Понимание доказательства участия: механизм, который трансформирует Блокчейны

Исполнительное резюме: Доказательство участия становится доминирующим механизмом консенсуса в современных блокчейн-сетях. В отличие от ресурсоемкого подхода, оно функционирует за счет блокировки токенов участниками, что резко снижает потребление энергии. Несмотря на его значительные преимущества в децентрализации и масштабируемости, оно сталкивается с проблемами доступности и потенциальными уязвимостями в сетях с меньшей капитализацией.

Почему доказательство участия важно сейчас

Блокчейн эволюционировал. Если в начале эпохи Биткойна единственным способом валидации транзакций была грубая вычислительная мощность, то сегодня реальность совершенно иная. Proof of Stake (или, как некоторые называют, минтинг ) стал стандартным выбором для практически всех новых запущенных блокчейнов. Но понимание его работы перестало быть академическим интересом и стало необходимым знанием при выборе сетей, в которых вы будете работать.

Когда вы слышите о Ethereum 2.0, Solana, Polkadot, Avalanche или BNB Chain, вы говорите о сетях, которые используют вариации этого механизма. Практически невозможно участвовать в современном криптоэкосистеме, не имея дело с доказательством долевого участия на каком-либо уровне.

Как работает минтинг на практике

Забудьте о майнинге. В proof of stake не говорят о “майнинге”, а о “ковке” блоков. И процесс гораздо более прямолинеен, чем кажется.

Представьте себе сеть, где вы помещаете определенное количество токенов в качестве залога. Этот залог (называется стейком) и работает как ваш вход в процесс валидации. Чем больше ваш стейк, тем больше ваши шансы быть выбранным для валидации следующего блока. Но это не прямая выборка - система использует комбинацию псевдослучайных факторов для принятия решения.

Сеть фильтрует своих валидаторов, используя в основном два критерия. Первый - это Случайный выбор блока, где выбор сочетает наименьшее значение хеша с наибольшим стейком - это означает, что даже те, кто ставит больше, могут не быть выбраны. Второй - Выбор по возрасту монеты, который учитывает, как долго ваши токены заблокированы в сети. Чем дольше ваш стейк остается, тем больше очков вы накапливаете. После валидации блока ваш таймер сбрасывается на ноль, что предотвращает полное доминирование мегаволнов.

Когда ваш узел выбирается, вы проверяете, являются ли все транзакции в блоке законными, подписываете блок и добавляете его в блокчейн. Минтинг, вы получаете комиссии за транзакции и, во многих блокчейнах, вознаграждение в виде новых монет. Если вы хотите остановиться, ваш стейк остается заблокированным на период (lockup), пока сеть проверяет, добавляли ли вы мошеннические блоки. Только после этого вы сможете вернуть все.

Механизм за этим: поймите методы отбора

Каждый блокчейн реализует свою собственную версию, но все они разделяют одну и ту же основную логику. Выбор валидаторов не является чисто случайным (что было бы unfair) и не является полностью детерминированным (что позволяло бы прогнозировать).

Случайный выбор блока использует формулу, которая сочетает самый низкий хэш с наибольшим количеством в стейкинге. Поскольку все видят публичные ставки, другие узлы могут предсказать, кто станет следующим “создателем” - но это не проблема, это функция. Прозрачность укрепляет доверие.

Выбор возраста монеты работает иначе. Умножает количество дней, в течение которых ваши токены заблокированы, на количество токенов. Пользователь с 100 токенами на 30 дней накапливает больше “возраста монеты”, чем кто-то с 500 токенами за 2 дня. Это поощряет долгосрочное участие и наказывает за концентрацию власти.

Оба метода существуют, потому что различные блокчейны имеют разные потребности. Некоторые придают первостепенное значение экстремальной децентрализации, другие ценят стабильность.

Кто использует доказательство доли участия и как

Практически каждая блокчейн, выпущенная в последние годы, приняла какое-то изменение. Список обширен:

• BNB Chain и BNB Smart Chain реализуют Proof of Staked Authority, гибрид, который сочетает в себе доказательство авторитета и участие.
• Solana использует собственную модель, оптимизированную для скорости
• Avalanche сочетает несколько уровней с консенсусом на основе участия
• Polkadot разработала свою собственную систему под названием Nominated Proof of Stake

А как насчёт Эфириума? Он в переходе. The Merge ознаменовал переход на Ethereum 2.0, полностью мигрируя с Proof of Work.

Реальные доходы от доказательства доли

Причина, по которой эта технология завоевала рынок, проста: она работает лучше в нескольких ключевых аспектах.

Энергоэффективность является самым очевидным преимуществом. Вам не нужны мощные машины, соревнующиеся в решении криптографических головоломок. Стоимость участия в основном составляет стоимость транзакции ваших токенов, а не оплату счетов за электроэнергию. Сеть Proof of Stake потребляет крошечную долю энергии по сравнению с Proof of Work.

Реальная децентрализация происходит потому, что больше людей могут участвовать. Вам не нужно инвестировать в дорогие специализированные аппаратные средства. С простым компьютером и достаточным количеством токенов вы в игре. Это снижает концентрацию власти в крупных операциях по добыче. Хотя существуют пулы стекинга, у отдельного валидатора гораздо больше шансов быть выбранным в одиночку, чем в системах Proof of Work.

Лучшая масштабируемость приходит естественным образом. Без зависимости от конкретных физических машин добавление новых валидаторов является дешевым и простым. Нет ограничений по майнинговым фермам или поставкам энергии, которые определяют реальные пределы сети.

Безопасность через стимулы работает так: если вы обработаете мошенническую транзакцию и будете обнаружены, вы потеряете часть своего стейка. Если вы потеряете больше, чем получите от мошенничества, нет смысла пытаться. Нападающему нужно контролировать 51% всех токенов в обращении, чтобы доминировать в сети - это астрономическая стоимость в ценных криптовалютах. Это защита через математику, а не только через аппаратное обеспечение.

Проблемы, которые все еще существуют

Ничто не идеально, и механизм участия имеет свои слабые стороны.

Форк в теории более рискован. В Proof of Work майнинг с обеих сторон форка тратит энергию - это дезинс incentivирует действия. В Proof of Stake стоимость тривиальна, поэтому технически валидаторы могут делать ставку с обеих сторон. На практике экономические и социальные стимулы предотвращают это, но теоретический риск остается.

Доступность требует токены - вы не можете участвовать без наличия нативного токена. Это означает покупку на биржах, первоначальные инвестиции. В зависимости от минимально требуемой суммы, это может быть слишком дорого для некоторых. В теоретическом Proof of Work вы могли бы начать с дешевого оборудования. На практике это тоже стало дорого, так что преимущество относительное.

Атаки 51% более вероятны в небольших блокчейнах или на токенах, которые сильно упали в цене. Если токен падает с $100 до $1, стоимость покупки 51% всей циркуляции резко снижается. У злоумышленника будет контроль. В сетях с большой капитализацией это практически невозможно. В спекулятивных альткоинах с низкой капитализацией это реальный риск.

Специализированные вариации механизма

Участие в тесте - это минтинг платформа - каждая блокчейн адаптирует ее под свои цели.

Делегированное доказательство доли (DPoS) позволяет вам делать ставку, не становясь валидатором. Вы кладете свои токены от имени выбранного вами валидатора, и вознаграждения делятся. Чем больше людей делегируют валидатору, тем выше его шансы на выбор. Валидаторы соревнуются, предлагая лучшие комиссии и репутацию. Это более участливая и децентрализованная система.

Номинированный Процесс Доказательства Ставки (NPoS), разработанный Polkadot, кажется похожим, но добавляет одну важную правило: если вы ставите на злонамеренного валидатора, вы также теряете свои токены. Это стимулирует тщательный выбор. Номинаторы могут выбирать до 16 валидаторов, и сеть равномерно распределяет ставку между ними. Polkadot также использует продвинутую теорию игр для разрешения ничьих.

Доказательство Стейкованной Авторитетности (PoSA), используемое в BNB Smart Chain, сочетает в себе элементы доказательства авторитета и доказательства участия. Группа из 21 активного валидатора имеет право быть выбранной, основываясь на количестве BNB в стейкинге (собственном или делегированном). Эта группа меняется ежедневно. Это гибридная модель, которая балансирует между децентрализацией и эффективностью.

Доказательство доли против Доказательства работы: ясное сравнение

Сравнение показывает, что каждый из них имеет свои компромиссы. Ни один из них не является “лучшим” абсолютно - просто лучше для конкретных контекстов.

Ближайшее будущее блокчейнов

Путь ясен. Большинство новых блокчейнов с момента запуска используют Proof of Stake. Существующие сети мигрируют, когда это возможно. Ethereum завершил переход. Bitcoin, вероятно, останется исключением - одной из редких крупных сетей, сохраняющих Proof of Work.

Участие в сети не идеально, но его преимущества в эффективности, относительной доступности и масштабируемости сделали его фактическим стандартом. По мере того как технология созревает, его специализированные вариации продолжат развиваться, чтобы адаптироваться к различным случаям использования. Понимание того, как это работает, перестало быть опциональным для тех, кто работает с криптовалютами.