Как заработать на криптовалюте: алгоритмы Proof-of-Work и Proof-of-Stake

Блокчейн – это цепь блоков, то есть записей транзакций, построенная по определенным правилам. Один из самых известных способов использовать блокчейн-технологию – криптовалюты. У биткоина новые блоки появляются каждые 10 минут, а у эфириума – каждые 14 секунд. Кто получает право их создать, определяют специальные алгоритмы, например Proof-of-Stake и Proof-of-Work.

Редакция MC.today разобралась, что такое Proof-of-Stake и Proof-of-Work и почему они важны.

Что такое Proof-of-Stake

Proof-of-Stake, или PoS, – метод защиты в криптовалютах. Дословно переводится как доказательство владения. Он означает: блокнаименьшая единица, содержащая список записей о транзакции создаст та учетная запись, у которой будет больший баланс. То есть чем больше у вас монет на счету, тем больше шансов создать новый блок. Алгоритм, по которому создается блок, не зависит от мощности компьютера. 

Впервые Proof-of-Stake использовали в 2012 году в криптовалюте PPCoinсейчас PeerCoin . Его суть в том, чтобы использовать «долю» как ресурс. Proof-of-Stake определяет, какой узел, то есть компьютер, подключенный к блокчейн-сети, получает право создать следующий блок.

Принцип работы Proof-of-Stake

Если бы Proof-of-Stake выбирал следующий блок по балансу счета, то это привело бы к нежелательной централизации – тот, у кого больше денег, всегда имел бы преимущество. Потому есть несколько способов отбора.

Спрогнозировать, какой компьютер создаст следующий блок, можно с помощью случайного выбора блоков Nxt и BlackCoin. Здесь используют формулу, которая ищет самое низкое значение хешасхема, позволяющая превратить информацию любой длины в строку цифр конкретного размера, например, для биткоина это 64 символа в комбинации с размером ставки. Поскольку ставки публичны, каждый узел может предсказать, кто следующий получит право создать блок.

Система Proof-of-Stake в Peercoin умножает количество монет на число дней, когда ими владели. Чем больше у вас монет и чем дольше они у вас были, тем больше шансов создать следующий блок. Но как только монетная ставка подписывает блок, она снова «обновляется» – придется ждать еще минимум 30 дней, чтобы сгенерировать следующий блок.

Но и здесь есть ограничения. Например, больше всего шансов создать следующий блок появляется через 90 дней, а затем эта вероятность уменьшается. Так очень старые и большие ставки не будут доминировать в блокчейне.

Благодаря алгоритму Proof-of-Stake сеть постепенно производит новые монеты и не потребляет много мощности.

Преимущества и недостатки Proof-of-Stake

Proof-of-Stake – это удобный и незатратный способ добывать новые монеты. Вот почему:

• Блокчейны на Proof-of-Stake работают быстрее, чем на Proof-of-Work.
• Пользователи мотивированы держать криптовалюту на своих кошельках. Проценты за выведение монет в фиатные, то есть реальные, деньги или обмен на другую криптовалюту невыгодны. Так монеты будут иметь стабильный курс и могут подняться в цене.
• Чтобы зарабатывать на Proof-of-Stake, не нужно покупать дорогостоящее и мощное оборудование. Затраты энергии на получение новых монет тоже невысоки.
• Можно зарабатывать, даже если у вас минимум монет – объединиться с другими пользователями для общего стейкингаспособ заработка, когда пользователи сохраняют деньги на алгоритме Proof-of-Stake.

К недостаткам этого метода можно отнести:

• Есть риск централизации. Например, если кто-то владеет 51% монет сети, может получить контроль над сетью и ее участниками. Это не касается криптовалют с высокой капитализацией, например Del, но менее раскрученная валюта может от этого пострадать.
• Больше голосов у участников с большими счетами.

Майнинг в протоколе Proof-of-Stake

Майнингпроизводство криптовалюты средствами мощности оборудования в Proof-of-Stake происходит иначе, чем обычно. Работу алгоритма обеспечивают пользователи, которые хранят монеты в сети. 

Ив Ренно, руководитель отдела торговли в Wirex, считает: производить блоки и проверять транзакции должны те, кто рискует своими криптовалютами. Так их интересы совпадают с интересами блокчейна и общества.

Вот как работает Proof-of-Stake:

• Тот, у кого есть криптовалюта, дает ее взаймы сети. Его называют валидатором, он участвует в процессе валидации. Другими словами, он подтверждает транзакции.
• Валидатор не должен добывать блоки, а только создавать новые и проверять блоки других участников стейкинга. То есть тех, кто участвует в этом процессе.
• За каждую операцию валидатор получает вознаграждение в виде комиссии за транзакцию.
• Если валидатор обманул сеть, часть его ссуды забирают.
• Чем больше криптовалюты есть у валидатора, тем больше он получит вознаграждения.

Чтобы начать стейкинг, нужно владеть криптовалютой, которая работает на алгоритме Proof-of-Stake. Это могут быть Solana, Polkadot и другие.

Что такое Proof-of-Work

Proof-of-Work, или PoW, переводится как подтверждение работы. Это алгоритм защиты распределенных систем от злоупотреблений, например DDoS-атакхакерская атака на расчетную систему с целью довести ее до отказа, так что пользователи не смогут получить к ней доступ, спам-рассылок и так далее. По сути, в Proof-of-Work нужно:

1. Выполнять длительную довольно сложную задачу.
2. Иметь возможность быстро и легко проверить результат. 

Задачу Proof-of-Work не может выполнить человек. Они изначально предназначены для компьютеров с большими вычислительными мощностями. При этом на проверку решения уходит гораздо меньше ресурсов и времени.

Принцип работы Proof-of-Work

Вот как работает алгоритм Proof-of-Work:

1. Чтобы в цепи появились новые блоки, компьютер майнера, то есть того, кто добывает крипту, должен решить задачу. Другими словами, он должен перебрать миллионы комбинаций кода. Для этого прибору нужны большие вычислительные мощности. Само доказательство работы – это хеш – уникальное значение, которое формируется, когда компьютер подобрал правильный код.
2. Как только майнер находит хеш, он отправляет его другим компьютерам сети на проверку. Те подтверждают: расчет соответствует поставленной задаче. Но они не могут использовать хеш, чтобы создать блок. Ключ разгадки принадлежит майнеру, который ее создал.

Тот, кто отгадал задание первым, получает вознаграждение – криптовалюту блокчейна. Например, если вы работаете в блокчейне биткоин, то получаете такую ​​же криптовалюту.

Особенность хеша в его асимметрии. Именно поэтому майнеру сложно найти его, но легко проверить другим участникам сети. При этом в каждом хеше есть информация о предыдущих блоках. Это и есть доказательство, что все действия происходили в пределах одного блокчейна.

История появления Proof-of-Work

Впервые концепцию Proof-of-Work описали Синтия Дворк, профессор Гарварда и сотрудница Microsoft, и Мони Наор, профессор Научного института Вейцмана, в работе Pricing via Processing, Or, Combatting Junk Mail, Advances in Cryptology. Это было в 1993 году.

Они не использовали этот термин, но описали его идею: чтобы получить доступ к ресурсу, пользователь должен вычислить сложную, но посильную функцию. Так вы не сможете злоупотреблять ресурсом.

1997 Адам Бек запустил проект Hashcash. Он должен был защищать от спама. Его суть состоит в следующем: когда вы отправляете электронные письма, для каждой отправки компьютер производит определенные вычисления. Отправить несколько писем будет несложно. Но если вы производите массовую рассылку, то из-за постоянных вычислений кода это занимает очень много времени.

Сам термин Proof-of-Work появился через два года. Его использовали исследователь компьютерной безопасности Маркус Якобссон и профессор Технион-Корнельского института Джейкобса Ари Джуэлс в статье Proofs of Work and Bread Pudding Protocols.

Отношение Proof-of-Work к криптовалютам

Сатоши Накамото, создатель первой криптовалюты биткоин, использовал механизм Proof-of-Work, чтобы достичь единого мнения, какую версию блокчейна считать правильной. Он объединил идею Hashcash и механизм сложности, который меняется. То есть число нулей увеличивалось или уменьшалось в зависимости от суммарной мощности участников сети. Для расчетов он использовал функцию SHA-256.

Простыми словами, Proof-of-Work позволяет сети проверить, что майнер сделал расчеты.То есть сеть ищет хеш заголовка блока, содержащего ссылку на предыдущий блок. Еще там есть суммируемое значение транзакций, которое он содержит. Также хеш должен соответствовать заданному уровню сложности.

Влияние Proof-of-Work на майнинг

Майнинг появился именно благодаря алгоритму Proof-of-Work для биткоина. Этот механизм дал толчок создавать специальное оборудование, ведь даже у самых больших суперкомпьютеров недостато мощности, чтобы вычислить хеширование блоков.

Proof-of-Work требует много энергии. Пол Броди, глобальный руководитель направления блокчейн в EY, считает:

99,99% энергии, которые использовали машины для поиска решения, потратили в пустую – только один майнер может решить конкретную задачу.

Что надежнее: Proof-of-Work или Proof-of-Stake?

Одна из самых больших угроз Proof-of-Work – атака большинства.  Когда группа получает контроль над 50% мощности майнинга, она может предотвратить подтверждение транзакций, тратить монеты дважды и создавать форки.

Несмотря на это, по мнению Роберта Гринфилда, генерального директора Energing Impact, необанка децентрализованных финансов, атаковать систему Proof-of-Work дороже, чем Proof-of-Stake. В первом случае злоумышленнику необходимо получить более 50% вычислительной мощности в сети. Во втором – купить более 50% валюты этой системы.

Дональд Макинтайр, основатель онлайн-ресурса о криптовалютах Etherplan, тоже считает Proof-of-Stake менее надежным механизмом. Дело в том, что Proof-of-Work базируется на объективных вычислениях машины, а Proof-of-Stake – это, по сути, обращение к авторитету, у которого нет объективной базы.

Другие механизмы доказательств в криптовалютах

Кроме Proof-of-Stake и Proof-of-Work в криптовалютах есть и другие механизмы доказательств:

• Proof-of-Participation, или доказательство участия. Что-то сродни клубу, доступ к которому есть только у его членов. Система требует от инвесторов поместить свои монеты в кошелек для участия. Затем все участники регистрируются в защищенном списке. Все решения, которые принимаются, распределяются равномерно между всеми участниками сети. Это ведет к лучшей децентрализации. Вот как это работает:

1. Вы присоединяетесь к узлам.
2. Начальные спонсоры производят транзакцию со сгенерированными токенами и получают вознаграждение.
3. Когда к реестру подключаются новые пользователи, эффект увеличивается.

Один из недостатков этого механизма – монеты не так быстро генерируются.

• Proof-of-Activity, или доказательство активности. Такой майнинг делят между собой две группы. Первая использует Proof-of-Work, чтобы найти блок, который она посылает для проверки. Вторая группа состоит из майнеров, которые добыли блок с помощью Proof-of-Stake.

• Proof-of-Selection, или доказательство выбора. Этот алгоритм – решение дилеммы византийского полководца. Вот в чем она состоит: как группа генералов может прийти к единому решению, если между ними нет надежной связи? Ответ предложил американский офицер Кенни Дженкинс. Он сказал, что неидеальный план, который сразу воплощают в действие, лучше идеального, который воплотят позже.

В блокчейне с помощью этого метода выбирают следующие узлы для создания блока.

• Proof-of-Burn, или доказательство сгорания. Майнер криптовалюты должен предоставить альтернативные токены криптовалюты в качестве доказательства работы. Еще он должен доказать, что инвестировал его в мощность майнинга. То есть вместо того чтобы сжигать реальные деньги, майнер должен сжигать другой тип ценных ресурсов, например монеты. Затем эту монету отправляют по специальному адресу и вознаграждают майнера реальной валютой.

• Proof-of-Capacity, или доказательство вместительности. Алгоритм использует место на жестком диске устройств майнинга в сети, чтобы принять решение и проверить транзакции.

• Proof-of-Space, или доказательство пространства. Вместо того чтобы использовать энергию для новых монет, вы предоставляете пространство, необходимое для решения задачи. 
• Proof-of-Spacetime, или доказательство времени и пространства. Здесь нужно показать, что вы потратили согласованное количество времени и удержали требуемое количество места. Алгоритм связан с Proof-of-Capacity, но его разработчики считали, что пространство и время, когда оно доступно, неразрывно связаны.