Sejarah dan Evolusi Proof-of-Stake

Pandangan yang dinyatakan di sini adalah pandangan pengarang dan tidak semestinya mewakili pandangan Cointelgraph.com

Proof of Stake (PoS) pertama kali diperkenalkan dalam sebuah makalah oleh Sunny King dan Scott Nadal pada tahun 2012 dan bertujuan untuk menyelesaikan masalah penggunaan tenaga perlombongan Bitcoin yang tinggi. Pada masa itu, kos purata $ 150,000 sehari untuk mengekalkan rangkaian Bitcoin. Hari ini, angka ini adalah $ 6.7 juta yang mengejutkan (jika kita menanggung kos $ 0.12 / watt dan menggandakannya dengan anggaran 56,209,833 KWh elektrik yang digunakan oleh rangkaian Bitcoin pada 13 Oktober 2023).

Daripada bergantung pada pekerjaan yang bergantung pada tenaga pelombong untuk menambahkan blok, Sunny dan Scott mencadangkan kaedah alternatif yang disebut “staking” di mana algoritma deterministik akan memilih node berdasarkan jumlah syiling yang dimiliki seseorang. Dengan kata lain, stakers akan mempunyai lebih banyak peluang untuk dipilih untuk menambahkan blok ke rantai dan menuai ganjaran jika mereka “mempertaruhkan” lebih banyak syiling di dompet mereka. Mereka berharap ini dapat mengelakkan kos tenaga yang semakin meningkat dan kesukaran untuk menambang. Namun, mekanisme konsensus baru mereka bukan tanpa masalah sendiri.

Empat Masalah Dengan PoS

Terdapat empat cabaran utama dalam merancang sistem Proof of Stake:

  1. Pembahagian. Oleh kerana ganjaran sekatan diberikan kepada pemegang saham, bagaimana anda mengedarkan syiling pada mulanya?
  2. Memonopoli. Mereka yang mempunyai sejumlah besar syiling menuai sebahagian besar dari semua duit syiling masa depan.
  3. 51% serangan. Sama seperti bagaimana Proof of Work (PoW) harus berhati-hati terhadap serangan 51% dari pelombong, begitu juga PoS harus berhati-hati terhadap staker yang memiliki kepentingan saham 51%.
  4. Tiada di Stake (NoS). PoS menambah blok apabila nod memenuhi sekumpulan syarat yang merangkumi berat saham. Walau bagaimanapun, duit syiling bercabang apabila dua nod memenuhi syarat ini pada masa yang sama. Garpu kemudian diselesaikan oleh nod lain yang menandatangani salah satu daripada dua transaksi tersebut. Masalah hipotesis NoS timbul apabila 99% dari semua nod menandatangani kedua-dua rantai kerana tidak ada kos (tidak ada yang dipertaruhkan) untuk mengesahkan transaksi ini. Oleh itu, staker 1% berpotensi “berbelanja dua kali ganda” dengan membayar dengan duit syiling pada satu rantai tetapi kemudian mengesahkan yang lain.

Sehubungan dengan itu, evolusi PoS dapat difahami oleh setiap koin yang berusaha menyelesaikan masalah ini dengan cara mereka sendiri. Kami sekarang akan melihat Peercoin.

Peercoin

PPC

Sunny King mencipta Peercoin (PPC) pada tahun 2013 untuk menjadi cryptocurrency pertama yang melaksanakan Proof of Stake sambil tetap mengekalkan Proof of Work (PoW). Ini menangani 4 masalah PoS dengan cara berikut:

  1. Pembahagian. Peercoin menggunakan pengedaran penurunan berasaskan PoW. Pada mulanya, PoW sangat ditekankan untuk fasa pengedaran awal PPC tetapi sejak itu semakin berkurangan.
  2. Monopoli. Usia duit syiling dilaksanakan untuk mengelakkan pengambil saham yang kaya dengan duit syiling menguasai hadiah.
  3. 51% serangan. Rantai PPC dijamin sepenuhnya oleh PoS walaupun ia adalah kacukan. Serangan sangat tidak mungkin kerana sangat sukar untuk melakukan serangan. Penyerang mesti membeli atau menyuap 51% duit syiling yang dipertaruhkan dengan berkesan untuk melakukan tindakan ini. Sebarang serangan akan merendahkan duit syiling dengan ketara dan mengorbankan penyerang.
  4. Tidak ada di Stake. Pemaju PPC tidak percaya ini akan berlaku. Namun, Sunny menerapkan “pusat pemeriksaan” pilihan pada awalnya sekiranya terdapat serangan yang berjaya. Sekarang jaringan PPC telah matang, pusat pemeriksaan sedang dalam proses dihentikan.

Blackcoin

BLK

Fasa sejarah PoS seterusnya disebut sebagai bukti murni protokol saham tanpa perlombongan dan pertama kali dilaksanakan oleh NXT pada 24 November 2013. Namun, mari kita pertimbangkan satu lagi duit syiling, Blackcoin, yang juga merupakan bukti tulen kepentingan yang dilepaskan tidak lama selepas itu kerana mempunyai protokol yang lebih sederhana dan mempunyai fasa pengedaran awal yang lebih adil.

Blackcoin dicipta oleh Pavel Vasin (sebutan Rat4) dan dilancarkan pada Februari 2014. Ketika Rat4 memutuskan untuk membuat BLK, dia berangkat untuk menghilangkan usia duit syiling dan PoW. Dia percaya usia duit syiling akan meningkatkan peluang serangan saham sebanyak 51% kerana duit syiling yang berumur lebih tua memerlukan kurang dari 51% wang syiling untuk menyebabkan garpu. Dia juga percaya bahawa usia duit syiling tidak memberikan kepastian kepada pengguna agar tidak secara konsisten bertaruh. Sebaliknya, pemangku kepentingan diberi insentif untuk tetap offline selama 90 hari untuk memaksimumkan peluang mereka untuk mendapatkan saham sehingga menjadikan jaringan kurang aman. Pelaksanaan protokol Po4 v.2 oleh Rat4 menangani empat masalah PoS dengan cara berikut:

  1. Pembahagian. BLK melalui fasa Proof of Work sementara tanpa pra-lombong untuk memastikan pengagihan yang adil.
  2. Monopoli. Ini ditangani melalui tempoh pengedaran yang adil.
  3. 51% serangan. Adalah sangat mahal untuk membeli duit syiling yang mencukupi untuk melakukan serangan ini. Juga, duit syiling akan kehilangan nilai penting.
  4. Tiada di Stake. BLK dev juga percaya bahawa ini bukan ancaman. Walau bagaimanapun, BLK termasuk pusat pemeriksaan untuk melindungi dari garpu keras. Pusat pemeriksaan akan dikeluarkan di PoS 3.

Eter

ETH

Sejak Blackcoin, terdapat beberapa lelaran protokol PoS. Sebagai contoh, Bitshares adalah yang pertama melaksanakan Proof of Stake yang Delegasikan. Tetapi iterasi terbaru PoS adalah percubaan Ethereum (ETH) pada PoS. Motivasi untuk ETH beralih terutamanya keinginan untuk bergerak ke arah sistem yang lebih mesra alam dan terdesentralisasi. Sekiranya Mesin Maya Ethereum benar-benar diadopsi di seluruh dunia, kos elektrik harian $ 6.7 juta Bitcoin dengan cepat akan melebihi.

Sistem PoS Ethereum akan menerapkan PoS gaya Byzantine Fault Tolerance (BFT). Pengesah akan diberikan imbuhan blok secara rawak, namun konsensus dibentuk melalui proses berbilang pusingan di mana setiap pengesahan memilih rantai. Ethereum TIDAK menggunakan Proof of Stake pada masa ini dan terdapat beberapa keraguan sama ada ia benar-benar akan dilaksanakan atau tidak. Dengan itu, inilah bagaimana Ethereum berharap dapat menyelesaikan empat masalah yang terlibat dengan PoS:

  1. Pembahagian. ETH telah diedarkan dengan sekitar 70% dijual di ICO pada tahun 2014 yang mewakili 70% daripada jumlah Ether yang beredar. Sebelas juta diberikan kepada Yayasan Ethereum dan meneruskan pengedarannya melalui PoW.
  2. Monopoli. ETH telah diedarkan. Cara lain yang diharapkan ETH untuk menyelesaikan masalah ini adalah dengan mengunci duit syiling dalam kontrak pintar untuk dipertaruhkan. Oleh itu, pertaruhan dikenakan pada harga mudah tunai.
  3. 51% serangan. Seperti yang disebutkan di atas, sangat mahal untuk membeli atau menyuap node untuk menyertai serangan sebanyak 51%. Sekiranya serangan berlaku, Michael Gubik mencadangkan penggunaan forum sosial / perniagaan / pertukaran untuk memilih salah satu rantai bercabang dalam bukunya Soalan Lazim Bukti Kepentingan di Ethereum’s github.
  4. Tiada di Stake. Pengesah tidak akan dilepaskan dari menandatangani rantaian anak yatim kerana mereka akan dihukum.

Kesimpulannya

Terdapat banyak iterasi PoS yang berfungsi sepenuhnya dan selamat sepanjang sejarah cryptocurrency dari Hybrid PoS-PoW hingga PoS tulen hingga PoS Delegasi. PoS gaya BFT adalah percubaan terbaru untuk menangani empat masalah utama seputar protokol yang awalnya dicadangkan oleh Sunny dan Mark. Setiap duit syiling menggambarkan pendekatan yang berbeza dan masing-masing mempunyai kekuatan dan kelemahan masing-masing. Walau bagaimanapun, perpindahan ke PoS mencerminkan langkah falsafah yang lebih besar dalam dunia cryptocurrency ke arah sistem yang lebih mesra alam dan terdesentralisasi.

* Penting untuk diperhatikan bahawa bahawa PoW mempunyai masalah keselamatan sendiri, topik ini berada di luar ruang lingkup artikel ini. Juga, terima kasih khas kepada Nagalim dari PPC dan mindphuck dari BLK untuk pandangan mereka. Terima kasih juga kepada Michael Gubik atas penulisannya Github.

** Artikel ditulis oleh pemegang ecurrency, Cryptoeducator dan Community Organizer untuk orang ramai.