3 Gründe, warum Proof of Stake sicherer ist als Proof of Work

Der Artikel hilft Ihnen zu verstehen, warum Proof of Stake (PoS) sicherer ist als Proof of Work (PoW).

Dieser von Vitalik.ca übersetzte Artikel wird Benutzern helfen, eine neue Perspektive auf zwei klassische Mechanismen zu gewinnen: Proof of Stake (PoS) und Proof of Work (PoW).

Bei gleichem Preis ist PoS sicherer als PoW 

Mal sehen, wie viel es kostet, das Netzwerk für eine Blockbelohnung von 1 $/Tag anzugreifen.

GPU-basiertes PoW

Die Kosten für einen Angriff auf das Netzwerk sind einfach die Kosten für die Anmietung einer GPU, die stark genug ist, um die Miner zu überholen. 

Für jeden $1 der Blockbelohnung kosten Miner fast $1 (wenn höher, gibt es keinen Gewinn, wenn niedriger, werden andere Miner beitreten und höhere Gewinne erzielen). Infolgedessen erfordert das Hacken des Netzwerks etwas mehr als 1 US-Dollar pro Tag und in nur wenigen Stunden.

Gesamtkosten: ~0,26 $ (unter der Annahme, dass der Angriff 6 Stunden dauert), die möglicherweise sogar auf null fallen, wenn der Angreifer die Blockbelohnung erhält.

ASIC-basiertes PoW

Benutzer kaufen ASICs einmal und planen dann, sie 2-3 Jahre lang zu verwenden, bevor sie sich abnutzen oder veraltet sind. Wenn die Blockchain zu 51 % angegriffen wird, wird die Community wahrscheinlich den PoW-Algorithmus ändern und der ASIC wird an Wert verlieren.

Im Durchschnitt hat Mining ~1/3 laufende Kosten und ~2/3 Kapitalkosten (mehr dazu hier ). Bei einer Belohnung von 1 US-Dollar pro Tag geben Miner also ~ 0,33 $ pro Tag für Strom + Wartung und ~ 0,67 $ für ihre ASICs aus. 

Unter der Annahme, dass ein ASIC ~2 Jahre hält, sind 486,67 $ der Betrag, den ein Miner für diese Menge an ASIC-Hardware ausgeben muss.

Gesamtkosten: 486,67 USD (ASIC) + 0,08 USD (Strom + Wartung) = 486,75 USD.

Infolgedessen bieten ASICs ein höheres Maß an Sicherheit gegen Angriffe mit hohen Zentralisierungskosten sowie sehr hohen Eintrittsbarrieren. Sehen Sie hier mehr .

PoS

Völlig anders als bei ASIC sind die Kosten einfach die Node-Betriebsgebühr, Benutzer hinterlegen einfach Token zum Stake. Nach dem Staking können diese Token intakt abgehoben werden, sodass Benutzer bereit sind, mehr für die gleiche Menge an Belohnungen auszugeben.

Unter der Annahme, dass ~15% Rendite attraktiv genug sind, um Benutzer anzuziehen (dies ist auch die erwartete Rendite für ETH 2.0), dann wird 1 $ pro Tag 6.667 Einzahlungsjahre oder 2433 $ anziehen. 

Die Kosten für Hardware und Strom zum Betrieb des Knotens sind sehr gering, ein Computer im Wert von etwa 1.000 US-Dollar mit Strom und Internet im Wert von etwa 100 US-Dollar kann Hunderttausende von Dollar wert sein. 

Aber diese Kosten machen ~10 % der gesamten Staking-Kosten aus, sodass dem Benutzer nur eine Belohnung von 0,9 $ pro Tag bleibt, die den Kapitalkosten entspricht, also ist es notwendig, die obige Zahl auf ~ 10 % zu reduzieren.

Gesamtkosten: 0,9 $ pro Tag * 6.667 Jahre = 2.189 $.

Langfristig werden diese Kosten voraussichtlich noch höher sein, da das Abstecken effizienter wird und die Menschen sich mit niedrigeren Renditen anfreunden. Der Autor erwartet persönlich, dass diese Zahl schließlich auf 10.000 US-Dollar anwachsen wird.

Und die einzigen „Kosten“ von PoS sind die Unannehmlichkeiten, wenn Benutzer während des Stakens keine Token verschieben können. Es kann sogar vorkommen, dass der Token gesperrt ist, wodurch sein Wert steigt, sodass die verbleibenden Token auf dem Markt die Investition rentabel machen. 

Während in PoW die "Kosten" für die Aufrechterhaltung des Konsenses die große Menge an Elektroden sind, die tatsächlich "verbrannt" werden. Sehen Sie hier mehr .

Höhere Sicherheit oder niedrigere Kosten?

Es gibt zwei Möglichkeiten, die Sicherheit um das 5- bis 20-fache für die gleiche Gebühr zu erhöhen. Eine besteht darin, die Blockbelohnung gleich zu halten, aber von einer erhöhten Sicherheit zu profitieren. Die Alternative besteht darin, die Blockbelohnung in großen Mengen zu reduzieren (und damit den Konsensmechanismus zu „verschwenden“) und das Sicherheitsniveau intakt zu halten. 

So oder so ist in Ordnung. Ich persönlich bevorzuge den zweiten Weg, denn wie wir weiter unten sehen werden, ist selbst ein erfolgreicher Angriff in PoS viel weniger schädlich und leichter zu beheben als ein PoW-Angriff!

Bei einem Angriff lässt sich PoS leichter wiederherstellen als PoW

Was tun wir in PoW, wenn wir angegriffen werden? Der beste Weg bis heute ist: warten, bis der Angriff aufhört, weil die bösen Jungs … sich langweilen. 

Aber das funktioniert nicht, wenn der Bösewicht den „Spawn-Camping-Angriff“ verwendet – er wiederholt den Angriff, bis er das Netz umwirft.

GPU-basiertes PoW

Es wird keine Gegenmaßnahmen geben, Angriffe können die Blockchain sehr schnell mit extrem günstigen Kosten zum Absturz bringen, denn nach ein paar Tagen der Betroffenheit gehen die Miner raus, weil es keinen Gewinn gibt.

ASIC-basiertes PoW

In diesem Fall kann sich die Community wehren, indem sie den PoW-Algorithmus für Hard-Forking ändert, und damit können bestehende ASICs unbrauchbar gemacht werden (sowohl für Angreifer als auch für Miner). 

Aber wenn der Angreifer diese Kosten akzeptiert, dann wird die Geschichte zu GPU-basiertem PoW (weil nicht genug Zeit bleibt, um ASICs für den neuen Algorithmus zu bauen und zu verteilen), mit dem letzten Schlag „Spawn Camping Attack“.

PoS

Für PoS ist es jedoch anders, es gibt einen Mechanismus, der einen großen Teil des Einsatzes des Angreifers (Einsatz allein) zerstört: Slashing-Mechanismus.

Wenn der Fall schwieriger ist, ist eine große Anzahl von Einsätzen eine Allianz, die die Community kombinieren kann, um ein Soft-Fort für die Minderheit zu schaffen (Minority User-Activated Soft Fork - UASF). Das Ergebnis ist das gleiche, dieser Einsatz wird ebenfalls zerstört.

Daher wird der erste Angriff den Angreifer viele Millionen Dollar kosten und die Community wird sich innerhalb weniger Tage erholen. Der zweite Angriff wird den Angreifer immer noch Millionen von Dollar kosten, da er neue Token kaufen muss, um die verbrannten alten Token zu ersetzen. Und das dritte Mal wird… aber für das dritte Mal wird es wahrscheinlich nicht reichen.

Dezentralisierung des PoS

Die Kosten für GPU-basiertes PoW sind sehr gering, aber es ist auch dezentralisiert, aber wie oben erwähnt, ist seine Sicherheit sehr schlecht. Wenn Sie ASICs kaufen, müssen Miner viel Geld ausgeben (machen Sie sich also nicht zum ASIC-Käufer, sondern versuchen Sie, ASIC-Verkäufer zu werden).

Darüber hinaus ist PoS zensurresistenter. Sowohl GPU- als auch ASIC-Mining sind aufgrund ihres hohen Stromverbrauchs, teurer Hardwarekäufe und großer Bestände sehr leicht zu erkennen. Andererseits kann PoS auf einem normalen Laptop und sogar über ein VPN durchgeführt werden.

Welche Zukunft also für PoW?

Eigentlich gibt es noch 2 Pluspunkte für PoW:

PoS scheint ein geschlossenes System zu sein, was zu einem Verlust der Dezentralisierung führt

In PoS setzen Benutzer Token ein, um Token zu verdienen, und bündeln dann diese Belohnungstoken, um weiter zu staken und mehr Token zu verdienen. Das ist wie „die Reichen werden reicher“, und auf lange Sicht wird es in den Händen von Menschen zentralisiert, die viele Token haben.

Aber in Wirklichkeit geben die meisten Einsätze sehr geringe Zinsen. Bei ETH 2.0 erwarten viele Menschen nur einen Zinssatz von 0,5-2% pro Jahr im Vergleich zur gesamten ETH. Und je mehr Menschen investieren, desto niedriger ist der Zinssatz. Es wird also Jahrhunderte dauern, bis sich das Konzentrationsniveau verdoppelt. Und in all dieser Zeit, wie viele Menschen sind geduldig genug, um zu pfählen?

PoS erfordert Zuverlässigkeit, während PoW dies nicht tut

Wenn ein Knoten zum ersten Mal online geht oder einfach online geht, nachdem er längere Zeit offline war, muss er von einem Dritten bestätigt werden. Der Dritte kann sein Freund, Kunde, Austausch usw. sein. PoW braucht diese nicht.

Es ist jedoch möglich, dass dies eine unnötige Anforderung ist. Tatsächlich müssen Benutzer den Entwicklern und / oder der "Community" in diesem Maße vertrauen. 

Zumindest müssen Benutzer jemandem (normalerweise Entwickler) vertrauen, der ihnen das Protokoll und alle Aktualisierungen des Protokolls mitteilt. Dies ist in jeder Softwareanwendung unvermeidlich.

Aber selbst wenn diese Risiken tatsächlich erheblich sind, scheinen sie die enormen Vorteile, die PoS bietet, zu überwiegen: Hohe Leistung und bessere Handhabung und Wiederherstellung nach Angriffsarbeit.