blog 1AktualnościDevelopersEnterpriseBlockchain ExplainedWydarzenia i konferencjePrasaBiuletyny

Zapisz się do naszego newslettera.

Adres e-mail

Szanujemy twoją prywatność

HomeBlogBlockchain Poradnik

Co to jest dowód stawki?

Ethereum 2.0 przeniesie z Proof of Work do Proof of Stake. Proof of Stake oferuje unikalne możliwości generowania przychodów dla posiadaczy ETH. Autor: Everett Muzzy 15 maja 2020 r. Opublikowane 15 maja 2020 r.

co to jest dowód stawki hero 2


W 2020 r. Pierwsza faza Ethereum 2.0 zostanie uruchomiona, co oznacza przegląd istniejącego łańcucha bloków Ethereum 1.0 i znaczące ulepszenia w zakresie skalowalności i dostępności. Rdzeniem architektury Ethereum 2.0 jest mechanizm konsensusu Proof of Stake (PoS), który zastąpi istniejący mechanizm konsensusu Proof of Work (PoW). 

PoS oferuje szereg ulepszeń, w tym: efektywność energetyczną, niższe bariery wejścia, silniejsze zachęty krypto-ekonomiczne i większe możliwości generowania przychodów dla szerszej grupy użytkowników. Ten artykuł ma na celu wyjaśnienie, czym jest Proof of Stake, w jaki sposób zostanie zaimplementowany w Ethereum 2.0 oraz w jaki sposób posiadacze ETH mogą przewidzieć interakcję z nową architekturą.

Zapoznaj się z naszą bazą wiedzy Ethereum 2.0, aby znaleźć odpowiedzi na często zadawane pytania, zasoby i nie tylko dotyczące Eth2.

Zrozumienie mechanizmów konsensusu

W systemach rozproszonych mechanizm konsensusu to metoda, za pomocą której sieć uzgadnia jedno źródło prawdy. W przeciwieństwie do systemów scentralizowanych, w których o źródle prawdy decyduje jeden podmiot kontrolujący, systemy rozproszone polegają na dużej liczbie autonomicznych organów współpracujących przy utrzymaniu pojedynczej sieci. Te odrębne węzły muszą mieć mechanizm obliczeniowy, za pomocą którego mogą dojść do porozumienia co do tego, jaki jest najbardziej aktualny i dokładny zapis danych. Aby osiągnąć cel, wszystkie te rozproszone sieci muszą przyjąć identyczny mechanizm kryptograficzny, aby dojść do konsensusu.

Proof of Work Consensus Mechanism

Mechanizm konsensusu Proof of Work (PoW) jest obecnie najczęściej stosowanym mechanizmem konsensusu i prawdopodobnie najlepiej poznanym. Zapoczątkowany przez Satoshi Nakamoto wraz z wydaniem Bitcoin w 2008 roku, PoW do tej pory zasilał większość najbardziej znanych łańcuchów bloków, w tym Ethereum.

W przypadku powstającej technologii, takiej jak blockchain, PoW okazał się wyjątkowo bezpiecznym i godnym zaufania mechanizmem konsensusu. Podstawowymi składnikami PoW są górnicy i energia. Górnicy to osoby lub podmioty, które utrzymują sieć, uruchamiając węzły (komputery) i zarządzając nimi. Górnicy kierują węzły, aby zużywały energię elektryczną w postaci energii obliczeniowej, aby rozwiązywać coraz bardziej złożone problemy matematyczne. Górnik, który rozwiązuje problem, jako pierwszy zyskuje prawo do dodawania bloku transakcji do stale rosnącego łańcucha kolejnych bloków, tworząc pojedynczą i weryfikowalną historię danych w łańcuchu bloków PoW. 

Wydatki na moc obliczeniową kosztują pieniądze w postaci energii elektrycznej – oprócz początkowych kosztów sprzętowych budowy funkcjonalnego węzła. Jednak koszt bycia górnikiem jest opłacalny dzięki nagrodom blokowym. Kiedy górnik z powodzeniem wykopuje blok do istnienia, otrzymuje nagrodę blokową w postaci natywnej monety łańcucha blokowego (tj. BTC, ETH itp.). 

Ponieważ coraz więcej górników zaczyna uruchamiać węzły w łańcuchu bloków, szybkość mieszania (tj. Moc obliczeniowa sieci) wzrasta, co oznacza, że ​​następny blok może powstać nieco szybciej niż poprzedni. Sieć próbuje utrzymać stały czas blokowania (czas między każdym blokiem); Ethereum wydobywa się co ~ 14 sekund, a Bitcoin co ~ 10 minut. Jeśli hashrate wzrasta, a blok jest wydobywany nieco szybciej niż wcześniej, w związku z tym trudność jest zwiększana automatycznie dla następnego bloku, zapewniając nieco trudniejsze wydobycie bloku i ponowne ustabilizowanie czasu bloku. Trudność regularnie dostosowuje się po każdym bloku, dzięki czemu czasy bloków pozostają względnie stabilne. 

Gdy górnicy opuszczają sieć (co może się zdarzyć z różnych powodów, w tym ze spadku wartości rodzimej monety w dolarach), trudność zmniejszy się, co oznacza, że ​​górnikom będzie łatwiej wydobywać bloki i otrzymywać nagrody. Ta zmniejszona trudność stanowi zachętę dla większej liczby górników do powrotu do sieci, zapewniając, że sieć pozostanie silna i wystarczająco zdecentralizowana. 

Łańcuchy bloków PoW okazały się wyjątkowo odporne i bezpieczne. Zachętą przeciwko złośliwemu aktorowi próbującemu naruszyć łańcuch bloków PoW jest koszt energii elektrycznej potrzebnej do wygenerowania wystarczającej ilości energii obliczeniowej, aby przejąć większość szybkości mieszania. Połączona moc obliczeniowa wymagana, aby dana osoba mogła skompromitować dobrze ugruntowany łańcuch bloków PoW, taki jak Bitcoin lub Ethereum, kosztowałaby nadzwyczajną ilość pieniędzy, i może nawet nie istnieć.

Choć proste i bezpieczne, łańcuchy PoW stoją przed trzema głównymi wyzwaniami: dostępność, centralizacja i skalowalność.

Dostępność: Bariery na drodze do zostania górnikiem PoW są wysokie. Proof of Work łańcuchy wymagają znacznej ilości energii do utrzymania. Górnik musi zakupić, skonfigurować i utrzymywać cały sprzęt niezbędny do uruchomienia platformy wydobywczej PoW. Dodatkowo wydobycie PoW jest niezwykle energochłonne. Podstawowy mechanizm jest nie tylko nieefektywny z energetycznego punktu widzenia, ale dodatkowo zwiększa barierę wejścia. Aby zdobyć znaczące nagrody blokowe, lepiej, aby górnik mieszkał w regionie o niższych kosztach energii elektrycznej. Ponadto jurysdykcje często oferują korporacjom niższe koszty energii elektrycznej, co oznacza, że ​​górnik, który chce zmaksymalizować swoje zyski, musiałby założyć firmę i kupić wystarczającą ilość sprzętu górniczego, aby zrównoważyć wysiłek i związane z tym koszty. Ogólnie rzecz biorąc, nieefektywność energetyczna, zmienne koszty energii elektrycznej, koszty sprzętu i korporacyjna energia elektryczna powodują poważne bariery wejścia dla większości przyszłych górników.

Centralizacja: Bariery wejścia dla górnictwa mogą mieć niekorzystny efekt wtórny w postaci większej centralizacji górników. Ponieważ staje się bardziej kosztowne i mniej opłacalne, aby zostać górnikiem, w sieci naturalnie widać koncentrację wydobycia w dwóch kategoriach. Po pierwsze, duże konglomeraty górnicze, które działają na obszarach o niskich kosztach energii elektrycznej i niskich temperaturach (w celu obniżenia kosztów ręcznego chłodzenia sprzętu górniczego), takich jak Mongolia i Syberia. Po drugie, moc wydobywcza jest scentralizowana w rękach basenów górniczych. Ponieważ dla większości ludzi samodzielne wydobywanie energii staje się mniej opłacalne, kupują energię haszyszową z kopalni, która działa jako pojedynczy podmiot wydobywczy. Do końca 2019 roku ponad 50% bloków na Ethereum zostało wydobytych przez zaledwie dwa baseny wydobywcze.

zdjęcie 26Rysunek: Do końca 2019 r. 52,8% bloków zostało wyprodukowanych przez dwie pule wydobywcze [22,5% Ethermine, 30,3% SparkPool]

Skalowalność: W obecnym łańcuchu Ethereum Proof of Work każdy blok jest wydobywany po kolei. Każdy blok może zawierać tylko określoną ilość danych, zwaną rozmiarem bloku. Oznacza to, że jeśli jest więcej transakcji oczekujących, niż mieści się w bloku, transakcje, które nie przedostają się do następnego bloku do wydobycia, muszą „czekać” na kolejny blok na kolejną szansę na uwzględnienie. W Ethereum blok jest wydobywany raz na ~ 14 sekund, ale podczas szczególnie wysokich zdarzeń transakcyjnych niektórzy użytkownicy mogli czekać godzinami na przetworzenie swoich transakcji.

Consensys plexus ikona okrągła Pobierz raport dotyczący ekosystemu Ethereum 2.0 Pobierz

Znajdowanie rozwiązań z potwierdzeniem stawki

Proof of Stake to inny rodzaj mechanizmu konsensusu, którego łańcuchy bloków mogą używać do uzgodnienia jednego prawdziwego zapisu historii danych. Podczas gdy w PoW górnicy zużywają energię (elektryczność) do wydobywania bloków, w walidatorach PoS zobowiązują się do poświadczenia (lub „walidacji”) bloków.

Walidatory to uczestnicy sieci, którzy uruchamiają węzły (zwane węzłami walidatorów) w celu proponowania i atestowania bloków w łańcuchu bloków PoS. Robią to, stawiając krypto (w przypadku Ethereum 2.0, ETH) w sieci i udostępniają się do losowego wyboru, aby zaproponować blok. Następnie inni walidatorzy „potwierdzają”, że widzieli blok. Po zebraniu wystarczającej liczby zaświadczeń dla bloku blok jest dodawany do łańcucha bloków. Weryfikatorzy otrzymują nagrody zarówno za skuteczne proponowanie bloków (tak jak w PoW), jak i za wystawianie zaświadczeń na temat bloków, które widzieli.

Zachęty krypto-ekonomiczne dla PoS mają na celu tworzenie bardziej atrakcyjnych nagród za właściwe zachowanie i surowszych kar za złośliwe zachowanie. Podstawowa zachęta krypto-ekonomiczna sprowadza się do wymogu, aby walidatory stawiały własne krypto – tj. pieniądze –– w sieci. Zamiast uwzględniać koszt wtórny energii elektrycznej potrzebnej do uruchomienia węzła PoW, walidatory w łańcuchach PoS są zmuszone bezpośrednio wpłacić znaczną kwotę pieniężną do sieci. 

Osoby zatwierdzające zdobywają nagrody za tworzenie bloków i atestów, gdy nadejdzie ich kolej. Są karani za nieprzestrzeganie swoich obowiązków, gdy nadejdzie ich kolej – tj. Jeśli są offline. Kary za bycie offline są stosunkowo łagodne i równe oczekiwanym nagrodom w czasie. Tak więc, jeśli walidator uczestniczy poprawnie przez ponad połowę czasu, jej nagrody będą dodatnie netto. 

Jeśli walidator spróbuje zaatakować lub naruszyć łańcuch bloków, próbując zaproponować nowy zestaw historii danych, zadziała jednak inny mechanizm kar: znaczna część jego postawionej kwoty zostanie obcięta (prawdopodobnie do całej kwoty stawki) i zostaną wyrzuceni z sieci. Rezultatem jest ogromne ryzyko finansowe nieudanego ataku ze strony walidatora. Aby narysować analogię do PoW, wyglądałoby to tak, jakby górnik, któremu nie powiodło się atak na łańcuch PoW, został zmuszony do spalenia całej swojej platformy wydobywczej, zamiast po prostu zjeść koszt energii elektrycznej, którą wydała na nieudany atak. Co więcej, architektura ta umieszcza bezpieczeństwo sieci bezpośrednio w rękach tych, którzy ją utrzymują i trzymają jej natywny zasób kryptograficzny w samym protokole…

Proof of Stake dotyczy trzech omówionych wcześniej problemów związanych z łańcuchami PoW – dostępności, centralizacji, a zwłaszcza skalowalności:

Dostępność: Proof of Stake blockchain nie wymaga, aby weryfikatorzy martwili się o początkowe koszty sprzętu lub zwracali uwagę na stawki za energię elektryczną w taki sam sposób, w jaki muszą to robić górnicy w łańcuchach PoW. Jest to zatem znacznie niższa bariera wejścia dla osoby fizycznej, aby uruchomić węzeł walidatora w łańcuchu PoS niż uruchomienie węzła wydobywczego w łańcuchu PoW. Istnieje jednak zauważalna bariera utrudniająca dostęp dla PoS. Weryfikatory muszą postawić minimalną ilość kryptowalut, aby uruchomić pełny węzeł walidatora. Na przykład w przypadku Ethereum 2.0 kwota ta wynosi 32 ETH (6500 USD w momencie pisania). Dla wielu to znaczna suma pieniędzy i odstraszająca od aktywnego uczestnictwa. W ten sam sposób, w jaki sieci PoW mają pule wydobywcze, będą jednak istnieć pule obstawiania, które agregują fundusze uczestników, którzy nie mogą lub nie chcą obstawić 32 ETH. Pula będzie stawiała w ich imieniu, a oni otrzymają nagrody jako procent ich stawki. 

Centralizacja: Dzięki zmniejszonym barierom wejścia i wyeliminowaniu obaw o minimalizację kosztów energii elektrycznej, sieci PoS są znacznie bardziej zdecentralizowane na poziomie węzłów niż sieci PoW. Udział w łańcuchu PoS wymaga tylko niezerowej ilości krypto, połączenia internetowego i komputera (lub telefonu / tabletu). To otwiera drzwi do partycypacji i generowania dochodów dla znacznie większej grupy ludzi. Ponadto korzyści skali są znacznie niższe w ekonomii PoS niż w przypadku PoW. W systemach PoW im więcej mocy mieszającej kontrolowany przez górnika, tym większy procent nagród, który mógłby otrzymać. W PoS% zwrot z walidatora pozostaje stały, niezależnie od tego, czy zarządza 1 węzłem, czy 1000. 

Skalowalność: Sam Proof of Stake nie poprawia skalowalności. Jednak architektury PoS umożliwiają implementację rozwiązania skalowalnego znanego jako sharding bez zmniejszania bezpieczeństwa. Sharding to mechanizm skalowania bazy danych, w którym łańcuch bloków jest podzielony na wiele łańcuchów fragmentów, z których każdy może przetwarzać bloki. Dzięki temu łańcuch bloków nie musi przetwarzać każdego bloku jednocześnie, a zamiast tego umożliwia jednoczesne przetwarzanie wielu bloków (i innymi słowy, większej liczby zestawów danych). Na przykład w Ethereum 2.0 sharding podzieli łańcuch bloków na 64 oddzielne łańcuchy shardów, co oznacza, że ​​sieć będzie przetwarzać transakcje z co najmniej 64-krotną szybkością transakcji pierwotnego łańcucha PoW.

W sieciach PoW sharding pomógłby w skalowalności, ale miałby konsekwentny wpływ na bezpieczeństwo sieci. Dzielenie sieci PoW na łańcuchy fragmentów oznacza, że ​​każdy łańcuch wymagałby mniej mocy obliczeniowej do kompromisu. Jednak łańcuchy PoS „wiedzą”, kim są walidatory w sieci (dokładniej mówiąc, do każdego depozytu, a tym samym do każdego węzła walidatora, jest przypisany adres). Dlatego za pomocą algorytmu losowego, który można udowodnić, łańcuchy PoS mogą zapewnić, że walidatory wybrane do walidacji bloków w różnych łańcuchach są losowe, skutecznie statystycznie eliminując możliwość, że jeden walidator kontroluje wystarczającą stawkę, aby złamać dane w bloku. Podczas gdy PoW wymaga kompromisu w zakresie bezpieczeństwa w celu osiągnięcia skalowalności, sieci PoS mogą osiągnąć oba te cele poprzez sharding.

Dowód udziału w Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 to łańcuch Proof of Stake, który będzie funkcjonował w fazach, począwszy od fazy 0 w 2020 r. Faza 0 Ethereum 2.0 uruchomi tak zwany łańcuch beacon, który ustanowi i utrzyma mechanizm konsensusu Proof of Stake.

Consensys plexus ikona okrągła Przeczytaj „Co to jest Ethereum 2.0?” Czytaj więcej

W Ethereum 2.0 mechanizm konsensusu PoS będzie wymagał od walidatorów postawienia 32 ETH w celu uruchomienia węzła walidatora w sieci. Za każdym razem, gdy ma być zaproponowany blok, z całej puli walidatorów zostaną wybrane co najmniej 4 i maksymalnie 64 losowe komisje złożone z 128 węzłów walidacyjnych, aby poświadczyć blok. (Jest to bezpieczne i tak jest mniej niż 1 do biliona szans że atakujący kontrolujący 1/3 walidatorów w sieci kontrolowałby ⅔ walidatorów w komitecie, aby pomyślnie przeprowadzić atak).

Aby zostać walidatorem w Ethereum 2.0, walidatorzy wpłacą 32 ETH do urzędnika Umowa depozytowa Ethereum 2.0, który został opracowany i wydany przez Fundację Ethereum. Walidatorzy będą musieli postawić 32 ETH dla każdego węzła walidatora, który chcą uruchomić.

W fazie 0 Ethereum 2.0 nagrody za proponowanie i atestowanie nie zostaną przekazane walidatorom, dopóki nie zostanie osiągnięty minimalny próg postawionych ETH i zaangażowanych walidatorów do uruchomienia sieci. Sieć będzie wymagać tyczenia co najmniej 524 288 ETH, podzielonych między co najmniej 16 384 węzły walidatora. Gdy próg zostanie osiągnięty i zostanie utworzony blok genezy, nagrody zaczną być przekazywane do walidatorów.

Przeczytaj raport obstawiania Ethereum 2.0

Pobierz nasz najnowszy raport dotyczący ekosystemu, aby uzyskać wgląd w przyszłość obstawiania Ethereum 2.0. Ściągnij

Z podziękowaniami dla Mally Anderson, Bena Edgingtona i Jamesa Becka.

Ethereum 2.0 Dowód obstawianiaStakowanieNewsletterZapisz się do naszego newslettera, aby otrzymywać najnowsze wiadomości o Ethereum, rozwiązania dla przedsiębiorstw, zasoby dla programistów i nie tylko.Ethereum Raport DeFi za III kwartał 2020 rRaport

Ethereum Raport DeFi za III kwartał 2020 r

Ethereum Raport DeFi za II kwartał 2020 rRaport

Ethereum Raport DeFi za II kwartał 2020 r

Kompletny przewodnik po sieciach biznesowych BlockchainPrzewodnik

Kompletny przewodnik po sieciach biznesowych Blockchain

Jak zbudować udany produkt BlockchainWebinar

Jak zbudować udany produkt Blockchain

Wprowadzenie do tokenizacjiWebinar

Wprowadzenie do tokenizacji

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me