Доказательство ставки - Proof of stake

Доказательство ставки (PoS) является разновидностью механизмы консенсуса по которому криптовалюта блокчейн сеть достигает распределенный консенсус. В криптовалютах на основе PoS создатель следующего блока выбирается с помощью различных комбинаций случайного выбора и богатства или возраста (т.е. ставка).

PoS против PoW

Механизм консенсуса может быть структурирован несколькими способами. PoS и PoW (доказательство работы ) являются двумя наиболее известными и наиболее часто используемыми в контексте криптовалют. Стимулы различаются между двумя системами генерации блоков. Алгоритм криптовалют на основе PoW, таких как биткойн использует добыча полезных ископаемых; то есть решение сложных вычислительных задач для проверки транзакций и создания новых блоков. Наградой за решение головоломок в виде этой криптовалюты является стимул к участию в сети. Механизм PoW требует огромного количества вычислительных ресурсов, которые потребляют значительное количество электроэнергии. С PoS нет необходимости в «тяжелой работе». По отношению к ставке владелец может участвовать в проверке следующего блока и получать вознаграждение.[1]

Варианты выбора блока

Подтверждение доли должно иметь способ определения следующего действительного блока в любой цепочке блоков. Выбор по балансу счета приведет к (нежелательной) централизации, поскольку единственный самый богатый участник будет иметь постоянное преимущество. Вместо этого было разработано несколько различных методов отбора.

Выбор монет по возрасту

Peercoin Система Proof-of-Stake сочетает в себе рандомизацию с концепцией «возраста монет», число, полученное из произведения количества монет, умноженного на количество дней, в течение которых монеты хранились.

Монеты, которые не были израсходованы в течение как минимум 30 дней, начинают соревноваться за следующий блок. Более старые и большие наборы монет имеют большую вероятность подписать следующий блок. Однако, как только ставка монет была использована для подписания блока, она должна начинаться заново с нулевым «возрастом монет» и, таким образом, ждать еще не менее 30 дней, прежде чем подписывать другой блок. Кроме того, вероятность найти следующий блок достигает максимума через 90 дней, чтобы предотвратить доминирование очень старых или очень больших наборов ставок. блокчейн.[2][неосновной источник необходим ]

Этот процесс защищает сеть и постепенно производит новые монеты, не потребляя значительных вычислительных мощностей.[3][ненадежный источник? ]

Критика

Некоторые авторы[4][неосновной источник необходим ][5][неосновной источник необходим ] утверждают, что доказательство доли не является идеальным вариантом для протокола распределенного консенсуса. Одна из проблем, которая может возникнуть, - это проблема «ничего не поставлено на карту», ​​когда генераторам блоков нечего терять, голосуя за несколько историй блокчейнов, что препятствует достижению консенсуса. Потому что, в отличие от систем доказательства работы, работа с несколькими цепочками не требует больших затрат.[6] Некоторые криптовалюты уязвимы для атак Fake Stake, когда злоумышленник не использует или использует очень небольшую долю для сбоя затронутого узла.[7]

Известные попытки решить эти проблемы включают:

  • Peercoin - первая криптовалюта, применившая концепцию PoS.[нужна цитата ] На ранних стадиях он использовал централизованно транслируемые контрольные точки. подписанный под девелопером закрытый ключ. Никакая реорганизация блокчейна не допускалась глубже, чем последние известные контрольные точки. Контрольные точки доступны с версии v0.6 и не применяются сейчас, когда сеть достигла подходящего уровня распространения.[нужна цитата ]
  • Ethereum Предлагаемый протокол Slasher позволяет пользователям «наказать» мошенника, который выполняет подделку поверх нескольких веток блокчейна.[8][неосновной источник необходим ] В этом предложении предполагается, что для создания форка нужно дважды подписать и что можно наказать за создание форка, не имея доли. Однако Slasher так и не был принят; Разработчики Ethereum пришли к выводу, что доказательство доли «нетривиально»,[9] предпочитая вместо этого использовать алгоритм доказательства работы под названием Ethash.[10][неосновной источник необходим ]
  • Nxt Протокол позволяет реорганизовать только последние 720 блоков.[11][неосновной источник необходим ] Однако это просто меняет масштаб проблемы: клиент может следовать за форком из 721 блока, независимо от того, является ли он самой высокой цепочкой блоков, тем самым препятствуя достижению консенсуса.

Рекомендации

  1. ^ «Криптовалюты и блокчейн» (PDF). Европейский парламент. Июль 2018 г.. Получено 29 октября 2020. два самых известных - и в контексте криптовалют также наиболее часто используемые
  2. ^ Король, Солнышко. «PPCoin: одноранговая криптовалюта с подтверждением ставки» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2017-12-11. Получено 2014-11-17.
  3. ^ Томпсон, Джеффри (15 декабря 2013 г.). «Рост биткойнов, альткойнов - будущее цифровой валюты». Великая Эпоха. Получено 29 декабря 2013.
  4. ^ Эндрю Поэлстра. «Распределенный консенсус из доказательства ставки невозможен» (PDF).
  5. ^ Виталик Бутерин. "На кону".
  6. ^ "GitHub - ethereum / wiki: Ethereum Wiki". 7 августа 2019 г. - через GitHub.
  7. ^ «Атаки исчерпания ресурсов на PoS». Университет штата Иллинойс в Урбане-Шампейн. 22 января 2019 г.. Получено 15 февраля 2019. атака исчерпания ресурсов, затрагивающая 26+ нескольких криптовалют с подтверждением доли владения на основе цепочки. Эти уязвимости позволят сетевому злоумышленнику с очень небольшой (в некоторых случаях, нулевой) суммой долей вывести из строя любой из сетевых узлов, на которых запущено соответствующее программное обеспечение.
  8. ^ Бутерин, Виталик. "Слэшер: карательный алгоритм доказательства ставки".
  9. ^ Бутерин, Виталик. «Slasher Ghost и другие разработки в доказательство ставки». Получено 23 января 2016. стало ясно одно: доказательство ставки нетривиально
  10. ^ Вуд, Гэвин. «Ethereum: безопасный децентрализованный общий регистр транзакций» (PDF). Получено 23 января 2016. Ethash - это планируемый алгоритм PoW для Ethereum 1.0
  11. ^ "Белая книга Nxt: историческая атака". Nxtwiki. Архивировано из оригинал 3 февраля 2015 г.. Получено 2 января 2015.