Недостатки:
• совместное вознаграждение – хотя майнинговые пулы и предлагают стабильное вознаграждение, оно распределяется между участниками пула, что может привести к снижению общей прибыли отдельных майнеров;
• плата за пользование пулом – майнинговые пулы, как правило, взимают комиссию для покрытия своих операционных расходов, что еще больше снижает доходы участников;
• проблемы централизации – концентрация мощности майнинга в нескольких крупных майнинговых пулах может потенциально угрожать децентрализации и безопасности блокчейна.
Выбор между одиночным майнингом и пулом зависит от индивидуальных предпочтений, допустимого риска и наличия ресурсов. Хотя самостоятельная добыча способна предложить более высокую потенциальную прибыль, она сопряжена с большими рисками и требует немалых ресурсов. С другой стороны, майнинговые пулы обеспечивают более стабильное вознаграждение и более низкие входные барьеры, что делает их привлекательным вариантом для многих майнеров.
Механизм PoW: безопасность, энергопотребление и критика
PoW – это алгоритм достижения консенсуса, применяемый в майнинге криптовалюты. Он сыграл решающую роль в обеспечении безопасности сетей блокчейн и предотвращении двойного расходования. Однако PoW не лишен таких проблем, как высокое энергопотребление и воздействие на экологию. В данном разделе мы обсудим функции безопасности PoW и критику, с которой он сталкивается.
Механизм консенсуса PoW разработан для обеспечения высокого уровня безопасности сетей блокчейн. Требуя от майнеров решения сложных математических задач и затрат вычислительных ресурсов, PoW гарантирует, что одному субъекту крайне сложно и дорого захватить контроль над сетью. Этот алгоритм помогает поддерживать децентрализованный характер сетей блокчейн и защищает их от потенциальных атак, например атаки 51 %.
Одним из основных недостатков PoW является высокое энергопотребление. Вычислительные мощности, необходимые для достижения консенсуса PoW, потребляют большое количество электроэнергии. По мере увеличения сложности добычи и присоединения к сети большего числа майнеров расход энергии также возрастает. Это вызвало обеспокоенность по поводу воздействия майнинга на окружающую среду, особенно в отношении его углеродного следа и вклада в изменение климата. По некоторым оценкам, годовое энергопотребление одной только сети Биткоин сопоставимо с энергопотреблением небольшой страны. Это привело к дебатам об экологической этике PoW и призывам к созданию альтернативных механизмов консенсуса, менее ресурсоемких.
Другим противоречием майнинга PoW является географическая концентрация майнинговых операций, в основном в регионах с низкой стоимостью электричества. Такая плотность может привести к рискам централизации и потенциальному манипулированию сетью несколькими влиятельными игроками. Кроме того, вызывает озабоченность энергобаланс, поскольку некоторые регионы в значительной степени полагаются на ископаемое топливо, что еще больше усугубляет воздействие PoW-майнинга на окружающую среду.
В ответ на проблемы и критику, связанные с PoW, было предложено и реализовано несколько альтернативных механизмов консенсуса – PoS, DPoS, PBFT и DAG, о которых мы говорили в главе 3. Они направлены на исправление ситуации с энергопотреблением, централизацией и воздействием на экологию, при этом сохраняют безопасность и целостность сетей блокчейн.
Механизм PoS: консенсус, валидаторы и стекинг
Как уже упоминалось ранее, PoS – это еще один механизм консенсуса, который приобрел популярность как более энергоэффективная и экологичная версия PoW. В PoS роль майнеров заменяется валидаторами, которые выбираются для создания новых блоков и подтверждения транзакций на основе их доли в сети. Эта доля обычно измеряется в криптовалюте, которой они владеют и готовы «заблокировать» в качестве залога. Привязывая валидаторов к их доле, PoS стремится к тому, чтобы валидаторы действовали в интересах сети, поскольку любое злонамеренное поведение может привести к потере их заложенных активов.
Процесс получения статуса валидатора обычно включает в себя стекинг, отбор и вознаграждения.
• Стекинг – важнейший аспект PoS, поскольку он служит основой для выбора валидатора и безопасности сети. Чтобы стать валидатором, участник должен оставить определенное количество криптовалюты в качестве залога. Это гарантийное обеспечение служит обязательством перед сетью и формой защиты от потенциального злоумышленного поведения, а также может быть использовано для участия в процессе консенсуса и получения дохода.
• Отбор валидаторов осуществляется сетью с помощью различных алгоритмов, которые учитывают такие факторы, как размер их залога и срок его блокировки, а также элемент случайности. Процесс отбора гарантирует, что валидаторы с более высокой ставкой имеют больше шансов быть выбранными, но также вносит свойство непредсказуемости для предотвращения игры в системе.
• Валидаторы получают вознаграждение за свою роль в обеспечении защищенности сети, обычно в виде новой криптовалюты и комиссии за транзакции. Эти поощрения служат стимулом для валидаторов действовать честно и поддерживать безопасность и целостность сети.
• Однако не все участники сети PoS могут иметь ресурсы или желание стать полноценными валидаторами. Стекинговые пулы позволяют более мелким участникам объединять свои ресурсы и коллективно участвовать в процессе консенсуса. Вознаграждение, заработанное таким образом, обычно распределяется пропорционально между его членами, исходя из их индивидуального вклада.
• Некоторые сети PoS дают заинтересованным сторонам возможность делегировать свои полномочия по ставкам другому лицу. Это помогает более мелким игрокам принимать участие в процессе консенсуса и получать вознаграждение, не становясь при этом валидаторами.
Несмотря на то что валидация позволяет получить прибыль, она также сопряжена с определенными рисками. Валидаторы, действующие злонамеренно или не выполняющие свои обязательства, могут понести наказание, включая потерю своих заложенных активов. Такая система поощрений и санкций поддерживает безопасность и целостность сети.
Механизм Proof of Stake предлагает более энергоэффективную и экологичную альтернативу Proof of Work. Привязывая процесс консенсуса к ставкам участников, PoS стимулирует честное поведение и помогает обеспечить децентрализованный характер сетей блокчейн.
Механизм DPoS: делегаты, голосование и управление
Delegated Proof of Stake (DPoS), или делегированное доказательство доли, – это разновидность механизма консенсуса PoS, которая представляет собой более демократичный и ориентированный на управление подход к безопасности сети. DPoS полагается на систему делегатов, голосование и управление сообществом для достижения консенсуса и поддержания целостности сети.
В блокчейне на основе DPoS консенсус достигается через набор доверенных узлов, известных как делегаты, которые отвечают за проверку транзакций и создание новых блоков. Они избираются путем голосования на основе их репутации, эффективности и предлагаемой политики. Данный процесс помогает обеспечить подотчетность делегатов сообществу и побуждает их действовать в интересах сети. Голосование позволяет заинтересованным сторонам участвовать в управлении сетью и выбирать делегатов, ответственных за поддержание ее безопасности. В большинстве систем DPoS вес голоса участника пропорционален его доле в сети. Это означает, что крупные игроки имеют большее влияние на выборы делегатов, что помогает обеспечить более значительную роль в управлении сетью тем, кто в ней заинтересован. Голосование в сетях DPoS обычно представляет собой непрерывный процесс, позволяющий постоянно оценивать работу делегатов и при необходимости вносить коррективы в их голоса. Такая динамичная система помогает обеспечить подотчетность делегатов перед сообществом и стимулирует их эффективно выполнять свои обязанности. Некоторые сети DPoS позволяют участникам делегировать свое право голоса другим лицам, что дает им возможность вносить свой вклад в процесс управления. Эта функция может помочь повысить активность избирателей и обеспечить более разнообразный и представительный состав делегатов.
Ключевым аспектом DPoS является управление, поскольку оно позволяет людям участвовать в процессах принятия решений, определяющих будущее направление развития сети.
Во многих сетях DPoS участники могут вносить предложения по улучшению сети, изменению политики или другим инициативам. Затем эти предложения выносятся на голосование сообщества, где определяется результат.
Некоторые сети DPoS реализуют механизмы управления цепочками, которые предполагают внедрение процессов голосования и принятия решений непосредственно в блокчейн. Такой подход гарантирует прозрачность и неизменность процесса управления, делая его более устойчивым к манипуляциям или централизованному контролю.
Основным принципом DPoS является вовлеченность сообщества в управление сетью. Подобное участие не только помогает обеспечить децентрализованный характер сети, но и способствует формированию чувства сопричастности и ответственности.
Механизм PBFT: консенсус и отказоустойчивость
Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT), или практическая византийская отказоустойчивость, – это алгоритм консенсуса, специально разработанный для решения задачи византийских генералов, фундаментальной проблемы в распределенных вычислениях, когда узлы сети должны прийти к общему решению, несмотря на наличие вредоносных или неисправных узлов. PBFT известен своей способностью обеспечивать сильную согласованность, высокую отказоустойчивость и быстрое завершение в эксклюзивных блокчейнах.
PBFT функционирует в среде, где заранее определенный набор узлов – валидаторов – участвует в процессе консенсуса. PBFT работает в раундах, каждый из которых состоит из нескольких фаз. Основными фазами процесса консенсуса в PBFT являются: