Еволюція та майбутнє Proof of Stake: Екологія та прибутковість

Еволюція та майбутнє Proof of Stake: вплив на екологію та прибутковість

Розробка і впровадження Proof of Stake є безперечно значущим етапом еволюції крипторинку. Геніальне за своєю простотою рішення трансформувало вектор розвитку розроблення блокчейнів, змінило правила взаємодії в децентралізованих екосистемах, нівелювало проблему негативного впливу технології на навколишнє середовище і стало наріжним каменем для створення демократичних, масштабованих і ефективних блокчейнів нового покоління.

Proof-of-Stake (PoS, доказ частки володіння) ─ найпопулярніший на сьогодні алгоритм консенсусу в блокчейні. Він не вимагає великих витрат для підтримки працездатності мережі, і інвестиції в PoS-проєкти в рази дешевші за вкладення в обладнання для майнінгу. Прибутковість у Proof-of-Stake підвищується шляхом отримання пасивного заробітку у вигляді винагород за стейкінг і високої доступності інструментів DeFi. Екологічні переваги PoS також очевидні. Наприклад, мережа Ethereum унаслідок зміни алгоритму консенсусу досягла рекордної енергоефективності блокчейну, зафіксувавши зниження споживання енергії на 99,9%.

“Що таке алгоритм консенсусу?

Децентралізована природа блокчейну вимагає досягнення консенсусу між учасниками мережі з питань підтвердження транзакцій і генерації нових блоків. Набір правил, що регулює цей механізм, називається “алгоритм консенсусу”.”

Історія та причини виникнення Proof-of-Stake

Біткоїн перебував в обігу вже майже три роки, коли в 2011 на форумі криптоентузіастів Bitcointalk користувач під ніком QuantumMechanic описав свою ідею про альтернативний спосіб підтвердження транзакцій. Його концепція передбачала виключення з ланцюжка роботи майнерів, яка тоді була невіддільною частиною функціонування блокчейну, і пропонувала інший принцип розподілу нагороди. Він полягав у тому, що вага голосу учасника децентралізованої мережі може залежати не від обсягу обчислень, які він привносить у блокчейн, а від кількості криптомонет, якими він володіє.

Алгоритм консенсусу Proof-of-Work (PoW, доказ роботи), на якому працював і продовжує працювати Bitcoin, будується за таким принципом: майнери в умовах вільної конкуренції розв’язують ресурсомісткі обчислювальні задачі для пошуку хешу. У разі успіху майнер отримує можливість додати новий блок і здобути нагороду за виконану роботу.

Уже в перші роки після запуску біткоїна став очевидним факт, що PoW має низку істотних недоліків:

Принцип розподілу нагород веде до перегонів з обладнанням та централізації майнінгових потужностей.

Проблеми низької швидкості проведення транзакцій потребують вирішення.

Високе споживання електроенергії чинить тиск на навколишнє середовище і завдає шкоди екології.

Proof-of-Work вимагав постійного зростання майнінгової потужності, інвестицій і витрат на електроенергію. До обчислювального обладнання застосовувалися дедалі вищі стандарти, воно зростало в ціні, що знижувало доступність майнінгу. І тут вийшла на арену демократична концепція PoS, яка передбачає, що право голосу отримують усі учасники мережі, а сила голосу буде адекватна їхній частці в загальній кількості монет.

“Що таке стейкінг криптовалют?

Стейкінг (від англ. “stake” – частка) ─ механізм, за якого власник криптовалюти отримує пасивний дохід, утримуючи цифрові активи в гаманці й не використовуючи їх певний проміжок часу. Так він дає змогу системі блокувати на певний час свої кошти, чим сприяє стабільному функціонуванню та безпеці мережі. Блокчейн виплачує йому за це винагороду в нативних монетах.”

Ідея QuantumMechanic знайшла миттєвий відгук, і вже в серпні 2012 року новий механізм консенсусу було застосовано в криптовалюті PPCoin. На блокчейні було імплементовано гібридну систему консенсусу (нові монети добували за допомогою майнінгу, а транзакції обробляли через PoS). Ця модель була також реалізована в інших ранніх проєктах, таких як Gridcoin і Blackcoin. Першою ж 100%-вою PoS-криптовалютою без застосування майнінгу стала NXT, емітована 2013 року. Алгоритм Proof-of-Stake виявився настільки ефективним і гнучким, що в наступні роки більшість децентралізованих платформ стали впроваджувати саме його в різних модифікаціях.

Принцип роботи Proof-of-Stake

Отже, відповідно до початкової концепції Proof-of-Stake, права на управління блокчейном розподіляються між учасниками мережі відповідно до частки монет, якими вони володіють. На початковому етапі розвитку алгоритму кожен мав можливість сформувати новий блок за наявності незнижуваного залишку в монетах на гаманці. Як, наприклад, у випадку з “канонічною” PoS-монетою NXT: гаманець кожного учасника є вузлом із копією блокчейну (нодою), і кожен користувач має право на винагороду за формування нового блоку за наявності щонайменше 1002 NXT. Що більше монет зберігається на гаманці, то вища ймовірність отримання нагороди.

Такий високий рівень децентралізації не найкращим чином впливає на швидкість ─ блокчейн Nxt обробляє 4 транзакції на секунду. Для підвищення продуктивності в більш сучасних PoS-мережах почали використовувати принцип делегування, коли право на управління голосом з багатьох гаманців передається небагатьом обчислювальним нодам. Спочатку цей механізм мав окрему назву DPoS (Delegated Proof-of-Stake) і був реалізований на BitShares, EOS, Tezos, Cardano та ін., а з плином часу став галузевим стандартом і застосовується в більшості імплементацій PoS за замовчуванням.

Таким чином, поточну роботу з обслуговування блокчейну учасники мережі передають валідаторам (професійним учасникам, які керують нодами). Кількість валідаторів, необхідна для забезпечення безперебійної роботи блокчейна, залежить від його архітектури та різниться від мережі до мережі. Наприклад, Polkadot планує до кінця 2024 року потроїти кількість валідаторів, довівши їхню кількість до 1000, тоді як кількість активних валідаторів Ethereum сьогодні наближається до 1 млн. Запуск ноди вимагає від валідатора наявності обладнання з постійним доступом до інтернету і спеціального ПЗ, за активацію якого необхідно заблокувати в стейкінгу певну кількість нативних монет. Наприклад, для Ethereum ─ не менше 32 ETH, Avalanche ─ 2000 AVAX, Tezos ─ 6000 XTZ. Заблоковані активи слугують гарантією намірів валідатора і резервом, коштом якого мережа може компенсувати помилкові транзакції, проведені його нодою. Право на обробку транзакцій між валідаторами розподіляє система залежно від кількості монет у стейкінгу, періоду тривалості блокування і рандомізації.

Різновиди PoS

Наведемо деякі з них:

Proof-of-Authority (PoA, доказ повноважень) ─ гібридний алгоритм, що враховує репутацію валідаторів. За підсумками проходження низки верифікаційних процедур, кожен валідатор має бути схвалений розробниками. PoA забезпечує прозорість взаємовідносин між учасниками мережі та проєктом. Застосовується в Binance Smart Chain, VeChain, TomoChain.

Leased Proof-of-Stake (LPoS, орендований доказ частки). Використовується в блокчейні Waves, даючи можливість користувачам здати свої монети в оренду валідаторам за винагороду. У результаті, валідатор збільшує кількість своїх заблокованих коштів і шанси на знаходження нових блоків.

Nominated Proof-of-Stake (NPoS, номінований доказ частки). Розроблено Polkadot, також використовується в Kusama. У ньому, подібно як у PoA, приділяється велика увага соціальному капіталу валідатора. Учасники шляхом голосування “номінують” валідаторів, надаючи свої токени як заставу і розділяючи з ними ризики. Валідатор повинен довести учасникам свою сумлінність.

Pure Proof-of-Stake (PPoS, чистий доказ частки) ─ алгоритм мережі Algorand, у якій стати валідатором і отримати винагороду може будь-який учасник, який володіє більш ніж 1 ALGO. Валідаторів обирають випадковим чином, що забезпечує демократизацію можливостей отримання заробітку.

Effective Proof-of-Stake (EPoS, ефективний доказ частки), розроблений Harmony, також націлений на справедливий розподіл винагород. Він базується на заохоченні великої кількості дрібних валідаторів на противагу великим, підтримуючи таким чином більшу децентралізацію блокчейну.

Порівняння PoS і PoW

Капіталізація Bitcoin формує близько 50% глобального ринку криптовалют, який розвивається слідом за її тенденціями. Алгоритм PoW також застосовується Dogecoin, Litecoin, Ethereum Classic і Monero. Ком’юніті цих мереж активно обговорюють питання про доцільність зміни алгоритму для поліпшення масштабованості та сталого розвитку блокчейну. Збільшення споживаної кількості електроенергії входить у суперечність з глобальною концепцією кліматичної безпеки. Екологи критикують PoW-блокчейни, і заборона алгоритму активно обговорюється. Однак не можна не відзначити, що реальна шкода від майнінгу за вуглецевим слідом об’єктивно нижча, ніж у багатьох соціально схвалюваних галузях, як-от золотовидобуток, банківська справа тощо. У будь-якому разі, вплив PoS на екологію є практично невидимим порівняно з PoW.

Ба більше, експерти відзначають значний внесок PoS у зелені технології. Крім початково низького енергоспоживання, існує багато кейсів використання PoS у проєктах із відновлюваною енергією, вторинним переробленням і компенсацією вуглецевого сліду.

Що стосується ризиків централізації, то вони присутні в обох алгоритмах. І поки PoS-блокчейни намагаються розв’язати проблему сили голосу великих стейкерів, яка може створити дисбаланс між PoS і принципами децентралізації, крипторинок спостерігає за монополізацією майнінгу ─ основні обчислювальні потужності для підтримки PoW в останні роки можуть дозволити собі утримувати тільки великі корпорації або уряди держав.

Майбутнє механізмів консенсусу

Безперечні переваги PoS проти інших алгоритмів відкривають великі перспективи для розробки нових і більш досконалих PoS-протоколів. Перед командами проєктів стоять завдання з підвищення безпеки, оскільки, пори те, що цей алгоритм більш технологічний і ідеально підходить для платіжних систем, PoW вважається надійнішим завдяки безпрецедентній децентралізації.

Зміна алгоритму з PoW на PoS видається важкореалізованою, оскільки складно уявити собі умови, в яких майнери на це погодяться. До того ж у біткоїна кілька роз’єднаних команд розробників, і будь-які зміни викликають запеклі суперечки, на розв’язання яких йдуть роки. Тож адаптація PoS у великих блокчейнах є зовсім нетривіальним завданням. Розробники Dogecoin і Zcash оголошували 2021 року про можливість переходу на PoS, але поки не перейшли. З іншого боку, Ethereum успішно пройшов процедуру адаптації алгоритму у 2022 і сьогодні є найбільшою за капіталізацією PoS-криптовалютою.

У будь-якому разі, початкова висока масштабованість блокчейнів PoS не піддається сумнівам, тоді як розробники PoW-мереж змушені займатися розробкою Layer 2 рішень для збільшення пропускної здатності. З викликів, що стоять перед PoS, деякі аналітики озвучують ризики невизначеного регулювання, пов’язаного з тим, що токени на PoS можуть бути розцінені SEC як цінні папери. Так чи інакше, весь ринок не перший рік очікує розв’язання питань регулювання блокчейнів загалом і PoS-токенів зокрема.

Дякуємо за увагу!

AnyExchange ─ обмінник , через який ви можете конвертувати криптовалюту за найкращим курсом валют . Також на нашій платформі доступні грошові перекази по всьому світу.