Початок глибокого занурення в гарячу дискусію між proof-of-work і proof-of-stake змушує людей задуматися, який підхід справді є справедливим. Ця подорож веде до ретельного вивчення хороших сторін і викликів кожного, намагаючись розкрити їхні сильні та слабкі сторони.
Відкриваючи серію дискурсів, ми розпочинаємо перший сегмент, спрямований на розкриття давньої суперечки між парадигмами консенсусу proof-of-stake і proof-of-work. Цей наратив прагне висвітлити фундаментальні принципи, одночасно торкаючись спірних тем агрегації багатства та нерівності, що є ключовим у будь-якому комунальному дискурсі.
Поява Bitcoin та численних фундаментальних цифрових валют ознаменувала епоху чистої схеми proof-of-work.
У 2013 році Peercoin став авангардом механізму proof-of-stake — проєкту, який існує й досі. Незважаючи на піонерські зусилля Peercoin, широке визнання PoS значно посилилося завдяки Ethereumамбітний перехід від військовополонених — перехід, який виявився тривалим.
Натомість такі проєкти, як Cardano, свідомо перейшли до PoS, відмовившись від PoW після ретельної оцінки консенсусних рамок.
Спільноти, що обертаються навколо Bitcoin і Monero, залишаються палкими прихильниками механізму доказу роботи, орієнтованого на майнінг, підкреслюючи непохитну відданість цьому фундаментальному підходу консенсусу.
Що таке алгоритм консенсусу?
У межах величезного простору будь-якої екосистеми блокчейну алгоритм консенсусу є наріжним каменем, створеним для вирішення ключової дилеми довіри серед учасників мережі. Цей алгоритм є ключовим для валідації транзакцій, слугуючи криптографічним ключовим каменем, що підтримує функціональність криптовалют.
Перевірка базових атрибутів транзакцій, таких як власність і сума транзакції, здійснюється завдяки дивам криптографії з відкритим ключем, використовуючи її фундаментальні математичні принципи.
Алгоритми консенсусу розроблені для протидії небезпеці атаки «подвійних витрат», коли підступна структура може намагатися витратити одну й ту ж цифрову валюту кілька разів. Вирішення цього виклику вимагає обґрунтованого рішення для визначення легітимності одночасних транзакцій.
Вирішення цієї проблеми виходить за межі чисто математичних формулювань, натомість спираючись на синтез криптографічної строгості та економічних стимулів для підтримки цілісної мережі.
Механізм консенсусу біткоїна базується на прямому принципі: достовірності найдовшого ланцюга блоків. Цей метод, відомий як Nakamoto Consensus на честь загадкового творця біткоїна, стверджує, що розширення блокчейну вимагає значних зусиль.
Proof-of-work і процес майнінгу є ключовими, забезпечуючи захист кожного блоку криптографічними засобами, що потребують значних обчислювальних зусиль.
Безпека, що лежить в основі біткоїна, фундаментально пов'язана з відчутною фізичною метрикою — енергією, що відображає прямий зв'язок між обчислювальною потужністю та споживанням електроенергії.
Навпаки, proof-of-stake зміцнює цілісність мережі через розподіл стейків або значних активів токенів мережі. Її парадигма безпеки тісно пов'язана з економічною оцінкою мережі — фіскальною вагою, необхідною для домінування в контрольному пакеті акцій.
Однак мережі proof-of-work також демонструють відчутний зв'язок між їхньою економічною оцінкою та безпекою. Майнери отримують винагороду у вигляді криптовалюти, що стимулює збільшення обчислювальних ресурсів і витрат енергії для підвищення безпеки. Ця динаміка сприяє створенню апарату безпеки, який еволюціонує до економічного балансу, що залежить від вартості електроенергії.
З часом інвестиції в майнінгову інфраструктуру залежать від графіка викидів криптовалюти та її ринкової оцінки, а не від операційної ефективності мережі чи залучення користувачів. Цей аспект часто посилається прихильниками proof-of-stake як фундаментальний недолік парадигми proof-of-work.
Енергетична проблема та історія довіри PoS
У просвітницькому діалозі з Cointelegraph Аггелос Кіайяс, видатний головний науковець IOHK, одного з стовпів Cardano, пролив світло на їхній стратегічний вибір proof-of-stake (PoS). Вона сформулювала:
«Аспекти екологічної сталості та енерговитрат, притаманні блокчейнам Proof of Work, були ключовими. Це породило питання: «Чи можемо ми розробити протокол, який би відображав ефективність блокчейну Bitcoin без надмірного енергоспоживання?»
Попит на електроенергію майнінгу біткоїна є значним: оцінка за липень 2019 року оцінює річне споживання на рівні 70 терават-годин, що приблизно еквівалентно загальному споживанню електроенергії меншої європейської країни, такої як Австрія. Однак ця цифра становить лише 0,28% світового споживання електроенергії.
Екологічні наслідки цього споживання є предметом дискусій. Звіт за той самий період оцінив, що 74% майнінгу біткоїна використовує відновлювані джерела енергії. Прихильники спільнот Bitcoin та Monero стверджують, що енергія, спрямована на майнінг, є необхідною, що лежить в основі надійності та децентралізованості системи.
Джейк Йоком-Піатт, керівник проєкту в Decred, поділяє екологічні занепокоєння, але залишається скептично ставитися до PoS як до остаточного рішення. У розмові з Cointelegraph він зауважив:
"Довкілля Proof of Work для довкілля є незаперечною. Проте важливо визнавати це першим і найпростішим механізмом консенсусу. Майбутні покращення для військовополонених можливі.»
Хоча proof-of-stake також передбачає використання енергії, особливо в процесі делегування, він широко визнаний як значно менш енергоємний, ніж системи proof-of-work. Однак критики стверджують, що ця ефективність відбувається за рахунок кількох інших критичних факторів.
Щодо надійності PoS, Йоком-Піатт зазначає, що чисті системи PoS за своєю суттю є оборотними, що свідчить про змінну історію. Це перегукується з критикою 2015 року математика Ендрю Поелстри з Blockstream, який припустив, що залежність PoS від попередніх ставок — які самі по собі є безпідставними — робить неможливим для користувачів остаточно підтвердити легітимність блоку.
Натомість історична точність PW математично визначена і може бути спростована лише через монументальне завдання відтворити всю його гірничу історію. Поелстра підкреслила, що хоча прихильники PoS вважають, що забезпечення короткострокової історії достатнім, зміни в старих блоках підірвуть колективну пам'ять учасників системи.
Це змінює модель довіри з незмінного реєстру біткоїна на ту, що залежить від постійно підключених партнерів, вразливих до юридичних, мережевих і цілеспрямованих атак на довірені суб'єкти, зменшуючи її стійкість до цензури та децентралізації.
Незважаючи на ці критичні зауваження, прихильники PoS стверджують, що, подібно до систем військовополонених, він зрештою залежить від певної форми соціального консенсусу для своєї безпеки.
Дискусія триває, вона більше базується на філософських переконаннях щодо прийнятності покладання на соціальний консенсус для зменшення енергоспоживання, ніж на остаточну технічну перевагу. Цей безперервний дискурс продовжує розвиватися, розгалужується на різноманітні складні дискусії.
Придбання частки проти придбання роботи
Прагнення до економічної справедливості залишається спірним питанням у сфері алгоритмів консенсусу, прихильники обох систем виступають за заходи, що стримують нерівний доступ і загострення нерівності багатства, відповідно до ідеалів децентралізації.
Proof-of-stake часто критикують за те, що він підтримує цикл, у якому заможні накопичують більше багатства — концепцію, яку втілює прислів'я «багаті стають багатшими». Однак представники Ethereum Foundation у AMA на Reddit стверджували, що реальність є більш тонкою:
"Володіння активом за своєю суттю дає можливість отримати з нього додаткову вигоду. Різниця полягає в механізмі отримання прибутку: PoS пропонує більш прямий, справедливий шлях (придбати токен, заблокувати токен, виконати обов'язки, заробити X), тоді як кореляція між капіталом і прибутком у PoW суттєво залежить від факторів, зовнішніх протоколу.»
Аггелос Кіайяс із мережі Cardano стверджував, що PoS не робить різниці між інвестиціями заможних і фінансово скромних, заявивши:
«Proof of Work не може забезпечити справді рівноправний механізм консенсусу [...] На відміну від нього, Proof of Stake передбачає сценарій, у якому інвестиції менш заможної особи мають таку ж силу, як і інвестиції більш заможного партнера.»
Генеральний директор Equilibrium, працюючи над алгоритмічним стейблкоїном на EOS, підтримав позицію Ethereum Foundation, підтримавши думку, що стейкінг токенів позбавлений бар'єрів для входу і не сприяє нерівності багатства, за умови, що токени залишаються відкрито торгуваними.
Ця перспектива контрастує з аргументом, що майнінг за своєю суттю сприяє накопиченню багатства завдяки «позапротокольним» перевагам, таким як знижки на оптові покупки або ексклюзивний доступ до сучасного обладнання, як підкреслюють прихильники PoS.
Натомість Алехандро Де Ла Торре, віцепрезидент Poolin, провідного майнінгового пулу біткоїна, виступає за справедливість proof-of-work, пояснюючи її потенціалом для інновацій та підвищення ефективності завдяки технологічним досягненням. Він передав Cointelegraph:
«На мою думку, здатність до інновацій — чи то через розробку нового чіпа, оптимізацію операційної системи майнінг-рига чи будь-який інший прорив — уособлює те, чому PoW є більш справедливою «криптоекономічною» моделлю. [...] Залежність PoS від володіння основним активом, де збільшення активів означає більший прибуток, не дає альтернативи для покращення позиції, окрім придбання більшої частини зафіксованого активу.»
Ця дискусія підкреслює різні філософії, що лежать в основі механізмів proof-of-work і proof-of-stake, кожен із яких має власне тлумачення справедливості в криптоекономічному ландшафті.
Важливі рівні можливості
У проникливому обміні з Cointelegraph міжнародний професор бізнесу Університету Дьюка Кемпбелл Р. Гарві розповів про динаміку економічної нерівності у контексті механізмів консенсусу блокчейну. Він підкреслив поширену критику proof-of-stake (PoS) — схильність до концентрації багатства, заявивши: «Так, занепокоєння про те, що багатство породжує багатство в PoS, є обґрунтованим. Навпаки, proof-of-work (PoW) працює ближче до традиційного бізнесу, де майнери не зобов'язані володіти базовими криптовалютами, такими як BTC, ETH.»
Гарві детально розповів про різні економічні принципи, що лежать в основі цих двох систем, наголошуючи на операційних ризиках і конкурентоспроможності, притаманних видобутку військовополонених, включаючи потенційний негативний прибуток і провал бізнесу. Він зазначив: «Я не вважаю, що сучасна гірнича справа суттєво впливає на розподіл багатства. Часто майнінг-обладнання стає непотрібним не через знос, а через мінливість оцінок криптовалют.»
Розглядаючи проблему оптових знижок на закупівлі та їхній вплив на нерівність у багатстві, Гарві розглядав це як прояв ефективності масштабування, що є поширеним для різних галузей, що нормалізує практику в гірничодобувних операціях.
Він також зазначив, що розбіжність у багатстві є невід'ємною частиною систем вільного ринку, зумовленою варіаціями вроджених навичок і багатства. Гарві стверджував: «Ідеально увага має бути на рівності можливостей, а не на самому багатстві. Вільний ринок має дозволити кожному, хто має життєздатну ідею, піднятися на вершини економічного успіху.»
Щодо доступу та справедливості, Гарві вважає системи PoS, особливо ті, що використовують моделі делегованого доказу стейку, за своєю суттю справедливими, що дозволяє навіть мінімальним зацікавленим сторонам брати участь у винагородах за майнінг через делегування.
Такі механізми делегування та стейкінг-пули є всюдисущими в PoS-фреймворках і потенційно можуть бути розширені за допомогою аналогічних зовнішніх заходів, подібних до колективів майнінгу PoW.
Натомість Алехандро Де Ла Торре стверджує, що принцип рівних можливостей однаково застосовний і до ASIC-майнінгу, підкреслюючи життєвий цикл гірничого обладнання, який зазвичай триває три-чотири роки до застарілості через відмови, підвищену складність видобуток тощо. Він зазначив: «Спостерігаючи поступове відмовлення від домінуючих моделей, таких як S9, гірничодобувна галузь проходить оновлення. Це циклічне оновлення сприяє появі нових майнінгових установок, операційних систем і пошуків економічно вигідної електроенергії, запрошуючи нових учасників, які прагнуть скористатися можливостями видобутку військовополонених.»
Цей дискурс висвітлює тонкі погляди на економічну справедливість і можливості в екосистемі консенсусу блокчейну, підкреслюючи складну взаємодію між технологічними інноваціями та динамікою ринку.
Видобуток не завжди однаковий
Крісті Лі-Майнехан, видатна зірка у сфері майнінгу криптовалют і колишня технічна директорка Genesis Mining, а також співархітектор ProgPow, стверджує, що дискурс навколо справедливості proof-of-work (PoW) насамперед критикує ASIC-майнінг. Вона виступає за використання споживчого обладнання, такого як CPU та GPU, для майнінгу, з використанням їхнього повсюдного розповсюдження та доступності для підвищення рівня конкурентної сфери. Мінехан пояснює:
«CPU та GPU глибоко вкоренені у глобальних ланцюгах постачання, щодня охоплюючи безліч людей по всьому світу. Розробляючи алгоритм PoW, який використовує це легко доступне обладнання, ви фактично використовуєте усталені мережі постачання та розподілу, а не прокладаєте нові шляхи.»
Вона підкреслює важливість забезпечення рівних можливостей у майнінгу, прагнучи створити сценарій, де всі учасники, незалежно від їхнього статусу, мають рівні шанси на заробіток криптовалюти. Мінехан визнає, що шахтарі неминуче прагнуть вдосконалити та спеціалізувати свої операції, але наголошує, що суть чесної конкуренції має полягати у капітальних витратах (CapEx), що це передбачено.
Вартість придбання ASIC може бути значно нижчою для великих гравців, завдяки економії на масштабі. Навпаки, GPU та подібне обладнання, орієнтоване на споживача, пропонують більш доступний і фінансово вигідний варіант для широкої аудиторії, зазначає Мінехан.
Фундаментальний внесок PoW
Крісті Лі-Мінехан, маючи глибоке розуміння та досвід у сфері майнінгу криптовалют, пропагує глибоку віру в ключову роль, яку відіграють майнери GPU, особливо на початкових етапах життя мережі. Вона формулює переконливу історію: пересічна людина вагається конвертувати свою важко зароблену традиційну валюту на те, що часто жартівливо називають «магічними інтернет-грошима». Ідея використання існуючих обчислювальних ресурсів відкриває набагато більш прийнятний шлях для участі.
Цей скептицизм щодо витрат фіатної валюти на цифрові активи не є безпідставним. Справді, виникнення феномену початкової пропозиції монет (ICO) тісно пов'язане з піонерськими зусиллями Bitcoin та Ethereum. Початок і подальша еволюція біткоїна фактично освятили поняття цифрової валюти. Лише понад 17 місяців після видобуття першого блоку Bitcoin 22 травня 2010 року відбулася знакова транзакція з біткоїн-піцою, яка вперше присвоїла Bitcoin відчутну фіатну вартість.
Ethereum ще більше закріпив цю спадщину, реалізувавши одну з перших ICO у 2013 році, підтвердивши життєздатність цього інноваційного механізму збору коштів.
Мінехан стверджує, що механізм розподілу, притаманний початковому запуску біткоїна, був би неможливим у виключно стейкінговій системі. За її словами, саме створення та стабілізація мережі передбачає будь-який можливий перехід до моделей стейкінгу.
Джейк Йоком-Піатт, погоджуючись із ідеями Мінехана, підкреслює proof-of-work (PoW) як ключовий механізм для забезпечення справедливого розподілу токенів. Він припускає, що PoW є «високоякісним джерелом ентропії» — фундаментальним принципом, який також був прийнятий Peercoin на початковому етапі розповсюдження. Такий погляд проливає світло на багатогранну користь PoW, не лише як захід безпеки, а й як каталізатор справедливого та децентралізованого зростання мережі.
Системи різні, не обов'язково кращі чи гірші
Завершення дискусії про економічну рівність між системами proof-of-stake (PoS) і proof-of-work (PoW), як зазначає Кемпбелл Р. Гарві, може відвести нас від основного питання. Важко однозначно стверджувати, що одна система за своєю суттю централізує багатство більш агресивно, ніж інша.
У конфігураціях PoW, хоча майнери потенційно можуть отримати надмірні переваги, вони також стикаються з ризиком повної втрати інвестицій — ситуації, яка практично відсутня в PoS-фреймворках.
Джейк Йоком-Піатт, чия ініціатива Decred включає елементи обох парадигм, пояснює, що «чистий PoS і чистий PoW фундаментально різняться».
Він виступає за гібридну модель, вважаючи, що вона поєднує сильні сторони обох систем. З одного боку, PoW фактично гейміфікує процес часового маркування, тим самим захищаючи незмінність. З іншого боку, PoS є незамінним для узгодження стимулів управління.
Yocom-Piatt припускає, що інтереси майнерів не завжди можуть збігатися з ширшими цілями криптовалюти, підкреслюючи потенційні недоліки управління.
Історія Декреда натякає, що протиставляння PoS і PW може бути надто спрощеним. Синтез цих механізмів міг би пом'якшити їхні індивідуальні обмеження, що відрізняється від інших суперечок блокчейну, таких як Ethash проти ProgPow.
З точки зору управління, нещодавній випадок поглинання у спільноті Steem підкреслює важливий урок: контроль над токенами не означає власність.
Майбутня стаття цієї серії обіцяє глибше занурення в динаміку управління в екосистемах PoS і PoW, з метою подальшого розкриття цих складних взаємозв'язків.