PoW vs PoS: в чем ключевые отличия алгоритмов

Блокчейны многих известных монет функционируют, используя алгоритмы Proof-of-Work (доказательство проделанной работы) и Proof-of-Stake (подтверждение владения долей).

В группу PoW входят такие криптовалюты, как Bitcoin, Dogecoin, Litecoin, Ethereum Classic, Zcash, все форки биткоина и другие. Среди PoS-монет с крупнейшей рыночной капитализацией: Ethereum, Cardano, Solana и другие. Ethereum недавно перешел из алгоритма PoW на PoS, поэтому эта монета успела опробовать оба алгоритма.

Как известно, для формирования новых блоков в чейнах необходимы ноды. Они выполняют роль валидаторов транзакций, за что получают вознаграждение от сети.

В Proof-of-Work ноды функционируют на базе майнингового оборудования, выполняющего сложные хэш-вычисления. Чем мощнее оборудование (ASIC, FPGA, GPU, CPU), тем выше шанс на создание блока и получение вознаграждения от сети.

В Proof-of-Stake ноды функционируют на базе пула заблокированных там монет. Чем больше монет находится в пуле, тем выше шансы у владельца ноды создать очередной блок и получить за это свое вознаграждение. PoS считается более экологичным, потому что не требует наличия майнингового оборудования и значительных затрат электроэнергии на поддержание его бесперебойной работы.

Кроме установления равных правил игры для всех участников по эмиссии монет, алгоритмы консенсуса выполняют также важную функцию безопасности. Они должны противодействовать “атакам 51%” и поддерживать принципы децентрализации.

Кроме хранения копии блокчейна всеми полными нодами, в Proof-of-Work дополнительными факторами, противодействующими попыткам монополизации сети, является халвинг и постоянный рост стоимости майнингового оборудования.

Как известно, халвинг в PoW-монетах закладывался как механизм противодействия инфляции (если вообще корректно употреблять подобное слово к цифровым активам) и увеличению стоимости криптовалют в течение всего эмиссионного цикла. Приблизительно раз в четыре года, по мере достижения определенного количества блоков, происходит двойное уменьшение вознаграждения майнерам. Но так получилось, что халвинг начал способствовать и укреплению децентрализации и противодействия "атакам 51%". Все потому, что с периодичностью в четыре года владельцы майнингового оборудования вынуждены его апгрейдить, чтобы не терять в прибыльности. Следовательно, с каждым халвингом майнинговое оборудование становится все более мощным и дорогим. Для того, чтобы хотя бы в теории произвести "атаки 51%" на сеть биткоина, злоумышленник должен сконцентрировать «в одних руках» оборудование, стоимость которого может исчисляться миллиардами долларов США. Это существенный стоп-фактор даже для самых богатых людей планеты, привыкших всегда диверсифицировать риски и никогда не класть все яйца в одну корзину.

В Proof-of-Stake, помимо хранения блокчейной копии всеми полными staking-нодами, есть также несколько дополнительных механизмов защиты от “атаки 51%”.

Основной из них – это фактор формирования рыночной цены в соответствии со спросом и предложением. Чтобы организовать "атаку 51%", потенциальному злоумышленнику нужно сконцентрировать в своих руках более 50% всех монет. Покупка такого количества монет через централизованные (CEX) биржи и публичные торговые площадки спровоцирует безумный рост цены на них и сделает такую ​​попытку слишком затратной. Кроме того, еще на первой стадии реализации такого плана разработчики, благодаря постоянному мониторингу рынка, отслеживают такие попытки и нейтрализуют эти атаки. Наказание может быть разным – от изъятия ноды злоумышленника из сети с утратой права участия в консенсусе до уничтожения залога валидатора.

Вариант с децентрализованными (DEX) биржами или OTC-соглашениями (over the counter – внебиржевой рынок) также маловероятен, потому что эти рынки имеют ограниченное предложение и завышенную стоимость лотов. Это также будет экономически невыгодно для потенциального организатора "атаки 51%". 

Здесь мнения разнятся. Оппоненты из обоих лагерей считают, что именно их алгоритм больше способствует децентрализации. Но есть объективные факторы, указывающие на это.

PoW постоянно стимулирует владельцев майнинговых ферм к поиску географических локаций с самыми дешевыми источниками электроэнергии. Учитывая, что для большого количества оборудования стоимость электроэнергии является существенной статьей расходов, майнеры предпочитают юрисдикции, лояльные майнингу с самыми низкими тарифами на электроэнергию. Поскольку дешевая электроэнергия имеется в разных регионах мира, то и майнинговые фермы и управляющие ими юридические лица также имеют широкую географию. Кроме географической децентрализации, это также способствует децентрализации PoW-криптоактивов по всему миру.

PoS-криптовалюты потенциально более уязвимы к централизации, чем PoW, поскольку контроль над сетью определяется контролем над капиталом (толстосумы станут еще состоятельнее). Такой подход потенциально имеет больше рисков и соблазнов в сторону централизации, чем альтернативные схемы с использованием промышленного оборудования, трудовых ресурсов или дешевых источников энергии.