PoW vs PoS - description des termes, comparaison et différences

Les termes Preuve de travail et Preuve de mise pour les masses restent une forme de la «lettre» chinoise. La plupart d'entre eux ne vont pas les explorer du tout, même s'ils envisagent d'investir davantage dans la crypto-monnaie ou de se livrer au trading.

Comprendre ce que sont la preuve de travail et la preuve de participation aideront à évaluer une crypto-monnaie particulière. Ainsi, au moins les informations de base les concernant ne seront pas superflues pour vous. Peut-être que ces connaissances supplémentaires à l’avenir pourraient même vous aider.

Qu'est-ce qu'une preuve de travail et une preuve d'enjeu?

Littéralement, la preuve de travail se traduit par «preuve de travail» ou preuve de travail accompli. Si nous interprétons ce transfert dans le domaine de la crypto-monnaie, les opérations de calcul de l'équipement sont considérées comme du travail ici. La preuve de travail est un tel mécanisme permettant de vérifier que le travail (le calcul est égalementminier ) a été effectué.

C’est le principe de PoW qui sous-tend la validation des transactions dans la blockchainBitcoin . En outre, cet algorithme de consensus est utilisé dans des dizaines d'autres crypto-devises, dans lesquelles il existe une possibilité d'extraction.

Contrairement à la preuve de travail, un autre mécanisme a été créé - la preuve de participation. Littéralement, ce terme peut être traduit comme preuve de propriété. Si la crypto-monnaie utilise cet algorithme de consensus, la validation de la transaction est effectuée via les nœuds du réseau. En gros, plus la crypto-monnaie d’une personne repose sur son portefeuille, plus elle a de chances de trouver une nouvelle unité et de confirmer l’authenticité de la transaction, en recevant une récompense.

Quelle est la preuve de travail

Mécanisme de preuve de travail apparuavant la conceptioncrypto-monnaie . Son objectif principal est de protéger le serveur contre les demandes constantes (attaques DDos, spam) en ajoutant une tâche spéciale, dont la solution nécessite un certain temps et des ressources. Dans le même temps, le serveur (ou tout simplement un validateur) passera beaucoup moins de temps à vérifier. Le mécanisme de PoW est conçu spécifiquement pour l'informatique.

Le principe de son travail peut être expliqué sur l'exemple d'une leçon régulière à l'école. En classe de mathématiques, l'enseignant a confié cette tâche à toute la classe et a promis une bonne note (récompense) à celui qui la réalisera en premier. L'élève a besoin de «laver le cerveau» pour effectuer une série d'opérations mathématiques et éventuellement résoudre le problème. Dans le cas de PoW, la technologie informatique est un étudiant, par exemple un réseau Bitcoin avec des mineurs, un étudiant est un mineur ou un ordinateur; Ceci est une récompense pour l'exploitation minière.

Ce concept a été présenté pour la première fois en 1993 dans un article scientifique. Les auteurs, Cynthia Dvor et Moni Naor, ont suggéré que l'accès à certaines ressources abstraites ne devrait apparaître que si certaines tâches nécessitant beaucoup de ressources étaient exécutées.

Trois ans plus tard, Adam Beck lançait le projet Hashcash, dont la tâche principale était de se protéger contre le spam. Il a décrit le mécanisme comme suit: «Nous devons trouver une valeur X à laquelle la fonction SHA (x) contiendrait le nième nombre de bits nuls».

Et en 1999, le terme «preuve de travail» est apparu - il étaitproposé par Marcus Jacobsen et Ari Jewels dans un article scientifique pour Communications and Multimedia Security.

En 2004, Hal Finney, qui effectuerait plus tard la première transaction de l’histoire du réseau Bitcoin, a proposé un jeton PoW, ou plutôt RPoW(Réutilisable-Proofs of Work) . Autrement dit, le résultat des contrôles seraitjetons , qui pourraient ensuite être utilisés comme monnaie électronique.

Alors, j’ai pris l’initiative (a pris, a pris) Satoshi Nakamoto, plaçant le mécanisme de Hashcash comme algorithme de consensus dans le réseau Bitcoin et implémentant également l’algorithme de hachageSHA-256 . Le mécanisme PoW est utilisé dans le réseau Bitcoin pour la génération de blocs et la sécurité de la chaîne de blocs entière. Ces blocs contiennent une fonction de hachage dont la somme est toujours inférieure à la cible (cible visée). Il semble montrer ou prouver (preuve) que les calculs nécessaires (travail) pour la recherche d'un bloc ont été effectués et indiquer que le bloc peut être écrit dans une chaîne commune (blockchain).

Tout ce processus est aléatoire. Autrement dit, il est impossible de dire quel mineur va éventuellement trouver la signature. Et même s'il réussissait à le faire, cela ne signifiait pas qu'il recevrait 12,5 BTC (récompense actuelle pour la recherche du bloc). Tous les mineurs reçoivent des récompenses proportionnelles à leurs «efforts de calcul». Quant au niveau de difficulté, il est recalculé tous les 2016 blocs minés (environ 2 semaines). Si les mineurs ont réussi à trouver le nombre de blocs spécifié plus tôt que 14 jours, il est difficile de le faire pousser. S'il a pris plus de temps, il a diminué.

Quelle est la preuve de participation

Et voici le mécanisme du consensusLa preuve de prise est déjà une idée de «crypto-monnaie». C'est-à-dire que cette méthode de protection est inventée exclusivement pour être utilisée dans des crypto-monnaies. A propos, cette idée a été proposée sur le forumBitcoinTalken 2011 par l'utilisateur QuantumMechanic comme alternative à la preuve de travail Bitcoin utilisée dans la blockchain.

Déjà en 2012, la première crypto-monnaie PoS est apparue -Peercoin (PPC) . Bien qu'il utilisât un algorithme "hybride". Au début, c’était le PoW - au stade de la distribution initiale des pièces, et quand elles ont toutes été exploitées, la transition vers le point de vente était déjà réalisée. Les premièresNxtetBlackcoinsont les premières crypto-monnaies dotées d'un mécanisme de consensus reposant sur une preuve de participation totale à 100%.

Dans les points de vente, la taille d'un partage (Stake) est utilisée en tant que ressource, qui détermine quel nœud finira par trouver un bloc et recevoir une récompense. En termes simples et très illettrés, ici l’extraction minière (extraction de nouvelles pièces) est due à la présence de pièces dans le portefeuille, et plus elles sont nombreuses, plus la récompense est élevée. La vérité n’est pas tout à fait minière, mais forgée. Un nœud qui reçoit une récompense pour avoir conservé une certaine part (enjeu) est également appelé un mélange maître.

L'introduction de la preuve de prise de participation est motivée comme suit:

Ce mécanisme de consensus sur le réseau nécessite beaucoup moins de ressources qu'une preuve de travail;
Il n'y a pas d'attaque classique à 51% de la blockchain avec PoS - car la puissance de calcul ne joue pas un rôle dans le classement des nœuds;

Une attaque potentielle ne peut se produire que si 51% de toutes les pièces sont concentrées dans les mains d'un seul nœud, ce qui coûte très cher;
Même si une attaque se produit, alors travaillezla blockchain sera brisée et il sera difficile pour l'attaquant d'en profiter;
À long terme, les commissions perçues pour les transactions sur les réseaux de point de vente sont plus faibles. En règle générale, la preuve de prise semble être un algorithme moins coûteux, plus simple et moins gourmand en ressources. Les avantages semblent évidents.

Parallèlement, le point de vente présente un inconvénient évident: un monopole peut potentiellement se créer dans le réseau lorsque la taille de la participation d’un participant dépasse 51%. Bien que dans une blockchain déstabilisée, il est difficile d’en tirer profit, mais d’autres participants risquent de subir des dommages.

Un autre problème est la collusion potentielle d'un groupe de nœuds, qui peut entraîner une modification des règles de la blockchain. C'est-à-dire que dans les PDS, il existe un certain problème de centralisation.

Preuve de participation contre preuve de travail

Preuve de travail et Preuve de mise n’ont pas grand-chose en commun. À moins qu'ils n'aient leur propre attaque de 51%, ce qui entraîne un crash du réseau.

En règle générale, la preuve de prise semble avoir un certain nombre d'avantages évidents: vitesse de validation plus élevée, coût des ressources de protection inférieur, commissions plus faibles.

Mais, dans le même temps, il est pratiquement impossible d’attaquer le réseau avec l’algorithme Proof of Work - cela nécessite un superordinateur (plusieurs fois) et plusieurs centrales électriques pour sa maintenance.

Dans Proof-of-Stake, tout est structuré de manière à ce que les participants cherchent à capturer la plus grande part possible de pièces de monnaie afin de recevoir une plus grande récompense pour une commission. De ce fait, la centralisation se produit. Mais même si la déstabilisation du réseau n'apporte rien aux propriétaires de l'enjeu majoritaire, cet algorithme a néanmoins un consensusun inconvénient.

Il s’agit d’une attaque sans précédent - c’est-à-dire lorsqu’un groupe d’utilisateurs crée une chaîne de blocs vides, ce qui peut finalement entraîner une double dépense, un conflit entre les versions de la blockchain et l’incontournable fork. Les développeurs de Casper, qui seront introduits dans la plate-formeEthereum , travaillent à éliminer ce problème. Jusqu'à présent, il n'y a pas de détails: ni la date de transition, ni les détails techniques. Selon l'une des versions, les participants placeront leurs actions sur la plate-forme dans le but de recevoir des récompenses, mais cela n'a pas encore été confirmé. Le créateur d’Ethereum, Vitaly Buterin, estime que le passage à un système de point de vente contribuera à réduire les commissions et le coût total de la maintenance du réseau. Et l'exploitation minière elle-même devra être abandonnée.

Les deux protocoles ont leurs avantages et leurs inconvénients. Il semble que Proof-of-Stake soit économiquement plus rentable et plus rationnel d’un point de vue technique, mais sur des plates-formes mondiales telles que Bitcoin blockchain ou une autre capitalisation d’un milliard de dollars, le PoW semble être une option plus fiable. En 2012-2013, des pièces avec un protocole hybride PoS /PoW ont commencé à apparaître sur le marché. Parmi eux, citons , Peercoin ,Emerecoin ,Novacoinet d’autres.

Examen de la preuve de travail et de la preuve de solutions de remplacement

Avec l’émergence de la crypto-monnaie et le développement toujours plus approfondi du domaine de la blockchain, d’autres algorithmes ont été proposés, en plus des mécanismes de preuve du travail et du partage. Certaines d'entre elles ont déjà été implémentées dans de nouvelles crypto-monnaies, d'autres uniquement au stade du projet.

Le nom du protocole	Essence
Preuve d'activité	Protocole hybride entre l'algorithme de preuve de travail et de partage. Le schéma suivant est généralement utilisé: à l’étape initiale, toutes les pièces sont extraites sans enregistrer les transactions dans la blockchain (PoW), puis on utilise PoS avec masternods. Un exemple classique est la crypto-monnaieDASH .
Preuve de participation déléguée	Une version modifiée de POS, dans laquelle la délégation confirme le partage. Les membres du réseau peuvent choisir qui confirmera les transactions avec les nœuds et voter pour diverses solutions en ligne. Utilisé dansBitShares .
Preuve de la participation louée	Peut être traduit comme preuve d’une action louée. Ce protocole est intégré à la plate-formeWaves . L’essentiel est que, dans les points de vente classiques, seuls les nœuds dotés d’une grande pile peuvent confirmer des transactions et recevoir des récompenses. Dans PoLS, les participants avec de petites actions peuvent prendre leur loyer aux nœuds et recevoir une récompense, aussi. Le schéma ressemble à des gisements miniers ordinaires.
preuve de brûlure	Ce protocole utilise la combustion de pièces de monnaie. Les participants les empoisonnent à une adresse spéciale où ils deviennent inactifs. Au lieu de cela, ils obtiennent le droit d'extraire de nouvelles pièces. Le protocole est appliqué dansSlimcoin .
Preuve de signature	PoSign est un mécanisme absolument nouveau qui n’est même pas encore complètement développé. Utilisé dans la chaîne de blocs crypto-monnaieXTRABYTES . L'idée est que chacun des nœuds statistiques du réseau signe de nouveaux blocs. Si le nœud tente d’attaquer, il sera sur la liste noire.
Preuve de capacité	Ici, les preuves sont utilisées pour le stockage de données. Plus vous en avez, plus vous minez. Le pionnier PoC - crypto-monnaieBurst .
Preuve de cerveau	Ce terme est parfois utilisé pour décrire le principe de fonctionnement deSteemitetGolos . Ici, les participants au "secteur minier" doivent créer du contenu, je veux dire, inclure des cerveaux.
Preuve d'importance	La preuve d’importance est l’algorithme de consensus dans le réseau de crypto-monnaieNEM . L'importance de "calculé" en tant que combinaison du solde actuel et de l'activité transactionnelle du participant.

Résumons le matériel:

Preuve de travail et Preuve de participation sont les deux protocoles les plus répandus pour parvenir à un consensus entre les crypto-monnaies de la chaîne de blocs;
PoW - preuve du travail, la protection est assurée par des opérations de calcul et une recherche de hachage;
PoS - preuve de propriété d'un partage, la validation est effectuée par des nœuds avec des soldes actifs;
Le programme de travail est généralement plus fiable, mais nécessite beaucoup plus de ressources et, dans les systèmes de système de points de vente, il existe une centralisation et une vérification sans ressource.
De plus en plus de crypto-monnaies avec des protocoles hybrides ou des concepts complètement nouveaux du mécanisme de consensus apparaissent.