PoW vs PoS: у чому ключові відмінності алгоритмів

Блокчейни багатьох відомих монет функціонують, використовуючи алгоритми Proof-of-Work (доказ виконаної роботи) та Proof-of-Stake (підтвердження володіння часткою).

До групи PoW входять такі криптовалюти, як Bitcoin, Dogecoin, Litecoin, Ethereum Classic, Zcash, усі форки біткоїна та інші. Серед PoS-монет з найбільшою ринковою капіталізацією: Ethereum, Cardano, Solana та інші. Ethereum нещодавно перейшов з алгоритму PoW на PoS, тому ця монета встигла випробувати обидва алгоритми.

Як відомо, для формування нових блоків у чейнах необхідні ноди. Вони виконують роль валідаторів транзакцій, за що отримують винагороду від мережі. 

У Proof-of-Work ноди функціонують на базі майнінгового обладнання, що виконує складні хеш-обчислення. Чим потужніше обладнання (ASIC, FPGA, GPU, CPU), тим вищий шанс на створення блоку і отримання винагороди від мережі.

У  Proof-of-Stake ноди функціонують на базі пулу монет, що там заблоковані. Чим більше монет знаходиться у пулі, тим вище шанси у власника ноди створити черговий блок і отримати за це свою винагороду. PoS вважається більш екологічним, тому що не потребує наявності майнінгового обладнання та значних витрат електроенергії на підтримку його безперебійної роботи.

Окрім встановлення рівних правил гри для усіх учасників щодо емісії монет, алгоритми консенсусу виконують також важливу безпекову функцію. Вони повинні протидіяти “атакам 51%” та підтримувати принципи децентралізації.

Окрім зберігання копії блокчейну усіма повними нодами, у Proof-of-Work додатковими чинниками, що протидіють спробам монополізації мережі, є халвінг та постійне зростання вартості майнінгового обладнання.

Як відомо, халвінг в PoW-монетах закладався як механізм протидії інфляції (якщо взагалі коректно вживати подібне слово стосовно цифрових активів) та збільшення вартості криптовалют протягом усього емісійного циклу. Приблизно раз на чотири роки, у міру досягнення певної кількості блоків, відбувається подвійне зменшення винагороди майнерам. Але так сталося, що халвінг почав сприяти й зміцненню децентралізації і протидії “атакам 51%”. Все через те, що з періодичністю в чотири роки власники майнінгового обладнання вимушені його апгрейдити, щоб не втрачати у прибутковості цього бізнесу. Отже, з кожним халвінгом, майнінгове обладнання стає все більш потужним і вартісним. Для того, щоб хоча б у теорії вдатися до “атаки 51%” на мережу біткоїна, зловмисник повинен сконцентрувати «в одних руках» обладнання, вартість якого може обчислюватись мільярдами доларів США. Це суттєвий стоп-фактор навіть для найбагатших людей планети, що звикли завжди диверсифікувати ризики і ніколи не класти «всі яйця в один кошик».

У Proof-of-Stake, окрім зберігання копії блокчейну усіма повними staking-нодами, є також кілька додаткових механізмів захисту від “атаки 51%”.

Основний з них – це фактор формування ринкової ціни відповідно до попиту та пропозиції. Щоб організувати “атаку 51%”, потенційному зловмиснику треба сконцентрувати у своїх руках понад 50% усіх монет. Купівля такої кількості монет через централізовані (CEX) біржі та публічні торгівельні майданчики спровокує шалене зростання ціни на них та зробить таку спробу занадто витратною. Окрім того, ще на першій стадії реалізації такого плану, розробники, завдяки постійному моніторингу ринка, відслідковують такі спроби і нейтралізують ці атаки. Покарання може бути різним - від вилучення ноди зловмисника з мережі з втратою права участі у консенсусі до знищення застави валідатора.

Варіант з децентралізованими (DEX) біржами чи OTC-угодами (over the counter – позабіржевий ринок) також малоймовірний, тому що ці ринки мають обмежену пропозицію і завищену вартість лотів. Це так само буде економічно невигідно для потенційного організатора “атаки 51%”. 

Тут думки різняться. Опоненти з обох таборів вважають, що саме їх алгоритм найбільше сприяє децентралізації. Але є об’єктивні фактори, які вказують на це.

PoW постійно стимулює власників майнінгових ферм до пошуку географічних локацій з найдешевшими джерелами електроенергії. Зважаючи на те, що для великої кількості обладнання вартість електроенергії є суттєвою статтею витрат, майнери надають перевагу юрисдикціям, лояльним до майнінгу з найнижчими тарифами на електроенергію. Оскільки дешева електроенергія наявна в різних регіонах світу, то й майнінгові ферми та юридичні особи, що ними керують, також мають широку географію. Окрім географічної децентралізації, це також сприяє децентралізації PoW-криптоактивів в цілому по світу.

PoS-криптовалюти потенційно більш вразливі до централізації, ніж PoW, оскільки контроль над мережею визначається контролем над капіталом (товстосуми стануть ще заможнішими). Такий підхід потенційно має більше ризиків і спокус у бік централізації, ніж альтернативні схеми з використанням промислового обладнання, трудових ресурсів чи дешевих джерел енергії.