3 redenen waarom Proof of Stake veiliger is dan Proof of Work

Het artikel helpt u meer te begrijpen over waarom Proof of Stake (PoS) veiliger is dan Proof of Work (PoW).

Dit artikel, vertaald van Vitalik.ca, helpt gebruikers een nieuw perspectief te krijgen op twee klassieke mechanismen: Proof of Stake (PoS) en Proof of Work (PoW).

Voor dezelfde prijs is PoS veiliger dan PoW 

Laten we eens kijken hoeveel het kost om het netwerk aan te vallen voor een blokbeloning van $ 1 per dag.

GPU-gebaseerde PoW

De kosten van een aanval op het netwerk zijn simpelweg de kosten van het huren van een GPU die krachtig genoeg is om miners te verslaan. 

Voor elke $ 1 aan blokbeloning kosten miners bijna $ 1 (indien hoger, is er geen winst, indien lager, zullen andere mijnwerkers deelnemen en hogere winsten verdienen). Als gevolg hiervan kost het hacken van het netwerk iets meer dan $ 1 per dag en in slechts een paar uur.

Totale kosten: ~ $ 0,26 (ervan uitgaande dat de aanval 6 uur duurt), mogelijk zelfs tot nul gedaald wanneer de aanvaller de blokbeloning krijgt.

ASIC-gebaseerde PoW

Gebruikers kopen ASIC's één keer en zijn van plan ze 2-3 jaar te gebruiken voordat ze verslijten of verouderd raken. Als de blockchain een aanval van 51% heeft, zal de gemeenschap waarschijnlijk het PoW-algoritme veranderen en zal de ASIC waarde verliezen.

Gemiddeld heeft mijnbouw ~ 1/3 lopende kosten en ~ 2/3 kapitaalkosten (zie hier meer ). Dus, met een beloning van $ 1 per dag, besteden mijnwerkers ~ $ 0,33 per dag aan elektriciteit + onderhoud en ~ $ 0,67 aan hun ASIC's. 

Ervan uitgaande dat een ASIC ongeveer 2 jaar meegaat, is $ 486,67 het bedrag dat een miner aan die hoeveelheid ASIC-hardware moet uitgeven.

Totale kosten: $ 486,67 USD (ASIC) + $ 0,08 USD (elektriciteit + onderhoud) = $ 486,75.

Als gevolg hiervan bieden ASIC's een hoger beveiligingsniveau tegen aanvallen met hoge centralisatiekosten en worden de toegangsdrempels zeer hoog. Zie hier meer .

PoS

Geheel anders dan ASIC, zijn de kosten gewoon de node-running fee, gebruikers storten eenvoudig tokens om in te zetten. Na het staken kunnen deze tokens intact worden ingetrokken, zodat gebruikers bereid zijn meer uit te geven voor hetzelfde bedrag aan beloningen.

Ervan uitgaande dat het rendement van ~15% aantrekkelijk genoeg is om gebruikers aan te trekken (dit is ook het verwachte rendement voor ETH 2.0), dan zal $ 1 per dag 6.667 stortingsjaren of $ 2433 aantrekken. 

De kosten van hardware en elektriciteit om het knooppunt te laten werken zijn erg laag, een ~ $ 1.000 computer met ~ $ 100 aan elektriciteit en internet kan honderdduizenden dollars worden ingezet. 

Maar deze kosten bedragen ~10% van de totale inzetkosten, dus de gebruiker houdt slechts $0,9 beloning per dag over die overeenkomt met de kapitaalkosten, dus het is noodzakelijk om het bovenstaande aantal te verlagen tot ~10%.

Totale kosten: $ 0,9 per dag * 6.667 jaar = $ 2189.

Op de lange termijn zullen deze kosten naar verwachting nog hoger zijn, omdat het inzetten efficiënter wordt en mensen zich op hun gemak voelen met lagere rendementen. De auteur verwacht persoonlijk dat dit aantal uiteindelijk zal groeien tot $ 10.000.

En de enige "kosten" van PoS zijn het ongemak wanneer gebruikers geen tokens kunnen verplaatsen tijdens het uitzetten. Het kan zelfs gebeuren dat de token wordt vergrendeld waardoor de waarde ervan stijgt, zodat de resterende tokens op de markt de investering winstgevend maken. 

In PoW zijn de "kosten" van het handhaven van consensus de grote hoeveelheid elektroden die daadwerkelijk worden "verbrand". Zie hier meer .

Hogere beveiliging of lagere kosten?

Er zijn twee manieren om de beveiliging met 5-20x te verhogen voor dezelfde prijs. Een daarvan is om de blokbeloning hetzelfde te houden, maar te profiteren van verhoogde beveiliging. Het alternatief is om de blokbeloning in bulk te verminderen (en dus het consensusmechanisme te "verspillen") en het beveiligingsniveau intact te houden. 

Beide manieren zijn prima. Ik geef persoonlijk de voorkeur aan de tweede manier, want zoals we hieronder zullen zien, is in PoS zelfs een succesvolle aanval veel minder schadelijk en gemakkelijker te herstellen dan een PoW-aanval!

Bij een aanval is PoS gemakkelijker te herstellen dan PoW

Wat doen we in PoW als we worden aangevallen? De beste manier om te daten is: wacht tot de aanval stopt, want de slechteriken… vervelen zich. 

Maar dit werkt niet wanneer de slechterik de 'Spawn Camping Attack' gebruikt - de aanval herhalen totdat het net wordt neergehaald.

GPU-gebaseerde PoW

Er zullen geen tegenmaatregelen zijn, aanvallen kunnen de blockchain zeer snel laten crashen met extreem goedkope kosten, want na een paar dagen getroffen te zijn, zullen miners uitgaan omdat er geen winst is.

ASIC-gebaseerde PoW

In dit geval kan de gemeenschap terugvechten door het PoW-algoritme voor hard-forking te wijzigen, en daarmee kunnen bestaande ASIC's onbruikbaar worden gemaakt (voor zowel aanvallers als miners). 

Maar als de aanvaller die kosten accepteert, dan wordt het verhaal GPU-gebaseerde PoW (omdat er niet genoeg tijd is om ASIC's te bouwen en te distribueren voor het nieuwe algoritme), met als klap op de vuurpijl "Spawn Camping Attack".

PoS

Voor PoS is het echter anders, er is een mechanisme dat een groot deel van de inzet van de aanvaller vernietigt (alleen de inzet): Slashing-mechanisme.

Als de zaak moeilijker is, is een groot aantal inzetten een alliantie, de gemeenschap kan combineren om een ​​zacht fort voor de minderheid te creëren (minderheidsgebruiker-geactiveerde zachte vork - UASF). Het resultaat is hetzelfde, die staak wordt ook vernietigd.

Daarom zal de eerste aanval de aanvaller vele miljoenen dollars kosten en zal de gemeenschap binnen enkele dagen herstellen. De tweede aanval kost de aanvaller nog steeds miljoenen dollars, omdat ze nieuwe tokens moeten kopen om de verbrande oude tokens te vervangen. En de derde keer zal… maar het zal waarschijnlijk niet genoeg zijn voor de derde keer.

Decentralisatie van PoS

De kosten van op GPU gebaseerde PoW zijn erg goedkoop, maar het is ook gedecentraliseerd, maar zoals hierboven vermeld, is de beveiliging erg slecht. Als je ASIC's koopt, moeten miners veel geld uitgeven (dus maak jezelf geen ASIC-koper, probeer een ASIC-verkoper te worden).

Bovendien is PoS beter bestand tegen censuur. Zowel GPU- als ASIC-mining zijn zeer eenvoudig te detecteren vanwege hun hoge stroomverbruik, dure hardware-aankopen en grote inventaris. Aan de andere kant kan PoS worden gedaan op een normale laptop en zelfs via een VPN.

Dus welke toekomst voor PoW?

Eigenlijk zijn er nog 2 pluspunten voor PoW:

PoS lijkt een gesloten systeem, wat leidt tot verlies van decentralisatie

In PoS zetten gebruikers tokens in om tokens te verdienen, en bundelen ze die beloningstokens om verder in te zetten om meer tokens te verdienen. Dit is als "de rijken worden rijker", en op de lange termijn zal het gecentraliseerd worden in de handen van mensen die veel tokens hebben.

Maar in werkelijkheid geven de meeste inzetten een zeer lage rente. In ETH 2.0 verwachten veel mensen slechts een rente van 0,5-2% per jaar ten opzichte van de totale ETH. En hoe meer mensen inzetten, hoe lager de rente. Het duurt dus eeuwen voordat het concentratieniveau is verdubbeld. En in al die tijd, hoeveel mensen zijn geduldig genoeg om in te zetten?

PoS vereist betrouwbaarheid, PoW niet

Kortom, wanneer een node voor de eerste keer online gaat, of gewoon online komt na een lange tijd offline te zijn geweest, heeft het een derde partij nodig om het te bevestigen. De derde partij kan hun vriend, klant, exchange, ... zijn. PoW heeft deze niet nodig.

Het is echter mogelijk dat dit een onnodige eis is. In feite moeten gebruikers de ontwikkelaars en/of de "gemeenschap" in deze mate vertrouwen. 

Gebruikers moeten op zijn minst iemand (meestal ontwikkelaars) vertrouwen om hen te vertellen wat het protocol is en eventuele updates van het protocol. Dit is onvermijdelijk in elke softwaretoepassing.

Maar zelfs als deze risico's inderdaad aanzienlijk zijn, lijken ze op te wegen tegen de enorme voordelen die PoS biedt: hoge prestaties en betere afhandeling en herstel van aanvallen.