Vad är Proof-of-Stake (PoS) inom krypto?

Proof-of-stake eller PoS är den konsensusmekanism genom vilken transaktioner på blockkedjan valideras av stakers, som har krypto inlåst i nätverket. För att upprätthålla decentralisering och övergripande integritet lagras transaktioner på blockkedjan vanligtvis inom block, med medlemmar i nätverket som har till uppgift att verifiera dessa poster.

Detta sätt att validera transaktioner skapades som ett alternativ till PoW-modellen (proof-of-work), som Bitcoin för närvarande arbetar med och som har ett högre energiberoende. I den här artikeln ska vi utforska dess ursprung och dess nuvarande användningsområden, och förhoppningsvis svara på frågan, vad är proof of stake?

Proof-of-Stake förklarat i enkla termer

Låt oss bryta ner konceptet i enklare termer. Mekanismen för proof-of-stake skapades för att tillhandahålla ett alternativt sätt att validera transaktioner på blockkedjan. För att förstå PoS måste du först förstå dess föregångare, proof-of-work. Som ett decentraliserat system finns det ingen enskild kontrollerande kraft som registrerar transaktioner, utan dessa hålls inom blockkedjan, som är en distribuerad huvudbok.

I denna huvudbok har du block av data, som innehåller uppgifter om transaktioner, och för att verifiera dessa transaktioner måste de gå igenom en konsensusmekanism, som i slutändan förenar och faktakontrollerar all data som lagras i nätverket.

Tidigare var den konsensusmekanism som användes för att göra detta proof-of-work, där alla parter som hade sin dator ansluten till blockkedjan blev en nod och kunde slutföra ett pussel, som när det var slutfört skulle verifiera transaktionsblocket.

Istället behöver proof-of-stake inte samma beräkningskraft som PoW, allt en användare behöver göra är att satsa sin krypto i nätverket, vilket kommer att markera deras avsikt att vara en validator (någon som verifierar transaktioner på blockkedjan).

Hur fungerar Proof of Stake?

Okej, så hur fungerar proof of stake? Låt oss gå in lite mer i detalj och kort förklara var och en av de viktigaste pelarna i denna mekanism.

Staking av kryptovaluta

Som beskrivits ovan måste en användare ha lite krypto låst i blockchain för att bli en validator, detta kallas staking. Stakers får sedan validera block av data på nätverket, och när de är färdiga kommer de att läggas till i den bredare blockkedjan.

Beroende på hur mycket som satsas ökar chansen drastiskt att en staker eller validator väljs ut för att slutföra processen för ett block. Så i slutändan, ju mer krypto du har satsat, desto bättre chans har du att bli vald av blockkedjealgoritmen.

När du har satsat kan du inte bara dra dig ur processen när som helst, det finns vanligtvis en inlåsningsperiod som kan variera från 1 – 2 år. Även staking på vissa nätverk kommer med ett minimibelopp, till exempel på Ethereum krävs minst 32 ETH för att vara en nod.

Validera transaktioner

Nu när du har stakat din krypto ses du som en nod, vilket är en dator som kan delta i blockchain-nätverket. Som sådan kan du nu börja validera transaktioner, förutsatt att du har valts ut av algoritmen för att göra det. Urvalet är slumpmässigt för att upprätthålla nätverkets integritet och den övergripande decentraliserade aspekten av blockkedjan.

När ett block med transaktioner har skapats väljs en kommitté eller grupp av noder ut för att verifiera att den föreslagna transaktionen inom detta block är korrekt. Tidigare gjordes detta med hjälp av proof-of-work, där miners tävlade om vem som kunde lösa ett matematiskt problem, vilket i sin tur verifierade transaktionerna i ett block.

Nackdelen med detta var att det krävde en stor mängd elektricitet och kraftfulla datorer för att delta.

Belöningar och straff

När validatorer väljs ut och slutför verifieringsprocessen av ett dataset på ett block av transaktioner, kommer de att få en belöning. Denna belöning kommer i form av nyligen myntad krypto. För att framgångsrikt få denna belöning måste blocket verifieras under en tilldelad tid.

Om en validator inte är närvarande under en verifieringsprocess kommer de vanligtvis att få ett straff för att vara offline. I de fall en validator försöker göra en bedräglig verifiering kommer hela deras insats att beslagtas och skickas till en oanvändbar plånbok.

Vilka är fördelarna med PoS?

Det finns flera framträdande fördelar med PoS, särskilt när man jämför det med andra konsensusmekanismer.

Överlägsen energieffektivitet och lägre miljöpåverkan

För det första, på grund av dess betoning på staking i motsats till mining, finns det färre beroenden av att köra högpresterande datorer dygnet runt för att bryta krypto och validera transaktioner på blockkedjan. Enligt en artikel från Guardian kan “Bitcoin-gruvdrift vara ansvarig för 65,4 megaton CO2 per år … vilket är jämförbart med utsläpp på landsnivå i Grekland (56,6 megaton 2019).”

Detta koldioxidavtryck från PoW ledde till att Elon Musk slutade använda Bitcoin som betalningsmetod för Tesla-fordon redan 2021. PoS föddes strax efter det, med Ethereum som använder denna mekanism i sitt nätverk. Energiförbrukningen har minskat med nästan 100% med hjälp av detta som en konsensusalgoritm.

Unikt tillvägagångssätt för nätverkssäkerhet

När det gäller mining har National Bureau of Economic Research tidigare konstaterat att “de översta 10 % av miners kontrollerar 90 % av Bitcoins miningkapacitet”. Men med PoS är valideringsprocessen mer distribuerad, vilket i sin tur ökar säkerheten. Validerare på plattformen måste satsa sin egen krypto, i fallet med Ethereum är det belopp som behövs för att vara en nod 32 ETH eller 75 712 dollar baserat på dagens värde.

Om en validator felaktigt verifierar ett block av transaktioner riskerar de att förlora den krypto de har satsat. Dessutom innebär denna fördelning av validatorer att det är mycket osannolikt att åtgärder som en 51 %-attack skulle lyckas. Detta beror på den ökade hashrate, vilket är beräkningskraften i nätverket. Angripare skulle behöva förvärva en betydande mängd noder för att kunna vinna kontrollen helt och hållet.

Vilka är nackdelarna med PoS?

Trots flera anmärkningsvärda fördelar med konsensusmekanismen proof-of-stake finns det också vissa brister.

Risk för centralisering

För det första, även om staking är mindre energiintensivt, finns det en risk för favorisering av dem med en högre mängd kapital. Blockkedjealgoritmen kommer sannolikt att välja en nod med en högre nivå av insatt krypto. Så ju mer du har satsat, desto större chans har du att bli vald för att validera ett block.

Detta kan leda till centralisering på grund av att makten koncentreras till dem som har investerat mer i nätverket. Som ett resultat kan det finnas mycket mer exponering för styrning och potentiell censur av vissa transaktioner.

Trots detta är systemet för att välja validerare slumpmässigt, vilket är blockkedjans sätt att motverka det mycket trovärdiga hotet om centralisering.

Ojämlikhet i förmögenhet

Som kort nämnts ovan finns det en viss favorisering av dem som har större nivåer av insatt krypto på blockkedjan. Detta kan leda till växande ojämlikhet eftersom dessa validerare kommer att vara de som får lejonens andel av belöningarna i nätverket. Detta kan potentiellt öka förmögenhetsklyftan mellan deltagarna i ekosystemet.

Vad är några verkliga tillämpningar av PoS-system?

Ethereum

Ethereum har varit en av de tidiga användarna av proof-of-stake-mekanismen, efter att den slutförde sin sammanslagning 2022 och bytte till PoS från PoW. För att vara en staker i Ethereum-nätverket krävs 32 ETH för att betraktas som en nod. Stakers eller validatorer på nätverket som framgångsrikt verifierar ett block av transaktioner kommer sedan att få krypto som belöning. Det finns också en årlig procentuell avkastning (APY) på cirka 2.84% för staking Ethereum.

När det gäller koldioxidavtrycket har Ethereum 2.0 varit betydligt mer miljövänligt än sitt ursprungliga system. Enligt Yahoo Finance har strömförbrukningen i nätverket minskat till 235 kilowatt från 2,44 gigawatt sedan övergången till proof-of-stake. Nedanstående graf från Cambridge’s Centre for Alternative Finance (CCAF) illustrerar hur Ethereum 2.0 förhåller sig till både Bitcoin och det äldre PoW-systemet när det gäller energiförbrukning.

Dessutom har antalet transaktioner per sekund ökat dramatiskt, från 15 – 20 per sekund till nu över 100 000. Trots detta har den största oron varit risken för centralisering, med likvida pooler som Lido som kontrollerar en betydande del av de medel som satsas på nätverket.

Tezos

Före Ethereums proof-of-stake var Tezos en av de ursprungliga blockkedjorna som använde PoS-mekanismen. Nätverket lanserades 2018 och har under den perioden processat miljontals transaktioner. Detta har gjorts med hjälp av dem som “bakar” (satsar) XTZ, som är Tezos ursprungliga token.

Tezos använder en LPoS-modell (liquid proof-of-stake), där dessa bakers, liknande Ethereums validatorer, ansvarar för att verifiera transaktioner på blocket. Det finns dock några skillnader, med Tezos finns det ingen inlåsningsperiod, vilket ofta finns hos andra PoS-operatörer.

Denna flexibilitet gör det möjligt för bakare att ta ut eller ta ut sina tokens när som helst. Dessutom kan bakare också föreslå ändringar i protokoll genom att lämna in förslag.

Staking Pools och gemenskapens styrning

Ovan nämnde vi kortfattat stakingpooler som Lido, men vad exakt är dessa? En staking pool är en grupp av community of stakers som kombinerar för att kollektivt stake. Poolens operatörer ansvarar för att genomföra den faktiska insatsen och fördela belöningarna till deltagarna baserat på deras bidrag till poolen.

Insatspooler bildades för att stödja blivande validerare som inte hade de kapitalkrav som krävdes för att göra individuella insatser. Att sådana validerare samlas i en pool har dock varit en av de främsta drivkrafterna bakom centraliseringen. Som i fallet med Lido, och även Coinbase, som ursprungligen var ansvariga för 40% av all insatt krypto på Ethereum-nätverket.

Denna samhällsstyrning, även om den är distribuerad, har fortfarande ansetts öka den övergripande centraliseringen på blockkedjan, på grund av att små grupper kontrollerar en betydande del av nätverket och vad som skrivs in i huvudboken. I samma artikel ovan nämndes också att den amerikanska regeringen skulle kunna pressa sådana pooler att blockera transaktioner från vissa adresser som har sanktionerats.

Framtiden för Proof-of-Stake

Det finns både tydliga fördelar och nackdelar med proof-of-stake-blockkedjor, men hur kommer framtiden för denna mekanism att se ut?

Skalbarhet och prestanda

En av de största utmaningarna för blockkedjor i allmänhet har varit skalbarhet, och proof-of-stake erbjuder ett bättre alternativ till proof-of-work. Trots detta finns det fortfarande en del utmaningar att ta itu med i framtiden. Särskilt när antalet transaktioner ökar, hur kommer denna mekanism att hantera dessa smärtpunkter?

Före sammanslagningen var det totala antalet transaktioner per sekund på PoW 20, med detta antal nu vid en maximal kapacitet på 100,000 XNUMX. Men när nätverket växer kan detta bli en utmaning eftersom mer kapacitet kan behövas.

För närvarande används sharding för att lösa detta problem, genom att dela upp blockkedjan i flera delar, i motsats till ett enda ekosystem. Varje shard var ansvarig för att bearbeta transaktioner samtidigt i nätverket, vilket ökade det totala flödet, och detta kan behöva förstoras i framtiden.

Dessutom kan sidokedjor som Polygon användas för att öka skalbarheten för transaktionerna i Ethereum-nätverket. Polygon använder två tekniker för att öka skalbarheten, varav den viktigaste är Polygon PoS sidechain. Detta är en lager-2-blockkedja som fungerar tillsammans med Ethereum för att öka hastigheten och sänka avgifterna för användarna.

Reglering och efterlevnad

Reglering har länge varit ett problem inom krypto, med många regeringar som tittar på sätt att implementera struktur och skyddsåtgärder inom ekosystemet. Blockkedjor med proof-of-stake, och i synnerhet de staking pools som utgör community governance, kan komma att utsättas för ökat tryck från tillsynsmyndigheter i framtiden.

Om detta skulle ske kommer den nuvarande rädslan för centralisering gradvis att börja förverkligas, med strängare regler för dem som vill bli stakers. Tillsynsmyndigheter kan kräva att stakingpooler bildar hårdare onboardingregler och implementerar styrning som penningtvätt (AML) och know-your-client (KYC).

Om detta någonsin inträffar kan vissa kryptolojalister börja flytta tillbaka till bevis på arbete, vilket inte skulle ha samma nivå av efterlevnad.

Slutsats

I slutändan verkar det som att proof-of-stake inte bara är ett betydligt mer miljövänligt alternativ till andra konsensusmekanismer, utan det är också mer skalbart Systemet har redan antagits av Tezos och Ethereum, med många som nu kräver att Bitcoin ska byta. Även om detta kanske inte kommer att ske, kan potentialen i ett sådant steg vara seismisk för hela kryptovärlden och dess bud på mainstream-adoption.

Men denna potentiella adoption och skala är också den största utmaningen för det övergripande ekosystemet, med många rädda för att sådana förändringar kan påverka decentraliserad finansiering som helhet. För närvarande kommer PoS sannolikt att fortsätta växa i användning, med fler och fler kryptoinnehavare som vill bli stakers och potentiellt tjäna belöningar genom att göra det.

Vanliga frågor om Proof-of-Stake

Vad betyder Proof-of-Stake?

Proof-of-stake är den konsensusmekanism som används för att bestämma vilka användare som kan verifiera transaktioner på blockkedjan.

Vad är skillnaden mellan PoS och PoW?

PoS kräver att en person satsar kryptotokens för att vara berättigad att verifiera block av transaktioner, med PoW måste du använda kraftfulla maskiner för att lösa pussel eller mine, för att bekräfta blockkedjetransaktioner.

Vilka kryptovalutor använder Proof-of-Stake?

Ethereum och Tezos är de viktigaste kryptorna som använder proof-of-stake-mekanismen.

Hur fungerar staking i PoS?

En person satsar sin krypto och blir en validator. Validatorer väljs slumpmässigt ut av algoritmen för att verifiera nya block av transaktioner. När valideringen är klar får stakern en belöning för sitt deltagande.