Vad är Proof-of-Stake?

När protokoll som Polkadot, Solana, Cardano och Ethereum 2.0 blir kända namn i kryptogemenskapen, kan vissa undra om Proof-of-Stake (PoS) kommer att lyfta kryptovalutor till nya höjder när det gäller pris och…

Källa: Adobe Stock.

Eftersom protokoll som Polkadot, Solana, Cardano och Ethereum 2.0 blir kända namn inom kryptosamhället, kanske vissa undrar om Proof-of-Stake (PoS) kommer att ta kryptovalutor till större höjder när det gäller pris och funktionalitet. Proof-of-Stake-protokoll har varit under utveckling i flera år nu, och de har samlat en legion av framtida utvecklare, investerare och fans som alla vill se dem lyckas.

Oavsett om Proof-of-Stake kommer att bli den dominerande konsensusmekanismen i framtiden eller inte, har den sina egna fördelar och nackdelar. Låt oss se vad de är.

Kort historik om Proof-of-Stake

Proof-of-Stake’s rötter är ödmjuka. Denna PoS-idé från juli 2011 fördes fram i en bitcointalk-tråd av QuantumMechanic och är nu sparad som ett artefakt av kryptohistoria. Inlägget detaljerar PoS-mekanik men försöker göra detta till en lösning på Bitcoins problem. Svaret på denna fråga av casascius är olycksbådande. Det första svaret ser framtiden för detta tillämpas på andra typer av applikationer och inte till Bitcoin, vilket verkar förbli fallet.

Källa: BitcoinTalk.org

2012 utvecklades Peercoin, vilket använde en kombination av Proof-of-Work och Proof-of-Stake-protokoll. 2014 släpptes whitepappret “Consensus without Mining” samt en lösning av Vitalik Buterin till “Nothing at Stake”-problemet med Proof-of-Stake. Cardano och Polkadot samt andra projekt som använder Proof-of-Stake började som projekt. 2019 lanserades Cosmos mainnet och detaljerna för Ethereum 2.0 var utarbetade.

Snabbspola till 2021 och kryptovärlden upplevde ett oöverträffat intresse med Cardano och Polkadot i spetsen som de största aktiva Proof-of-Stake-blockkedjorna. Med projekt som Solana, Neo, Algorand, Binance coin och andra som alla antar Proof-of-Stake, kommer tiden att visa om Proof-of-Stake kommer att bli den dominerande konsensusmekanismen bland kryptoprojekt.

Vad är Proof-of-Stake?

Bitcoin och vissa andra kryptonätverk fungerar på vad som kallas Proof-of-Work (PoW) konsensusmekanism. I kryptovalutor är konsensusmekanismer det som gör att hela systemet kan fungera med individuella datorer, eller noder. De använder konsensusalgoritmer för att utarbeta det nuvarande överenskomna tillståndet för nätverket. Det är avgörande att varje enskild nod måste ha exakt samma kopia av blockkedjan och validera samma regler för att vara “i konsensus”.

En av de viktigaste faktorerna för decentralisering är att inte vara underkastad någon central myndighet, eftersom de lagar som styr något blockchainprojekt följer matematik och kod. Ett alternativ till det är en centraliserad auktoritet som styr hur ett projekt körs, kan göra ändringar i konsensus och censurera eller diskriminera systemdeltagare.

Blockkedjeteknik fungerar som en digital huvudbok som alla kan se. Vad hindrar andra användare från att manipulera denna digitala huvudbok? I äldre nätverk är detta vad Proof-of-Work gör. Med hjälp av hashar, långa datasträngar med en fast längd, säkerställer Proof-of-Work att blockkedjan är oföränderlig. Varje block, eller datamängd, har validerats genom enorm beräkningsarbete.

I kontrast är Proof-of-Stake (PoS) en variant av en konsensusmekanism som använder valideringsnoder baserade på stakade tokens. Istället för beräkningskraft som skapar block i Proof-of-Work, skapar Proof-of-Stake block genom att förlita sig på validerare, som är användare som stakar tokens. Varje validerare ges en slumpmässig chans att skörda en blockbelöning.

Men trots att den har genomgått god utveckling är PoS-konceptet fortfarande nytt och endast tiden kommer att visa om Proof-of-Stake kommer att bli den dominerande konsensusmekanismen för den nya tidsåldern.

Hur Proof-of-Stake Fungerar

Brytning i Proof-of-Work-kryptovalutaprotokoll använder beräkningskraft för att validera block. Detta är för att verifiera nätverket och se till att transaktionerna är legitima. Det eliminerar problemet med “dubbelspendering”, där samma token kan användas i en annan transaktion. Eftersom det krävs enormt beräkningsarbete för att validera ett enda block, säkrar detta i slutändan nätverket.

Om något kräver intensiv beräkningskraft för att få fram algoritmen, då är att försöka ångra den koden en enorm uppgift.

Proof-of-Stake försöker replikera dessa Proof-of-Work-ideer i åtanke men genomför dem på ett annat sätt. I Proof-of-Stake-protokoll använder det en algoritm som ger ett urval för en nod att vara en validerare för ett block. Dessa behandlas antingen i “Coin Age Selection” eller “Randomized Block Selection“.
 

1. Coin Age Selection

Detta är lite lättare att förstå än Randomized Block Selection. Coin Age Selection användes av nämnda Peercoin, en av de första kryptovalutorna att använda Proof-of-Stake. Det är en mekanism som validerar block baserat på varaktigheten av tokens.

Med Peercoin måste ett minimum av 30 dagar för ospenderade tokens hållas för att ett block ska kunna skapas och det används för att signera ett block. Ett maximalt belopp av blockmyntningsprobabilitet nås efter 90 dagar för att förhindra att äldre stakes får för mycket makt.

Även om detta används i de tidiga idéerna om Proof-of-Stake, använder nu nyare protokoll Randomized Block Selection för sin konsensusmekanism.

2. Randomized Block Selection

För att få en bättre bild av vad validerare är i Randomized Block Selection, i Ethereum 2.0, är en validerarnod någon som har stakat 32 ETH och har en dator igång för att “mynta” eller “smida” block. “Myntning” är vad “brytning” är i Proof-of-Work.

När en gruvarbetare i Proof-of-Work-system validerar ett block, får den gruvarbetaren eller gruvpoolen en belöning i form av kryptovalutatokens som BTC, LTC, ETH och så vidare. I Proof-of-Stake validerar en validerare ett block genom en “slumpmässig” urval. I fallet med Ethereum 2.0 har valideraren som kör de 32 stakade ETH en slumpmässig chans att validera ett block.

Denna chans är liknande andra validerarnoder i nätverket. Att ha mer ETH påverkar inte denna chans, till skillnad från att ha mer hashkraft i ett Proof-of-Work-system som Bitcoin ger en bättre chans att erhålla blockbelöningen.

Så en organisation kan ha flera noder för att öka sannolikheten för att mynta ett block, men varje nod har samma slumpmässiga chans som någon annan nod.

Även om varje protokoll kan skilja sig i utförande, är detta de grundläggande komponenterna i Randomized Block Selection Proof-of-Stake-protokoll.

Proof-of-Stake’s potentiella förbättringar till Proof-of-Work

PoS-konsensusmekanismer är märkbara i att de försöker lösa skalbarhets- och användbarhetsproblem med Proof-of-Work-konsensusmekanismer. För det första kommer Proof-of-Stake att spara en enorm mängd elektrisk energi som skulle ha använts för att bryta block.

Även om den elektriska dräneringen ofta överdrivs av media i Proof-of-Work, kostar det fortfarande enorm energi att mynta ett nytt block till existens och därmed säkra nätverket. Proof-of-Stake kräver bara att validerare har sina egna datorer igång eller att användare har tokens att satsa i en pool.

Proof-of-Stake-mynt är avsedda att vara mer skalbara, eftersom de har en “lättare” arkitektur som inte behöver lika mycket av den beräkningskraft som Proof-of-Work-kryptor behöver. Detta innebär att mer av kraften kan allokeras till saker som transaktionshastighet för att det ska kunna finnas mer aktivitet i nätverket utan att det blir igensatt.

Detta skulle göra blockchain-projekt mer skalbara eftersom nätverket skulle vara snabbare för att stödja fler projekt på ekosystemet.

Å andra sidan uppstår det vissa frågor om Proof-of-Stake. Hur decentraliserat är ett Proof-of-Stake-nätverk? Kan validerarna bestämma ödet för nätverket eftersom de kontrollerar en stor del av mynten? Dessa är frågor som fortfarande behöver undersökas och utforskas.

Trots att Proof-of-Stake-protokoll är utformade för att motverka centralisering genom slumpmässig blockselektion, finns det ändå potential för centralisering och detta är något som måste övervinnas för att Proof-of-Stake ska bli en framgångsrik konsensusmekanism.

Slutsats

Även om det lovar att ta blockkedjeteknologin till en annan nivå är Proof-of-Stake i sin linda. Det har inte funnits många exempel på utbredda decentraliserade applikationer eller kryptovalutor som är helt dedikerade till användningen av Proof-of-Stake.

När flera år av testning och praktisk implementering har passerat, kanske vi kan se på Proof-of-Stake och föreslå möjliga förbättringar av varje projekts arkitektur. Just nu bär PoS förhoppningarna hos en armé av kryptoentusiaster som ser det som ett hoppets fyrtorn för blockkedjeteknologins framtid.