3 причины, почему Proof of Stake более безопасен, чем Proof of Work

Эта статья поможет вам лучше понять, почему Proof of Stake (PoS) более безопасен, чем Proof of Work (PoW).

Эта статья, переведенная с сайта Vitalik.ca, поможет пользователям по-новому взглянуть на два классических механизма: Proof of Stake (PoS) и Proof of Work (PoW).

При той же цене PoS более безопасен, чем PoW 

Давайте посмотрим, сколько стоит атаковать сеть за вознаграждение за блок в 1 доллар в день.

PoW на основе графического процессора

Стоимость атаки на сеть — это просто стоимость аренды графического процессора, достаточно мощного, чтобы обогнать майнеров. 

За каждый доллар вознаграждения за блок майнеры обходятся почти в 1 доллар (чем выше, прибыли нет, если меньше, другие майнеры присоединятся и получат более высокую прибыль). В результате для взлома сети требуется чуть более 1 доллара в день и всего за несколько часов.

Общая стоимость: ~ 0,26 доллара США (при условии, что атака длится 6 часов), потенциально даже упадет до нуля, когда злоумышленник получит награду за блок.

PoW на основе ASIC

Пользователи покупают ASIC один раз, а затем планируют использовать их в течение 2-3 лет, прежде чем они изнашиваются или устареют. Если блокчейн подвергнется атаке 51%, сообщество, скорее всего, изменит алгоритм PoW, и ASIC потеряет свою ценность.

В среднем майнинг требует ~1/3 текущих затрат и ~2/3 капитальных затрат (см. подробнее здесь ). Таким образом, с вознаграждением в 1 доллар в день майнеры будут тратить ~ 0,33 доллара в день на электричество + техническое обслуживание и ~ 0,67 доллара на свои ASIC. 

Предполагая, что срок службы ASIC составляет примерно 2 года, 486,67 долларов — это сумма, которую майнер должен потратить на такое количество оборудования ASIC.

Общая стоимость: 486,67 долларов США (ASIC) + 0,08 долларов США (электричество + обслуживание) = 486,75 долларов США.

В результате ASIC обеспечивают более высокий уровень защиты от атак с высокими затратами на централизацию, а также очень высокими барьерами для входа. Подробнее здесь .

PoS

В отличие от ASIC, стоимость — это просто плата за работу узла, пользователи просто вносят токены для стейкинга. После стейкинга эти токены могут быть сняты без изменений, поэтому пользователи готовы потратить больше за ту же сумму вознаграждения.

Предполагая, что доходность ~15% достаточно привлекательна для привлечения пользователей (это также ожидаемая норма прибыли для ETH 2.0), тогда 1 доллар в день будет привлекать 6667 лет депозита или 2433 доллара. 

Стоимость оборудования и электричества для работы узла очень мала, компьютер стоимостью ~ 1000 долларов с электричеством и интернетом стоимостью около 100 долларов может стоить сотни тысяч долларов. 

Но эти расходы составляют ~ 10% от общей стоимости стейкинга, поэтому пользователю остается только вознаграждение в размере 0,9 доллара в день, соответствующее стоимости капитала, поэтому необходимо сократить указанное выше число до ~ 10%.

Общая стоимость: 0,9 доллара США в день * 6667 лет = 2189 долларов США.

Ожидается, что в долгосрочной перспективе эти затраты будут еще выше, поскольку размещение ставок становится более эффективным, а люди привыкают к более низким нормам прибыли. Автор лично ожидает, что это число в конечном итоге вырастет до 10 000 долларов.

И единственная «цена» PoS — это неудобство, когда пользователи не могут перемещать токены во время стейкинга. Может даже случиться так, что токен будет заблокирован, что приведет к увеличению его стоимости, поэтому оставшиеся токены на рынке сделают инвестиции прибыльными. 

В то время как в PoW «цена» поддержания консенсуса — это большое количество фактически «сожженных» электродов. Подробнее здесь .

Более высокая безопасность или более низкая стоимость?

Есть два способа повысить безопасность в 5-20 раз за ту же плату. Один из них — сохранить вознаграждение за блок таким же, но повысить безопасность. Альтернативой является массовое уменьшение вознаграждения за блок (и, таким образом, «трата впустую» механизма консенсуса) и сохранение уровня безопасности неизменным. 

В любом случае это хорошо. Лично я предпочитаю второй путь, потому что, как мы увидим ниже, в PoS даже успешная атака гораздо менее вредна и легче восстанавливается, чем атака PoW!

При атаке PoS легче восстановить, чем PoW

В PoW, когда нас атакуют, что мы делаем? Лучший способ свидания: подождать, пока атака не прекратится, потому что плохим парням... становится скучно. 

Но это не работает, когда плохой парень использует «Атаку в кемпинге со спауном» — повторяя атаку, пока не сбивает сеть.

PoW на основе графического процессора

Не будет никаких контрмер, атаки могут очень быстро обрушить блокчейн с чрезвычайно низкой стоимостью, потому что через несколько дней воздействия майнеры выйдут из строя, потому что прибыли нет.

PoW на основе ASIC

В этом случае сообщество может дать отпор, изменив алгоритм PoW для хард-форка, и при этом существующие ASIC могут оказаться бесполезными (как для злоумышленников, так и для майнеров). 

Но если злоумышленник принимает эту цену, то история становится PoW на основе GPU (потому что не хватает времени на сборку и распространение ASIC для нового алгоритма) с завершающим ударом «Spawn Camping Attack».

PoS

Однако для PoS все по-другому, есть механизм, который уничтожает большую часть стейка атакующего (только стейк): Механизм слэшинга.

Если случай более сложный, большая сумма ставок — это альянс, сообщество может объединиться для создания софт-форта для меньшинства (софт-форк меньшинства, активируемый пользователем — UASF). Результат тот же, этот кол тоже будет уничтожен.

Поэтому первая атака обойдется злоумышленнику во многие миллионы долларов, и сообщество восстановится в течение нескольких дней. Вторая атака по-прежнему будет стоить злоумышленнику миллионы долларов, так как ему нужно будет купить новые токены для стейкинга, чтобы заменить сгоревшие старые токены. И в третий раз будет… но в третий раз, наверное, не хватит.

Децентрализация PoS

Стоимость PoW на основе графического процессора очень низкая, но он также децентрализован, но, как упоминалось выше, его безопасность очень плохая. Если вы покупаете ASIC, то майнерам приходится тратить много денег (так что не делайте из себя покупателя ASIC, попробуйте стать продавцом ASIC).

Кроме того, PoS более устойчив к цензуре. Майнинг как на GPU, так и на ASIC очень легко обнаружить из-за их высокого энергопотребления, дорогостоящих покупок оборудования и больших запасов. С другой стороны, PoS можно выполнять на обычном ноутбуке и даже через VPN.

Так какое будущее у PoW?

Собственно, у PoW есть еще 2 плюса:

PoS кажется закрытой системой, что приводит к потере децентрализации

В PoS пользователи размещают токены, чтобы заработать токены, а затем объединяют эти жетоны вознаграждения, чтобы делать дальнейшие ставки, чтобы заработать больше токенов. Это как «богатые становятся еще богаче», и в конечном итоге это станет централизованным в руках людей, у которых много токенов.

Но на самом деле большинство ставок дают очень низкие проценты. В ETH 2.0 многие ожидают, что процентная ставка составит всего 0,5-2% в год по сравнению с общей суммой ETH. И чем больше людей делают ставки, тем ниже процентная ставка. Так что потребуются столетия, чтобы уровень концентрации удвоился. И за все это время, сколько людей достаточно терпеливы, чтобы делать ставки?

PoS требует надежности, а PoW — нет.

По сути, когда узел подключается к сети в первый раз или просто подключается к сети после длительного отсутствия в сети, ему требуется третье лицо для подтверждения. Третьей стороной может быть их друг, клиент, биржа и т. д. PoW в этом не нуждается.

Однако возможно, что это ненужное требование. На самом деле, пользователи должны доверять разработчикам и/или «сообществу» до такой степени. 

По крайней мере, пользователи должны доверять кому-то (обычно разработчикам), чтобы сообщить им, что такое протокол и любые обновления протокола. Это неизбежно в любом программном приложении.

Но даже если эти риски действительно значительны, они, кажется, перевешивают огромные преимущества, которые предлагает PoS: высокая производительность, лучшая обработка и восстановление после атак.