Повний розбір механізмів консенсусу у блокчейні: PoW, PoS, DPoS — яка з них є кращою?

Початківці у світі криптовалют часто заплутуються через безліч англійських скорочень. PoW, PoS, DPoS… Що ж це насправді? Насправді, розуміння цих механізмів консенсусу — це ключ до розгадки світу блокчейну, що визначає, як мережа підтверджує транзакції, хто веде облік і як отримує нагороди. Сьогодні розглянемо їх по черзі.

Чому важливо розуміти механізми консенсусу?

У централізованих системах банки відповідають за підтвердження та запис кожної транзакції. Але блокчейн — децентралізована система, і без банків, хто ж тоді підтверджує справжність транзакцій? Хто веде облік? Саме цим і займається механізм консенсусу — правила, за якими тисячі учасників погоджуються між собою. Різні механізми — це як різні ігрові правила, що визначають, як учасники змагаються, співпрацюють і заробляють.

Перший покоління — PoW: гонка обчислень чи енергетичний кошмар?

Що таке PoW?

PoW — Proof of Work (доказ роботи). Назва говорить сама за себе — ваші зусилля пропорційні результату. У світі PoW майнери змагаються у розв’язанні складних математичних задач: хто швидше знайде відповідь, той отримує право вести облік і отримати нагороду (наприклад, біткоїни).

Уявіть, що тисячі майнерів одночасно запускають суперкомп’ютери, напружено рахуючи, споживаючи електроенергію, що дорівнює річному споживанню невеликої країни. Біткоїн використовує PoW, і щороку на електроенергію витрачається мільярди доларів.

Плюси PoW:

• Простий і зрозумілий алгоритм
• Висока безпека системи — щоб зламати мережу, потрібно величезних витрат
• Висока децентралізація — будь-хто з комп’ютером і електрикою може долучитися

Вади PoW:

• Витрати електроенергії — екологічна проблема
• Гонка за обчислювальною потужністю призводить до високих витрат на спеціальне обладнання, що ускладнює участь для дрібних гравців
• Тривалий час підтвердження транзакцій, погано підходить для високонавантажених систем

Другий покоління — PoS: гра на збереженні і прибутку

Що таке PoS?

PoS — Proof of Stake (доказ ставки). Правила гри змінилися — тепер не змагання обчислень, а ставка монет. Чим більше у тебе монет і чим довше ти їх тримаєш, тим більша ймовірність отримати право вести облік. Простими словами: чим більше у тебе активів, тим більше шансів заробити. Після оновлення Ethereum у 2022 році — The Merge — мережа перейшла з PoW на PoS.

Головні переваги PoS:

• Відсутність масштабних обчислювальних гонок, зменшення споживання електроенергії
• Висока вартість атаки — потрібно володіти понад 51% монет, що вимагає великих інвестицій і часу
• Швидше створення блоків, швидше підтвердження транзакцій, підвищена ефективність системи

Вади PoS:

• Виникає ефект «Матеї»: багаті отримують ще більше, що може призвести до концентрації активів
• Зменшення ліквідності — оскільки ставка приносить стабільний дохід, багато користувачів не прагнуть виводити монети, і вони блокуються
• Вірогідність монополізації — новачки важко швидко накопичують багатство, вхід у систему ускладнюється

Третє покоління — DPoS: демократія у блокчейні

Що таке DPoS?

DPoS — Delegated Proof of Stake (делегований доказ ставки). Це схоже на сучасну демократію — звичайні користувачі не займаються майнінгом або підтвердженням самі, а голосують за делегатів (ноди), які виконують цю функцію. Якщо делегат погано працює або не генерує блоки вчасно — його виключають і обирають нового. Такі механізми використовують Cosmos і Polkadot.

Плюси DPoS:

• Мало делегатів — швидка і ефективна робота, швидке ведення обліку
• Демократичність — звичайні користувачі мають голос, відчувають свою участь
• Низьке споживання енергії і витрат, менше ризику концентрації

Мінуси DPoS:

• Зменшена децентралізація — мережа залежить від кількох делегатів
• Ризик зосередження голосів — великі власники можуть узгоджено впливати на вибори
• Вразливість делегатів — якщо делегат зловживає або виходить з ладу, мережа може постраждати

Порівняння трьох механізмів: кожен підходить для свого

Майбутнє механізмів консенсусу

Зараз на ринку немає ідеального механізму — кожен має свої плюси і мінуси. PoW — надійний, але енергомісткий; PoS — енергоефективний, але може призводити до концентрації; DPoS — швидкий, але менш децентралізований.

З розвитком технологій з’являються нові гібридні механізми, що поєднують переваги різних підходів, а також інновації, наприклад PoH (Proof of History). У майбутньому різні сценарії застосування вимагатимуть різних комбінацій, і екосистема стане ще більш різноманітною і зрілою.

Тому не так важливо, який механізм найкращий, а підбирати його відповідно до конкретних потреб. Це і є особливість розвитку блокчейну — різноманіття і баланс між різними підходами.