Розуміння Доказу частки: механізм, який трансформує Блокчейни

Виконавче резюме: Доказ участі виникає як домінуючий механізм консенсусу в сучасних блокчейн-мережах. На відміну від інтенсивного обчислювального підходу, він працює через блокування токенів учасниками, що різко зменшує споживання енергії. Незважаючи на свої значні переваги в децентралізації та масштабованості, він має проблеми з доступністю та потенційні вразливості в мережах з меншою капіталізацією.

Чому доказ участі важливий зараз

Блокчейн еволюціонував. Якщо на початку Bitcoin єдиним способом валідації транзакцій була потужність обчислень, сьогодні реальність абсолютно інша. Доказ участі ( або доказ ставки, як деякі його називають ) став стандартним вибором для практично всіх нових запущених блокчейнів. Але розуміння його роботи перестало бути академічною цікавість і стало важливим знанням при виборі, в яких мережах ви будете працювати.

Коли ви чуєте про Ethereum 2.0, Solana, Polkadot, Avalanche або BNB Chain, ви говорите про мережі, які використовують варіації цього механізму. Практично неможливо брати участь в сучасній криптоекосистемі, не стикаючись з доказом участі на якому-небудь рівні.

Як працює доказ участі на практиці

Забудьте про майнінг. В тестуванні на участь не йдеться про “майнінг”, а про “форжинг” блоків. І процес набагато простіший, ніж здається.

Уявіть мережу, де ви ставите певну кількість токенів як забезпечення. Це забезпечення (називається stake) і працює як ваш вхід у процес валідації. Чим більший ваш stake, тим більше шансів бути обраним для валідації наступного блоку. Але це не пряма вибірка - система використовує комбінацію псевдовипадкових факторів для прийняття рішення.

Мережа фільтрує своїх валідаторів, використовуючи головним чином два критерії. Перший — це Випадковий вибір блоку, де вибір поєднує найменше значення хешу з найбільшим ставкою — це означає, що навіть той, хто ставить більше, може не бути обраним. Другий — це Вибір віку монет, який враховує, як довго ваші токени заблоковані в мережі. Чим довше ваш stake залишається, тим більше балів ви накопичуєте. Після валідації блоку ваш таймер повертається до нуля, запобігаючи тому, щоб мегавалюти повністю домінували.

Коли ваш вузол обирається, ви перевіряєте, чи всі транзакції в блоці є легітимними, підписуєте блок і додаєте його до блокчейну. Як винагороду ви отримуєте комісії за транзакції і, у багатьох блокчейнах, винагороду у вигляді нових монет. Якщо ви хочете зупинитися, ваш stake залишається заблокованим протягом періоду (lockup), поки мережа перевіряє, що ви не додали шахрайські блоки. Лише після цього ви зможете викупити все.

Механізм за цим: зрозумійте методи відбору

Кожен блокчейн реалізує свою власну версію, але всі вони ділять одну й ту ж основну логіку. Вибір валідаторів не є чисто випадковим (що було б unfair)ні повністю детермінованим (що дозволило б прогнози).

Випадковий вибір блоку використовує формулу, яка поєднує найнижчий хеш з найбільшою кількістю в стейкінгу. Оскільки всі бачать публічні стейки, інші вузли можуть передбачити, хто стане наступним “форжером” - але це не проблема, це особливість. Прозорість зміцнює довіру.

Вибір віку монет працює інакше. Множить кількість днів, протягом яких ваші токени заблоковані, на кількість токенів. Користувач з 100 токенами на 30 днів накопичує більше “віку монет”, ніж хтось з 500 токенами за 2 дні. Це стимулює довгострокову участь і карає концентрацію влади.

Обидва методи існують, оскільки різні блокчейни мають різні потреби. Деякі надають пріоритет екстремальній децентралізації, інші цінують стабільність.

Хто використовує доказ участі та як

Практично всяка блокчейн, випущена в останні роки, прийняла якусь варіацію. Список великий:

• BNB Chain та BNB Smart Chain впроваджують Proof of Staked Authority, гібрид, що поєднує доказ авторитету з участю
• Solana використовує власну модель, оптимізовану для швидкості
• Avalanche поєднує кілька шарів з консенсусом, що базується на участі
• Polkadot розробила власну систему під назвою Nominated Proof of Stake

А що з Ethereum? Він у процесі переходу. The Merge позначив зміну на Ethereum 2.0, повністю переходячи з Proof of Work.

Реальні доходи від доказу участі

Причина, чому ця технологія завоювала ринок, проста: вона працює краще в декількох ключових аспектах.

Енергетична ефективність є найочевиднішою вигодою. Вам не потрібні потужні машини, які змагаються у вирішенні криптографічних головоломок. Вартість участі в основному складається з витрат на транзакції ваших токенів, а не з оплати рахунків за електрику. Мережа Proof of Stake споживає незначну частину енергії в порівнянні з Proof of Work.

Справжня децентралізація відбувається, оскільки більше людей можуть брати участь. Вам не потрібно інвестувати в дорогі спеціалізовані апаратні засоби. З простим комп'ютером і достатньою кількістю токенів ви в грі. Це зменшує концентрацію влади в великих операціях з видобутку. Хоча пул для стекингу існує, у індивідуального валідатора є набагато кращі шанси бути обраним самостійно, ніж в системах Proof of Work.

Краща масштабованість приходить природно. Без залежності від конкретних фізичних машин, додавання нових валідаторів є дешевим і простим. Немає обмежень на ферми для майнінгу або постачання енергії, які визначають реальні межі мережі.

Безпека через стимули працює так: якщо ви обробите шахрайську транзакцію і вас виявлять, ви втратите частину свого стейку. Якщо ви втратите більше, ніж заробите на шахрайстві, немає сенсу намагатися. Зловмиснику потрібно контролювати 51% усіх токенів в обігу, щоб домінувати в мережі - астрономічна вартість у цінних криптовалютах. Це захист через математику, а не лише апаратуру.

Проблеми, які все ще існують

Нічого не є досконалим, і доказ участі має свої слабкі місця.

Форк є більш ризикованим в теорії. У Proof of Work, майнінг з обох сторін форка витрачає енергію - зменшує стимул до дії. У Proof of Stake, вартість є тривіальною, тому технічно валідатори могли б стейкати з обох сторін. На практиці, економічні та соціальні стимули запобігають цьому, але теоретичний ризик залишається.

Доступність вимагає токенів - ви не можете брати участь без наявності нативного токена. Це означає покупку на біржах, початкові інвестиції. Залежно від мінімальної суми, яка вимагається, це може бути занадто дорого для деяких. У теоретичному Proof of Work ви могли б почати з дешевих пристроїв. Насправді, це також стало дорогим, тому перевага є відносною.

Атаки 51% є більш імовірними в малих блокчейнах або в токенах, які сильно впали в ціні. Якщо токен падає з $100 до $1, вартість покупки 51% від усієї циркуляції різко зменшується. Зловмисник отримав би контроль. У мережах з великою капіталізацією це практично неможливо. У спекулятивних альткоїнах з низькою капіталізацією це реальний ризик.

Спеціалізовані варіації механізму

Протокол участі - це як платформа - кожен блокчейн адаптує його під свої цілі.

Делегований доказ роботи (DPoS) дозволяє вам робити стейкінг без того, щоб стати валідатором. Ви кладете свої токени від імені вибраного вами валідатора, і винагороди діляться. Чим більше людей делегує валідатору, тим більші його шанси на вибір. Валідатори конкурують, пропонуючи кращі комісії та репутацію. Це більш участеве та децентралізоване рішення.

Номінований Proof of Stake (NPoS), розроблений Polkadot, здається схожим, але додає одну ключову правило: якщо ви робите стейкінг у злочинного валідатора, ви також втрачаєте свої токени. Це заохочує уважний вибір. Номінатори можуть вибрати до 16 валідаторів, а мережа рівномірно розподіляє стейк між ними. Polkadot також використовує передову теорію ігор для вирішення нічиїх.

Доказ стейкованої влади (PoSA), використовується BNB Smart Chain, поєднує елементи доказу влади з доказом участі. Група з 21 активного валідатора є правомірною, обрана за кількістю BNB у стейкінгу (власного або делегованого). Ця група змінюється щодня. Це гібридна модель, що балансуватиме децентралізацію з ефективністю.

Доказательство долі проти доказательства роботи: чітке порівняння

Порівняння показує, що кожен має свої компроміси. Жоден не є “кращим” в абсолютному розумінні - лише кращим для конкретних контекстів.

Найближче майбутнє блокчейнів

Траєкторія ясна. Більшість нових блокчейнів використовує доказ участі з моменту запуску. Існуючі мережі мігрують, коли це можливо. Ethereum завершив перехід. Bitcoin, ймовірно, залишиться винятком - одна з небагатьох великих мереж, що підтримує Proof of Work.

Участь у доказах не є досконалою, але її вигоди в ефективності, відносній доступності та масштабованості зробили її фактичним стандартом. З розвитком технології її спеціалізовані варіації продовжать еволюціонувати, щоб адаптуватися до різних випадків використання. Розуміння того, як це працює, стало необов'язковим для тих, хто працює в криптовалюті.