3 raisons pour lesquelles le Proof of Stake est plus sûr que le Proof of Work

L'article vous aide à mieux comprendre pourquoi la preuve de participation (PoS) est plus sécurisée que la preuve de travail (PoW).

Cet article traduit de Vitalik.ca aidera les utilisateurs à avoir une nouvelle perspective sur deux mécanismes classiques : la preuve d'enjeu (PoS) et la preuve de travail (PoW).

Au même prix, le PoS est plus sécurisé que le PoW 

Voyons combien il en coûte pour attaquer le réseau pour une récompense en bloc de 1 $/jour.

PoW basé sur GPU

Le coût de l'attaque du réseau est simplement le coût de la location d'un GPU suffisamment puissant pour distancer les mineurs. 

Pour chaque dollar de récompense globale, les mineurs coûtent près de 1 dollar (s'il est supérieur, il n'y a pas de profit, s'il est inférieur, d'autres mineurs rejoindront et gagneront des bénéfices plus élevés). Par conséquent, le piratage du réseau nécessite un peu plus de 1 $ par jour et en quelques heures seulement.

Coût total : ~ 0,26 $ (en supposant que l'attaque dure 6 heures), pouvant même tomber à zéro lorsque l'attaquant obtient la récompense de blocage.

PoW basé sur ASIC

Les utilisateurs achèteront des ASIC une fois, puis prévoient de les utiliser pendant 2 à 3 ans avant qu'ils ne s'usent ou ne deviennent obsolètes. Si la blockchain a une attaque à 51%, la communauté changera probablement l'algorithme PoW et l'ASIC perdra de sa valeur.

En moyenne, l'exploitation minière a ~1/3 des coûts permanents et ~2/3 des coûts en capital (voir plus ici ). Ainsi, avec une récompense de 1 $ par jour, les mineurs dépenseront ~ 0,33 $ par jour en électricité + maintenance et ~ 0,67 $ sur leurs ASIC. 

En supposant qu'un ASIC dure environ 2 ans, 486,67 $ est le montant qu'un mineur doit dépenser pour cette quantité de matériel ASIC.

Coût total : 486,67 USD (ASIC) + 0,08 USD (électricité + maintenance) = 486,75 USD.

En conséquence, les ASIC offrent un niveau de sécurité plus élevé contre les attaques avec des coûts de centralisation élevés, ainsi que des barrières à l'entrée devenant très élevées. Voir plus ici .

point de vente

Complètement différent de l'ASIC, le coût est simplement les frais de fonctionnement du nœud, les utilisateurs déposent simplement des jetons à miser. Après le jalonnement, ces jetons peuvent être retirés intacts, de sorte que les utilisateurs sont prêts à dépenser plus pour le même montant de récompenses.

En supposant que les rendements d'environ 15 % sont suffisamment attrayants pour attirer les utilisateurs (c'est également le taux de rendement attendu pour ETH 2.0), alors 1 $ par jour attirera 6 667 années de dépôt, soit 2 433 $. 

Le coût du matériel et de l'électricité pour faire fonctionner le nœud est très faible, un ordinateur d'environ 1 000 $ avec environ 100 $ d'électricité et d'Internet peut coûter des centaines de milliers de dollars. 

Mais ces coûts représentent environ 10 % du coût total de mise, de sorte que l'utilisateur se retrouve avec seulement 0,9 $ de récompense par jour correspondant au coût du capital, il est donc nécessaire de réduire le nombre ci-dessus à environ 10 %.

Coût total : 0,9 $ par jour * 6 667 ans = 2 189 $.

À long terme, ce coût devrait être encore plus élevé, à mesure que le jalonnement devient plus efficace et que les gens se sentent à l'aise avec des taux de rendement plus faibles. L'auteur s'attend personnellement à ce que ce nombre passe à 10 000 $.

Et le seul "coût" du PoS est l'inconvénient lorsque les utilisateurs ne peuvent pas déplacer les jetons pendant le jalonnement. Il peut même arriver que le jeton soit verrouillé, ce qui fait augmenter sa valeur, de sorte que les jetons restants sur le marché rendront l'investissement rentable. 

Alors que dans PoW, le "coût" du maintien du consensus est la grande quantité d'électrodes qui sont réellement "brûlées". Voir plus ici .

Plus de sécurité ou moins cher ?

Il existe deux façons d'augmenter la sécurité de 5 à 20 fois pour le même prix. L'une consiste à conserver la même récompense de bloc mais à bénéficier d'une sécurité accrue. L'alternative est de réduire la récompense de bloc en bloc (et donc de "gaspiller" le mécanisme de consensus) et de garder le niveau de sécurité intact. 

Quoi qu'il en soit, c'est bien. Personnellement, je préfère la deuxième voie, car comme nous le verrons plus bas, en PoS, même une attaque réussie est beaucoup moins nocive et plus facile à récupérer qu'une attaque PoW !

En cas d'attaque, le PoS est plus facile à récupérer que le PoW

Dans PoW, quand on est attaqué, que fait-on ? La meilleure façon de sortir avec quelqu'un est d'attendre que l'attaque s'arrête parce que les méchants… s'ennuient. 

Mais cela ne fonctionne pas lorsque le méchant utilise le "Spawn Camping Attack" - répétant l'attaque jusqu'à ce qu'il renverse le filet.

PoW basé sur GPU

Il n'y aura pas de contre-mesures, les attaques peuvent planter la blockchain très rapidement avec un coût extrêmement bon marché, car après quelques jours d'être touchés, les mineurs sortiront car il n'y a aucun profit.

PoW basé sur ASIC

Dans ce cas, la communauté peut riposter en modifiant l'algorithme PoW pour le hard-forking, et cela dit, les ASIC existants peuvent être rendus inutiles (pour les attaquants et les mineurs). 

Mais si l'attaquant accepte ce coût, alors l'histoire devient PoW basée sur GPU (car il n'y a pas assez de temps pour construire et distribuer des ASIC pour le nouvel algorithme), avec le coup de grâce « Spawn Camping Attack ».

point de vente

Cependant, pour le PoS c'est différent, il existe un mécanisme qui détruit une grande partie de la mise de l'attaquant (mise seule) : le mécanisme de Slashing.

Si le cas est plus difficile, une grande quantité d'enjeux est une alliance, la communauté peut se combiner pour créer un soft-fort pour la minorité (minority User-Activated Soft Fork - UASF). Le résultat est le même, cet enjeu sera également détruit.

Par conséquent, la première attaque coûtera à l'attaquant plusieurs millions de dollars et la communauté se rétablira en quelques jours. La deuxième attaque coûtera toujours des millions de dollars à l'attaquant, car il devra acheter de nouveaux jetons à jalonner pour remplacer les anciens jetons brûlés. Et la troisième fois le sera… mais ce ne sera probablement pas suffisant pour la troisième fois.

Décentralisation des points de vente

Le coût du PoW basé sur GPU est très bon marché, mais il est également décentralisé, mais comme mentionné ci-dessus, sa sécurité est très médiocre. Si vous achetez des ASIC, les mineurs doivent dépenser beaucoup d'argent (donc ne vous faites pas un acheteur d'ASIC, essayez de devenir un vendeur d'ASIC).

De plus, PoS est plus résistant à la censure. L'extraction de GPU et d'ASIC est très facile à détecter en raison de leur consommation d'énergie élevée, de leurs achats de matériel coûteux et de leur inventaire important. D'autre part, PoS peut être effectué sur un ordinateur portable normal et même via un VPN.

Alors quel avenir pour PoW ?

En fait, il y a encore 2 points positifs pour PoW :

PoS semble être un système fermé, entraînant une perte de décentralisation

Dans PoS, les utilisateurs misent des jetons pour gagner des jetons, puis regroupent ces jetons de récompense pour miser davantage pour gagner plus de jetons. C'est comme "les riches deviennent plus riches", et à long terme, cela deviendra centralisé entre les mains de personnes qui ont beaucoup de jetons.

Mais en réalité, la plupart des enjeux donnent un intérêt très faible. Dans ETH 2.0, de nombreuses personnes ne s'attendent qu'à un taux d'intérêt de 0,5 à 2 % par an par rapport à l'ETH total. Et plus les gens misent, plus le taux d'intérêt est bas. Il faudra donc des siècles pour que le niveau de concentration double. Et pendant tout ce temps, combien de personnes sont assez patientes pour miser ?

Le PoS nécessite de la fiabilité, tandis que le PoW ne le fait pas

Fondamentalement, lorsqu'un nœud se connecte pour la première fois ou se connecte simplement après avoir été hors ligne pendant une longue période, il a besoin d'un tiers pour le confirmer. Le tiers peut être leur ami, client, échange,... PoW n'en a pas besoin.

Cependant, il est possible qu'il s'agisse d'une exigence inutile. En fait, les utilisateurs doivent faire confiance aux développeurs et/ou à la "communauté" dans cette mesure. 

À tout le moins, les utilisateurs doivent faire confiance à quelqu'un (généralement des développeurs) pour leur dire quel est le protocole et toute mise à jour du protocole. Ceci est inévitable dans toute application logicielle.

Mais même si ces risques sont effectivement importants, ils semblent l'emporter sur les énormes avantages qu'offre le PoS : hautes performances et meilleure gestion et récupération des attaques.