PoW vs PoS vs SPoS – komparatívna štúdia medzi konsenzuálnymi algoritmami

Čo je mechanizmus konsenzu blockchainu? Aký je rozdiel medzi PoW vs PoS vs SPoS?

Blockchain funguje na mechanizmoch konsenzu, ktoré legitimizujú všetky transakcie, ktoré sa do blockchainu pridávajú. Zaisťujú, že všetky transakcie sú kontrolované a neustále auditované každým uzlom blockchainu a chránia blockchain operáciu pred akýmkoľvek typom rizika.

Blockchain je „sieť distribuovanej hlavnej knihy“ a všetky jeho transakcie a databáza sú distribuované zdieľaným spôsobom medzi rôzne uzly. Tieto záznamy alebo bloky nemôžu byť vymazané, aktualizované alebo kontrolované žiadnym ústredným orgánom. Môžu sa aktualizovať iba pridaním nového bloku. Takže v prípade akýchkoľvek sporov v distribuovanom systéme sa mechanizmus konsenzu postará o škodlivé uzly a vytvorí rovnováhu v systéme.

pow vs pos vs spos

Základný koncept a technológia nie sú rovnaké vo všetkých kryptomenách, napríklad existuje veľká rozdiel v kryptomenách v ich zhode. Na trhu blockchainov fungujú dva najpopulárnejšie konsenzuálne algoritmy – PoW a PoS. PoW podporuje bitcoiny aj ethereum. Avšak, Ethereum sa momentálne odkláňa smerom k PoS.

PoW vs PoS vs SPoS

Čo je to PoW?

V roku 1993 Cynthia Dwork a Moni Naor prišli s touto krásnou myšlienkou algoritmu PoW alebo Proof of Work Consensus. V roku 1999 však Mark Jakobsson prišiel s menom PoW. Proces PoW je známy ako ťažba a prevádzkové uzly sa nazývajú ťažiari. V bitcoin blockchain, transakcie sú zoskupené v pamäťovej oblasti zvanej mempool. V mempoole sa blok vytvára každých 10 minút.

Keď používateľ požaduje transakciu, overí ju miner v ďalšom dostupnom bloku. Na to musí baník poznať hashovaciu hodnotu posledného vytvoreného bloku. To nevyžaduje žiadny kódovací jazyk; baník jednoducho listuje v blokoch. Hneď ako získa hodnotu do siete a overí s ostatnými uzlami a vytvorí blok. Baník je odmenený zlomkom hodnoty bitcoinu.

Tento proces ťažby je ako kryptografická hádanka a spotrebúva veľkú energiu. Časom sa skladačka stáva ľahšou a rýchlejšou. Puzzle je každých 14 dní revidované, aby sa súťaž zhoršila. Proces PoW je síce vysoko bezpečný, ale je veľmi nákladný z dôvodu vysokej potreby výpočtovej energie. Všetky uzly musia transakciu overiť, čo ju robí tiež vysoko škálovateľnou.

Baníci musia neustále aktualizovať svoj softvér, aby vyriešili zložité hádanky. PoW je trochu centralizovaný proces, pretože je potrebné zorganizovať ťažobnú súpravu na overenie transakcií.

Čo je to PoS?

Na druhej strane konsenzuálny algoritmus PoS alebo Proof of Stake je oveľa jednoduchší a nákladovo prijateľný proces. Funguje to s blockchainom Ethereum. Tu sa proces validácie transakcie nazýva „kovanie“ a tu sa zúčastnené strany podieľajú na vlastnej skupine uzlov. Validátori sú za svoje úsilie odmenení. Čím väčší podiel, tým vyššia je šanca na validáciu a návratnosť je vysoká.

PoS tiež zahŕňa proces nazývaný „sharding“. Rozdelenie predstavuje horizontálne rozdelenie uzlov a zlepšuje škálovateľnosť procesu. PoS nezahŕňa ťažbu, a teda ani riešenie zložitých hádaniek. Nie je potrebné neustále inovovať softvér a je tu nízka spotreba energie. Proces kovania je oveľa lacnejší ako ťažba.

PoS je úplne decentralizovaný a všetky uzly nemusia byť zapojené do systému. Pretože však ide o väčšie podiely, v porovnaní s PoW chýbajú PoS bezpečnostné protokoly. Príkladom PoS je blockchain Tezos.

Čo je SPoS?

Konsenzusový algoritmus SPoS alebo Secure Proof of Stake predstavuje vylepšenie už existujúceho mechanizmu PoS. Funguje na blockchainovom protokole Elrond a zaisťuje väčšiu bezpečnosť a spravodlivú distribúciu. Systém je tiež oveľa lacnejší ako PoW.

SPoS sa mierne líši od Algorandovho princípu náhodného výberu validátorov. Namiesto toho každý uzol vyberie členov konsenzuálnej skupiny v závislosti od agregovaného podpisu posledného bloku.

V porovnaní s Algorandom trvá výber výboru iba 100 mps. Konsenzusová skupina sa vyberá v závislosti od podielu a poradia skupiny v predchádzajúcich transakciách. SPoS pracuje na viac podpisovej schéme Bellare a Neven.

Čo je Elrond?

Elrond je moderný komplexný blockchainový systém navrhnutý na zabezpečenie väčšej škálovateľnosti, bezpečnosti, interoperability a efektívnosti v ekosystéme.

Elrond závisí od dvoch konceptov:

  • State Sharding approach, kde je blockchain rozdelený do viacerých shardov, ktoré majú byť spracované viacerými validátormi.
  • Mechanizmus SPoS alebo Secure Proof of Stake, ktorý zaisťuje bezpečnosť a spravodlivé rozdelenie uzlov.

Rozdelenie rozdelí transakcie na horizontálne uzly a zahŕňa menšie energetické a výpočtové znalosti. Čím viac zlomkov, tým viac transakcií vygeneruje.

Aby sa uspokojila potreba vysokého dopytu po črepinách, prijal Elrond nový koncept s názvom „Adaptívne rozdelenie stavu“, ktorý zaisťuje väčšiu škálovateľnosť a decentralizáciu systému.

V čom je Elrond odlišný od ostatných blockchainov?

Elrond zahŕňa rozdelenie, ktoré úplne eliminuje plytvanie energiou a výpočtové požiadavky PoW.

Na rozdiel od Algorandu zvyšuje Elrond transakcie prostredníctvom procesu rozdelenia. Čas výberu konsenzuálnej skupiny je tiež oveľa menej, iba 100 mps, v porovnaní s 12 sekundami Algorandu.

V porovnaní s blockchainom Zilliqa používa Elrond štátny mechanizmus rozdelenia. Funguje tiež na mechanizme EVM (Earned Value Management), ktorý zaisťuje interoperabilitu medzi blockchainmi.