Proof of Stake (PoS)

V zadnjem času so vse glasnejši očitki, da tako imenovano rudarjenje, kot način potrjevanja transakcij v kriptosvetu, potroši preveč električne energije. A rudarjenje je le eden izmed mnogih načinov potrjevanja transakcij, ki so se ga spomnili v kriptosvetu, saj se že nekaj časa uveljavljajo drugi standardi, najbolj glasen izmed teh pa je prav Proof of Stake (sl. dokaz deleža).

Proof of Stake (kratica PoS) vpeljuje popolnoma nov koncept potrjevanja transakcij, saj se je otresel rudarjenja. Več o tem si lahko preberete tukaj, a načeloma je glavni koncept rudarjenja (Proof of Work), da nekdo z računalniškim reševanjem zapletenih kriptografskih ugank želi uganiti pravilni hash. Za nagrado dobi provizijo, zaradi vloženega dela pa se smatra, da je bilo vse legitimno, saj je za to potrebno ogromno truda, poleg tega pa za nagrado tekmuješ s celotnim svetom. Samo zlorabo preprečuje blockchain, ki te bloke potrjenih transakcij veriži in glavno pravilo je, da je najdaljša veriga tista, ki se šteje za edino pravilno. Če bi namreč nekdo želel ponarediti transakcije in to vpeljati v splošno sprejeti sistem, bi moral sam potrditi več ponarejenih blokov, kot jih je potrdil ves ostali svet.

Pomanjkljivosti PoW

To se sliši zelo fino, a zaradi vedno manjših nagrad pri rudarjenju (nagrade se namreč na približno vsake 4 leta prepolovijo), se je mnogo kriptoskupnosti odločilo, da bodo ustanovili podjetja, ki se bodo ukvarjala izključno z rudarjenjem kriptovalut. Zaradi njihove specializirane opreme in količine procesorske moči (angleški termin: hashing power) se jim tako rudarjenje bolj splača, saj četudi vi ne odkrijete rešitve kriptografske uganke, boste tudi vi dobili del nagrade, saj ste prispevali nekaj procesorske moči v skupen fond in tako posredno pripomogli k uspehu. To je privedlo v nastanek tako imenovanih rudarskih bazenov (angl. mining pools). Ti bazeni združujejo ogromno količino podjetij in posameznikov ter posedujejo ogromno procesorske moči, kar jim daje veliko prednost pred samostojnimi rudarji.

Izkaže se, da to vedno večje tekmovanje povzroča ogromne porabe elektrike. Zgolj rudarjenje Bitcoina porabi toliko električne energije, kot je porabi Madžarska. Poleg tega so ti bazeni povzročili centralizacijo decentraliziranega omrežja, saj če se na primer združijo 4 največji rudarski bazeni, lahko prevzamejo nadzor nad decentraliziranim omrežjem. Večinski delež v omrežju namreč pomeni, da lahko sami uveljavljajo svoja pravila, spremenijo protokole, še bolj centralizirajo omrežje ali pa ga enostavno denarno izčrpajo in nato sesujejo. Številne kriptovalute tako množično iščejo nove načine, kako bodo zaščitile svoje omrežje in onemogočile njegovo centralizacijo.

Tortni diagram razporedtive “hashing power” v posameznih mining pools.
Vir slike

Osnovno delovanje PoS

Proof of Stake želi tako izboljšati stanje, zagotoviti lažjo decentralizacijo in zmanjšati stroške »obratovanja«. Sistem odstrani kakršnokoli rudarjenje, saj so njegovi razvijalci mnenja, da je medsebojno tekmovanje zgolj potrata električne energije. Uporabniki, ki tako potrjujejo transakcije, se imenujejo potrjevalci, sam proces pa se imenuje kovanje. Če želite postati potrjevalec blokov transakcij, morate imeti določen delež v kriptovaluti, ki bi jo radi potrjevali. Ljudje z večjim deležem imajo tudi večjo možnost, da bodo izbrani, da blok transakcij potrdijo. Sam proces je sicer delno naključen, vendar uporabnikovi deleži v kriptovaluti predstavljajo utež s pomočjo katere nato algoritem določi tistega, ki bo potrdil naslednji blok. Korelacija je linearna, kar pomeni, da če imate 100 Maklus žetonov in ima vaš prijatelj 1000 Maklus žetonov, potem ima vaš prijatelj 10x večjo možnost, da bo izbran za potrditev bloka transakcij.

Razlike med PoW in PoS
Vir slike

Morda se vam ob tem zdi, da ta sistem ni pravičen, saj algoritem favorizira bogatejše. A v realnosti se izkaže, da je sam sistem bolj pravičen kot Proof of Work (kratica PoW). Če namreč nekdo želi rudariti več, mora kupiti več opreme in plačati več elektrike. A če kupujete stvari masovno se izkaže, da imate pri večjih količinah tudi večje popuste, kar vodi v to, da pri sistemu PoW bogatejši hitreje in lažje unovčijo svojo prednost, saj sama ekonomija ni linearna.

Ko se po kompleksnem postopku izbere ustrezen potrjevalec, je njegova naloga, da mora preveriti, če so vse transakcije v bloku legitimne. Če so, potrdi blok, ga doda na konec verige in v zameno dobi nagrado v obliki provizije. Ampak kako lahko zaupamo izbranemu potrjevalcu transakcij, da svoje delo res opravlja vestno in pošteno?

To zagotovimo z deležem, ki ga ima potrjevalec v omrežju. Če namreč potrdi ponarejene transakcije, je za to ustrezno kaznovan in odvzame se mu delež njegovega premoženja v omrežju. Sistem deluje, dokler je njegov delež v omrežju večji od vrednosti transakcijskih provizij, saj bi tako lahko izgubil več denarja, kot bi ga pridobil. Sama nagrada potrjevanja se zadrži, dokler se ne preveri, da so bile transakcije legitimne, po vnovični potrditvi pa se denarna sredstva nakažejo na račun potrjevalca.
Ena izmed prednosti PoS-a je ta, da potrjevalec ne potrebuje visoke tehnološke in drage opreme, da bi se mu potrjevanje izplačalo. To dejstvo pomeni, da je sam mehanizem potrjevanja dosti bolj decentraliziran in porazdeljen, kot običajno rudarjenje.

Seveda pa ima tudi PoS nekatere pomanjkljivosti:

  • Če bi nekdo kupil večino deleža v omrežju (torej večinski delež razpoložljivih kovancev) bi nadzoroval omrežje in lahko potrjeval ponarejene transakcije. Podobno težavo smo že omenili pri PoW, a se težava na žalost pojavi tudi tukaj. Razlika je v tem, da bi zato oseba mogla imeti v lasti vsaj 51 % vseh valutnih kovancev, kar bi v primeru, če bi Bitcoin prešel na PoS, pomenilo, da bi moral posameznik kupiti za 72 milijard dolarjev Bitcoina (maj 2017). To je ogromno denarja, kar pomeni, da se sama verjetnost 51 % napada sistema s PoS zniža.
  • Če izbrani potrjevalec ne opravi svojega dela, bi to pomenilo, da bi omrežje obtičalo. Zato algoritem poleg glavnega potrjevalca vedno izbere tudi skupino rezervnih potrjevalcev, ki bi delo opravili namesto njega (ta implementacija se razlikuje od kriptovalute do kriptovalute).

Aplikacije PoW in PoS

Katere valute pa uporabljajo PoW in katere PoS?

PoW: Bitcoin, Litecoin, Ethereum, Dash, Monero, Verge, ZCash
PoS: PeerCoin, Waves, EOS, Cardano, Neo (* EOS, Cardano in NEO uporabljajo nekoliko prilagojene različice PoS)

Dandanes je PoW definitivno vodilna paradigma v svetu kriptovalut, a to se zna kmalu spremeniti, saj se ob večanju tako števila kriptovalut kot uporabe, povečujejo tudi stroški. Številni ukrepi za zmanjševanje stroškov tako vpeljujejo delno centraliziranost, kar ni v prvotnem duhu kriptosveta. Samo prihodnost ve, kaj nam bo prinesla, a dejstvo je, da bodo podobni sistemi, kot so PoS kmalu začeli zamenjevati »tradicionalen« PoW, ki ekonomsko na dolgi rok ni vzdržen.

Vir:

Komentarji

Žan Magerl

Poleg tega, da je splošno izjemno razgledan, je tudi človek, ki vsaki stvari želi priti do dna, ugotoviti kako kaj deluje, zakaj je takšno kot je in ali bi to lahko izboljšali. To pomeni, da se bo čisto spustil v stvar, ki mu je trenutno padla v oči, in ne bo nehal, dokler ne ugotovi vsega, kar je za ugotoviti o določeni temi.
Verjetno bi ga lahko z eno besedo povzeli kot radovednega.
Žan Magerl

Latest posts by Žan Magerl (see all)

Žan Magerl

Poleg tega, da je splošno izjemno razgledan, je tudi človek, ki vsaki stvari želi priti do dna, ugotoviti kako kaj deluje, zakaj je takšno kot je in ali bi to lahko izboljšali. To pomeni, da se bo čisto spustil v stvar, ki mu je trenutno padla v oči, in ne bo nehal, dokler ne ugotovi vsega, kar je za ugotoviti o določeni temi. Verjetno bi ga lahko z eno besedo povzeli kot radovednega.