаграждение.

Подобный высочайший уровень децентрализации не наилучшим образом влияет на скорость — блокчейн Nxt обрабатывает 4 транзакции в секунду. Для повышения производительности в более современных PoS сетях стал использоваться принцип делегирования, когда право на управление голосом со многих кошельков передается определенному количеству вычислительных нод. Изначально этот механизм имел отдельное название DPoS (Delegated Proof-of-Stake) и был реализован на Tezos, BitShares, EOS, Cardano и др., а с течением времени стал привычным стандартом отрасли и применяется в большинстве имплементаций PoS по умолчанию.

Таким образом, текущая работа по обслуживанию блокчейна передается участниками экосистемы валидаторам, контролирующим ноды. Количество валидаторов, необходимое для обеспечения бесперебойной работы блокчейна, зависит от его архитектуры и разнится от сети к сети. Например, Polkadot планирует до конца 2024 года утроить количество валидаторов, доведя их число до 1000, в то время как число активных валидаторов Ethereum сегодня приближается к 1 млн. Запуск ноды требует от управляющего нодой наличия оборудования с постоянным доступом в интернет и специального ПО, за активацию которого необходимо заблокировать в стейкинге установленное количество нативных монет. Так, для Ethereum — не менее 32 ETH, Avalanche — 2000 AVAX, Tezos — 6000 XTZ. Заблокированные активы служат гарантией намерений валидатора и резервом, за счет которого сеть может компенсировать ошибочные транзакции, проведенные его нодой. Право на обработку транзакций между валидаторами распределяется системой с учетом количества монет в стейкинге, периода длительности блокировки и рандомизации.

Разновидности PoS

Приведем некоторые примеры:

Proof-of-Authority (PoA, доказательство полномочий) — гибридный алгоритм, учитывающий репутацию валидаторов. По итогам прохождения ряда верификационных процедур, каждый валидатор должен быть одобрен разработчиками. PoA обеспечивает прозрачность взаимоотношений между участниками сети и проектом. Применяется в Binance Smart Chain, VeChain, TomoChain.

Leased Proof-of-Stake (LPoS, арендованное доказательство доли). Используется в блокчейне Waves, давая возможность пользователям сдать свои монеты в аренду валидаторам за вознаграждение. В результате, валидатор увеличивает количество своих заблокированных средств и шансы на нахождение новых блоков.

Nominated Proof-of-Stake (NPoS, номинированное доказательство доли). Разработан Polkadot, также используется в Kusama. В нем, подобно как в PoA, уделяется большое внимание социальному капиталу валидатора. Участники путем голосования “номинируют” валидаторов, предоставляя свои токены в качестве залога и разделяя с ними риски. Валидатор должен доказать участникам свою добросовестность.

Pure Proof-of-Stake (PPoS, чистое доказательство доли) — алгоритм сети Algorand, в которой стать валидатором и получить вознаграждение может любой участник, владеющий более чем 1 ALGO. Валидаторы выбираются случайным образом, что обеспечивает демократизацию возможностей получения заработка.

Effective Proof-of-Stake (EPoS, эффективное доказательство доли), разработанный Harmony, также нацелен на справедливое распределение вознаграждений. Он базируется на поощрении большого количества мелких валидаторов в противовес крупным, поддерживая таким образом большую децентрализацию блокчейна.

Сравнение PoS и PoW

Капитализация Bitcoin формирует около 50% глобального рынка криптовалют, который развивается вслед за ее тенденциями. PoW также применяется Dogecoin, Litecoin, Ethereum Classic и Monero. Комьюнити этих сетей активно обсуждают вопросы о целесообразности смены алгоритма для улучшения масштабируемости и устойчивого развития блокчейна. Увеличение потребляемого количества электроэнергии входит в противоречие с глобальной концепцией климатической безопасности. Экологи критикуют PoW-блокчейны, и запрет алгоритма активно обсуждается. Однако нельзя не отметить, что реальный вред от майнинга по углеродному следу объективно ниже, чем у многих общепринятых отраслей, таких как золотодобыча, банковское дело и др. В любом случае, влияние PoS на экологию является практически невидимым по сравнению с PoW.

Более того, эксперты отмечают значительный вклад PoS в зеленые технологии. Помимо изначально низкого энергопотребления, существует много кейсов использования PoS в проектах с возобновляемой энергией, вторичной переработкой и компенсацией углеродного следа.

Что касается рисков централизации, то они присутствуют у обоих алгоритмов. И пока PoS-блокчейны стараются решить проблему силы голоса крупных стейкеров, которая может создать дисбаланс между PoS и принципами децентрализации, крипторынок наблюдает за монополизацией майнинга — основные вычислительные мощности для поддержки PoW в последние годы могут позволить себе содержать только крупные корпорации или правительства государств.

Будущее механизмов консенсуса

Бесспорные преимущества PoS против других алгоритмов открывают большие перспективы для разработки новых и более совершенных PoS-протоколов. Перед командами проектов стоят задачи по повышению безопасности, так как несмотря на то, что этот алгоритм более технологичен и идеально подходит для платежных систем, PoW считается более защищенным засчет беспрецедентной децентрализации.

Смена алгоритма с PoW на PoS представляется труднореализуемой, так как сложно представить себе условия, в которых майнеры на это согласятся. К тому же у биткоина несколько разобщенных команд разработчиков, и любые изменения вызывают бесконечные споры, на разрешение которых уходят годы. Так что адаптация PoS в крупных блокчейнах является совсем нетривиальной задачей. Команды Dogecoin и Zcash объявляли в 2021 году о возможности перехода на PoS, но пока не перешли. С другой стороны, Ethereum успешно прошел процедуру адаптации алгоритма в 2022 и сегодня является крупнейшей по капитализации PoS-криптовалютой.

В любом случае, изначально высокая масштабируемость блокчейнов PoS не подвергается сомнениям, в то время как разработчики PoW-сетей вынуждены заниматься разработкой Layer 2 решений для увеличения пропускной способности. Из вызовов, стоящих перед PoS, некоторые аналитики озвучивают риски неопределенного регулирования, связанного с тем, что токены на PoS могут быть расценены SEC как ценные бумаги. Так или иначе, весь рынок не первый год ожидает решения вопросов регулирование блокчейнов в целом и PoS-токенов в частности.

Спасибо за внимание!

AnyExchange — обменник , через который вы можете конвертировать криптовалюту по лучшему курсу валют . Также на нашей платформе доступны денежные переводы по всему миру.