1. UddannelseFinansCryptocurrency Minedrift og bevis for indsatsalgoritmer

Af Peter Kent, Tyler Bain

Cryptocurrency-minedrift er ændret markant siden starten. Nyere cryptocurrencies bryder fra de gamle måder med PoW (Proof of Work) algoritmer og bruger i stedet Proof of Stake.

I de tidlige dage af cryptocurrency var PoW det eneste spil i byen, og nye cryptocururrency kopierede primært Bitcoin som model og udgangspunkt for deres lidt forskellige ideer og implementeringer.

Over tid anerkendte nogle, der var involveret i cryptocurrency, imidlertid ulemperne ved PoW og forsøgte at finde en bedre måde at sikre et cryptocurrency på, og snart afviklede de POS - Proof of Stake.

Ideen er at få minearbejdere til at spille deres cryptocurrency som en adgangsbillet til at tilføje blokke til blockchain og tjene transaktionsgebyrer. Straffen for at tilføje ugyldige transaktioner til blockchain-hovedbogen ville være tab af de indsatte mønter. Dette blev først foreslået i 2011 af en bruger af Bitcointalk.org-forummet.

I 2012 blev whitepaper for Peercoin, der uddybede og størknet denne idé, offentliggjort og beskrev et nyt system til sikring og opnåelse af blockchain-konsensus, der var langt mindre ressourceintensiv end rent Proof of Work. (Mens Peercoin teknisk er hybrid Proof of Stake / Proof of Work, markerede dette den første virkelige implementering, der involverer Proof of Stake.)

I dag hjælper Proof of Stake sammen med dens hybrid anvendelse (hybrid Proof of Stake / Proof of Work) med at sikre og opretholde tillid til et par lidt succesrige cryptocurrencies. Selvom det stadig anses for at være den mere uprøvede af de to vigtigste konsensus-systemer, har Proof of Stake nogle fordele i forhold til Proof of Work. Bevis for indsats skal forstås af enhver cryptocurrency-miner, der er værd at have deres salt. (Og du kan potentielt også drage fordel af det!)

Proof of Stake forklaret

Proof of Stake ligner Proof of Work - det bruges til at opretholde konsensus og holde cryptocurrency-hovedbogen sikker - men med en større forskel: Der er måde mindre arbejde!

I stedet for at bruge en specialiseret minerig til at beregne en målrettet hash, vælger en minearbejder, der ønsker at oprette en ny blok, at satse en mængde af den cryptocurrency, de ønsker at udnytte. Det kan tænkes at satse som at foretage et refunderbart depositum, og formålet bag dets krav er at bevise, at du har en interesseret interesse i velfærd for alt det cryptocurrency, du gruver.

Med andre ord, før du kan miner cryptocurrency, skal du bevise, at du ejer noget af det, og du skal indsætte det under minedriften. det vil sige, du kan ikke bare vise, at du ejer den, sælge den og fortsætte minedrift. Andelen er låst under minedrift.

Som med Bitcoin, skal en minearbejder vælges for at tilføje transaktioner til blockchain; en minearbejder vinder konkurrencen. Forskellige cryptocururrency bruger forskellige metoder til at foretage det valg, men uanset hvilken metode der bruges, foretages det valg, og den heldige miner er valgt til at oprette og kæde en ny blok af transaktioner, der samler alle transaktionsgebyrer fra denne nye blok.

Den dejlige ting er, at den blokede kæde kan være mindre beregningskrævende og dermed oprettet af en hvilken som helst computer, der er i stand til at køre cryptocurrency's nodesoftware, hvis en passende mængde cryptocurrency indsættes.

Dette gør faktisk de fleste computere i stand til at fungere som Proof of Stake minearbejdere. Fangsten er, at blokke belønnes proportionalt med mængden af ​​indsatte mønter, hvilket giver en mindre jævn møntfordeling blandt minearbejdere i sammenligning med Proof of Work-baserede systemer.

Det er vigtigt at bemærke, at færre blokbelønninger skal vindes i Proof of Stake cryptocururrency, da langt de fleste af de udstedte mønter generelt præmieres forud for valutas genesis-blok.

Manglen på arbejde, der kræves for at udnytte et bevis på Stake-krypto sammen med det faktum, at der er mindstepriser for minedrift ud over transaktionsgebyrene, har givet anledning til, at udtryk myntning eller smedning bruges til at beskrive denne proces snarere end minedrift.

I slutningen af ​​dagen forsøger imidlertid Proof of Work og Proof of Stave at tjene det samme formål: At sikre, at alle i netværket er enige om, at nye transaktioner i den seneste blok er gyldige, og at de korrekt kædes til en cryptchocks blockchain-post.

Bevis for valg af indsats

I Proof of Stake-systemer skal du bevise, at du ejer en bestemt mængde af den valuta, du er minedrift; du er nødt til at sætte en indsats for at spille spillet. Forskellige valutaer har naturligvis forskellige PoS-mekanismer, men her er de grundlæggende koncepter.

Først, før du kan spille spillet og have en chance for at blive den miner, der tilføjer en blok til blockchain, har du brug for en indsats. Du skal have noget af cryptocurrency i din tegnebog, og med nogle valutaer skal det have været der i en vis tid.

For eksempel kræver Peercoin, at valutaen har siddet i tegnebogen i mindst 30 dage. Andre valutaer har dog ikke denne begrænsning. Vær dog opmærksom på, at din valuta ikke kan bruges i nogle systemer; den er låst op i din tegnebog og kan være låst i en specificeret mindstetid, og hvis du angriber systemet på en eller anden måde står du for at miste indsatsen. I andre systemer er dette ikke tilfældet; blot at have valuta i din tegnebog er nok til at regne som en indsats.

Nogle PoS-systemer har begrebet møntalder. Det vil sige, at du multiplicerer antallet af mønter i tegnebogen med det tidspunkt, de har været derinde. En miner, der har 10 mønter, der er 60 dage gamle (10 x 60 = en møntalder på 600), vil have en bedre chance for at blive valgt end en, der har 5 mønter, der er 90 dage gamle (5 x 90 = en møntalder på 450).

Der kan være minimale og maksimale længder for mønterne; i Peercoin skal mønterne have været i tegnebogen i mindst 30 dage, men mønter i tegnebogen, der har været der mere end 90 dage, tælles ikke. (Dette er for at sikre, at blockchain ikke domineres af meget gamle eller store samlinger af mønter.)

Den miner, der vinder, har også uret på de stakede mønter genstartet; disse mønter kan ikke bruges i yderligere 30 dage. Blackcoin har et enklere koncept; din indsats er simpelthen mængden af ​​cryptocurrency i din tegnebog, som du har tildelt som din indsats.

Men indsatsen er ikke nok. Hvis gruvearbejdervalg kun var baseret på stavens møntalder, ville den rigeste fyr altid vinde og tilføje blokken til blockchain hver gang.

Så PoS-systemer skal have et element af tilfældigt valg. De indsatte mønter, eller møntalderen for din indsats, bestemmer, hvor mange billetter du køber i lotteriet, men den vindende billet skal stadig vælges gennem en slags tilfældig markering, og forskellige PoS-kryptokurser bruger forskellige metoder.

Flere ejede billetter (en højere mønt- eller møntealders indsats) betyder, at din chance for at vinde er større, men som en chance vinder selv nogen med en brøkdel af din indsats.

Som Blackcoin siger (Blackcoin.org), “Indsats er et slags lotteri. Nogle dage får du mere end sædvanligt, nogle dage mindre. ”Blackcoin bruger en randomiseringsmetode, der er en kombination af en hash-værdikonkurrence og møntindsatsen; minearbejdere kombinerer mængden af ​​indsats og stakes tegnebog adresse, og minearbejder med de fleste nuller foran deres hash vinder.

De rigeste og længst ejeende cryptocurrency-minearbejdere har typisk en fordel for at vinde retten til at oprette nye mønter og kædeblokke til en PoS-blockchain. Faktisk, som Blackcoin forklarer, “hvis du spiller med flere mønter, får du flere blokke, og du er mere tilbøjelige til at finde en belønning. En person, der satser 24 timer i døgnet, 365 dage om året, vil få mere (~ 24x) end nogen, der sætter den samme mængde mønter en time om dagen.

Over tid tjener stakers Blackcoin i forhold til mængden af ​​penge, de spiller, og hvor længe de spiller på det, og det er generelt tilfældet for alle enkle PoS-systemer.

PoS-eksempel kryptokurser

Der har ikke været mange vellykkede eksempler på krypturvalutaer, der anvender rent Proof of Stake; de fleste anvender en hybridiseret tilgang. Et par bemærkelsesværdige blockchains har imidlertid brugt denne teknologi til en konsensusmekanisme:

  • NXT blev oprettet i 2013 og blev anvendt ved hjælp af et rent bevis på indsatsimplementering. I dag bruges den ikke i vid udstrækning, men stadig i eksistens. Blackcoin er en cryptocurrency, der blev frigivet i begyndelsen af ​​2014 og fungerer også på et rent bevis på stavkonsensusmekanisme. Igen er det en relativt lille cryptocurrency efter værdi og ikke meget brugt.

Ulemper til bevis for indsatsen

Den mest indlysende side om Proof of Stake er det reducerede energiforbrug sammenlignet med Proof of Work. I stedet for at forbruge den samme mængde elektricitet som et lille land, under Proof of Stake, kan blockchain styres med markant mindre energi.

Skalerbarheden under Proof of Stake øges også meget. Mens Bitcoin og lignende Proof of Work-cryptocurrencies kæmper for at få dobbeltcifrede transaktioner pr. Sekund på hovedkæden (Bitcoin er omkring 8), ved at bruge Proof of Stake, kan transaktionskapaciteten komme ind i tusinder eller endda hundretusinder pr. Sekund, afhængigt af antallet af validerende noder, der bruges (jo færre, desto hurtigere er det hurtigere).

Med reduktionen i omkostningerne for dem, der ønsker at validere et bevis på indsats cryptocurrency, er transaktionsgebyrerne også tilsvarende lavere. Minearbejdere behøver ikke at købe dyre minerigge, så skabelse af blokke kan opnås til en lavere pris for energi og udstyr.

Selvom dette påvirker de samlede indtægter for minearbejdere i Proof of Stake, gør den relative lethed at starte minedrift og lave faste omkostninger stadig minedrift Proof of Stake cryptos til en levedygtig mulighed for dem, der ønsker at eksperimentere. Og glem ikke, flere transaktioner pr. Sekund betyder også flere gebyrer pr. Sekund!

Ulemper til bevis for indsatsen

Indsatsen er høj, når det kommer til at sikre en cryptocurrency og opretholde konsensus. I et rent Proof of Stake-system skaber to hovedspørgsmål bekymring.

Det første er problemet med oprindeligt at distribuere en ny PoS cryptocurrency. Nogle kryptokurser har begge forberedte mønter, og når netværket kører, udvindes udvindede mønter.

Ofte er det meste af cryptocurrency i omløb for mange PoS-systemer forudbestemt, hvilket skaber en stor barriere for adgang til minearbejdere, der ønsker at blive involveret senere. Hvis du vil mines, har du en enorm fordel, hvis du allerede har store mængder cryptocurrency til at spille lige fra begyndelsen.

Og jo mere centraliseret ejerskab det er, jo mindre distribueret tillid har netværket på grund af store indehaveres evne til at stemme selvisk ved hjælp af deres mønter, til at udbrede en kædehistorie, der mest gavner de større møntindehavere. Dette kan resultere i manipulation af blockchain-hovedbogen til fordel for de store møntindehavere, såsom dobbeltudgifter, egoistisk udstedelse og opgraderinger, der strider mod andre brugers interesser.

Det andet problem med ren Proof of Stake kaldes “Nothing at Stake.” Dette er en teori, der siger, at i PoS-systemer er validatorer (minearbejdere) ikke interesseret i konsensus, fordi det kan være i deres økonomiske interesse at tilføje ugyldige blokke til blockchain, hvilket fører til gafler i blockchain og skaber flere kæder.

Det vil sige, at hvis en validerer tilføjer en ugyldig blok, kan andre kryptomedarbejdere acceptere den og bygge videre på den, fordi de vil tjene transaktionsgebyrer på uanset hvilken kæde der vinder. (Og fordi det er et PoS-system, kræver det ikke meget computerkraft at gøre det.)

Dette åbner muligheden for, at blockchain manipuleres af dem, der har den største andel i dette system, hvilket er det modsatte af selve formålet med cryptocurrency, som var at eliminere ideen om det traditionelle banksystem og dets centraliserede og manipulerbare hovedbokssystem .

Under Proof of Work ville dette problem løses hurtigt, da minearbejderne tilskyndes til hurtigt at løse, hvilken gaffel fra blockchain, der skal følge, så dyrebare ressourcer til mineriggen ikke spildes.

Den ugyldige blok er forældreløs, hvilket betyder, at der ikke skal bygges nye blokke ovenpå, og forretningen fortsætter som sædvanligt med kun en enkelt blockchain. Under Proof of Stake er det imidlertid meget let at fortsætte med at bygge nye blokke på hver kæde, og i teorien kunne blockchain let gaffel.

Der er en ubetydelig omkostning til validering af flere kæder, og hvis dette sker, er den decentraliserede konsensusmekanisme mislykket. Med Proof of Work forekommer kædeomlægninger naturligt som forældreløse blokke, også kendt som onkler, og deres transaktioner er placeret tilbage i mempolen, og uanset hvilken kædespids der til sidst bekræftes, opretholder transaktionerne og blockchain gyldigheden.