Proof of Work vs. Patunay ng Pag-stake

Ang peer-to-peer na kalikasan ng mga pampublikong sistema ng pagbabayad na nakabatay sa blockchain ay nangangahulugan na ang sinuman sa mundo ay maaaring lumahok sa pagpapatakbo ng mga ito — hindi lamang isang kumpanya, sentral na bangko o piling grupo ng mga tao.

Gayunpaman, kasama ng decentralization ang isang mahalagang hamon: kung ang sinuman ay maaaring makibahagi, at walan’g iisang entity na susuriin ang mga kalahok na sumusuporta sa network, paano mo matitiyak na mga tapat na user lang ang lalahok at hindi mga malisyosong ahente?

Dito pumapasok ang isang bagay na kilala bilang isang consensus mechanism ng blockchain.

Ang consensus ay tumutukoy sa mutual na kasunduan sa isang tiyak na piraso ng impormasyon sa isang sistema o grupo ng mga tao. Sa kaso ng isang blockchain, ang consensus ay tumutukoy sa mutual na kasunduan sa mga globally distributed network computer na nagpapatunay ng bagong cryptocurrency data na idinaragdag sa ledger.

Ang mga blockchain ay hindi nababagong mga talaan ng mga transaksyon at iba pang uri ng data. Nangangahulugan ito na kapag ang impormasyon ay idinagdag sa blockchain hindi ito maaaring alisin. Ang finality na ito ay naglalagay ng malaking halaga ng responsibilidad sa mga kalahok sa network upang matiyak na ang wasto, na-verify na data lamang ang naitala. 

Ang mga consensus mechanism ay ang puso ng bawat pampublikong blockchain. Kinakatawan ng mga ito ang mga automated system na tumutulong sa pag-filter ng mga hindi tapat na kalahok sa blockchain at tinitiyak na mapagkakatiwalaan, nakatuong mga user lamang ang magiging “validator.”

Ang Proof-of-work (PoW) at proof-of-stake (PoS) ay ang dalawang pinakasikat na consensus mechanism na ginagamit sa mga pampublikong sistema ng pagbabayad ng blockchain. Parehong nilulutas ng PoW at PoS ang problema ng pag-filter ng mga malisyosong kalahok sa network at pagpapatibay ng kasunduan, ngunit naabot ang kinalabasan na ito sa magkakaibang mga paraan.

Ang Proof-of-work ay isang uri ng consensus mechanism na nangangailangan ng mga gumagamit ng network na maglaan ng kapangyarihan sa pag-compute upang makumpleto ang isang gawain, karaniwang isang cryptographic na patunay, upang makasali.

Ang consensus mechanism ng proof-of-work (PoW) ay unang ipinakilala noong unang bahagi noong 1990’s bilang isang sistema para sa pagpigil sa email spam. Ang pamamaraan ay nangangailangan ng mga user na lutasin ang isang cryptographic na problema bago makapagpadala ng email. 

Para sa mga lehitimong user na nagpapadala lamang ng kaunting mga email, ang paglutas sa nag-iisang cryptographic na patunay ay hindi isang problema. Gayunpaman, para sa isang masamang aktor na gustong magpadala ng mga spam na email nang maramihan at makagambala sa isang network, ang tumaas na halaga ng computational power na kinakailangan upang matugunan ang PoW consensus mechanism ay gagawing hindi gaanong kaakit-akit ang pag-venture.

Bitcoin at proof-of-work

Noong Enero 2009, inilunsad ng pseudonymous na creator ng Bitcoin, si Satoshi Nakomoto, ang Bitcoin protocol. Itinampok ng peer-to-peer electronic cash system na ito ang isang inangkop na bersyon ng PoW mechanism upang malutas ang isang matagal nang isyu na nauugnay sa decentralized, digital na mga network ng pagbabayad – ang double-spend.

Kapag nagpapadala ng halaga nang digital, walan’g pisikal na kamay ang nagpapalitan ng pera – mga numero lamang sa isang screen. Nangangahulugan ito na ang isang user ay maaaring gumastos ng parehong pera nang dalawang beses sa pamamagitan ng dalawang magkahiwalay na transaksyon. Depende sa kung gaano kahusay ang pag-synchronize ng mga server sa network ng pagbabayad, maaaring maproseso ang mga pagbabayad na ito ng double-spend. Magreresulta ito sa paglikha ng mga bagong unit ng digital na pera nang di inaasahan.

Ang PoW consensus mechanism na ginamit sa Bitcoin protocol ay nagsasama ng isang sistema na tinatawag na “mining.” Ang mga user na interesadong maging validator, o “mga miners,” ay nakikipagkumpitensya gamit ang kanilang mga computer upang makuha ang karapatang magmungkahi ng mga bagong entry sa ledger. Ginagawa ito ng mga miner sa pamamagitan ng pagbuo ng random, fixed-length na mga code na tinatawag na mga hash. Ang mga hash na ito ay nilikha sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng mga input sa pamamagitan ng cryptographic hashing algorithm upang makagawa ng natatangi, 64 na hexadecimal code (mga code na naglalaman lamang ng mga numero mula 0-9 at mga titik A-F.)

Ang mga miner ay paulit-ulit na bumubuo ng mga hash hanggang sa may gumawa ng isa na may katumbas o mas malaking bilang ng mga zero sa harap kumpara sa target na hash. Ang target na hash ay ang numerong itinakda ng protocol na, kapag natalo, binibigyan ang matagumpay na miner ng eksklusibong karapatang magmungkahi ng bagong batch ng data ng transaksyon na idaragdag sa susunod, pinakabagong block sa chain. 

Mga incentive at distribusyon ng reward 

Para sa pagkapanalo sa kumpetisyon at paggastos ng computational energy, ang miner ay makakatanggap ng halaga ng bagong minted na bitcoin kasama ang anumang mga bayarin na nauugnay sa mga transaksyong idinaragdag nila sa bagong block. Ito ay kilala bilang isang block reward.

Ang mga block reward ay karaniwang sumusunod sa isang mahigpit, paunang natukoy na patakaran sa pananalapi kung saan ang mga reward ay sistematikong binabawasan sa paglipas ng panahon. Ang Bitcoin, halimbawa, ay binabawasan ang bilang ng mga bagong gawang barya na iginawad sa bawat block ng kalahati sa bawat 210,000 block (humigit-kumulang isang beses bawat apat na taon.)

Pinipigilan nito ang pag-iisyu ng mga bagong coin na pumapasok sa sirkulasyon sa paglipas ng panahon, na, sa teorya, ay idinisenyo upang tulungang suportahan ang mga presyo — kung ipagpalagay na ang demand ay nananatiling pare-pareho para sa pinagbabatayan na cryptocurrency.

Pag-verify at paglalabas

Kapag ang isang bagong block ng mga transaksyon ay iminungkahi ng nanalong miner, ang natitirang mga miner sa network pagkatapos ay independiyenteng ive-verify ang mga transaksyong iyon bago ang block ay permanenteng idagdag sa blockchain. 

Ang prosesong ito ng pag-aatas sa lahat ng user sa network na independiyenteng kumpirmahin ang bisa ng mga iminungkahing transaksyon ay nangangahulugan na halo’s imposible para sa isang indibidwal na i-double-spend ang kanilang balanse, kung hindi bababa sa 51% karamihan ng lahat ng validator sa system ay kumikilos nang tapat. 

Ang kumpetisyon sa mining na ito ay magsisimulang muli batay sa block time na nakaprograma ang bawat cryptocurrency na sundin. Para sa Bitcoin, ang mga bagong block ay makikita nang isang beses halos bawat 10 minuto. Nag-iiba-iba ang mga oras ng pag-block sa pagitan ng mga cryptocurrency: Ang ZCash, halimbawa, ay may bagong block na nililikha humigit-kumulang bawat 75 segundo. Tinitiyak nito na ang bago, na-verify na data ng transaksyon ay patuloy na idinaragdag sa blockchain at ang mga bagong unit ng cryptocurrency ay dahan-dahang inilalabas sa sirkulasyon sa isang nakapirming, paunang natukoy na rate.

Pros at cons ng PoW

Ang isang pangunahing bentahe ng paggamit ng isang PoW system ay ang malaking halaga ng computational power na kailangan upang maisagawa ang isang mapanlinlang na transaksyon ay halos hindi kayang magawa.

Ang mga blockchain ay napapailalim sa tinatawag na 51% na pag-attack, kapag ang isang malisyosong indibidwal o grupo ng mga indibidwal ay matagumpay na nakakuha ng mayoryang kontrol sa isang blockchain’s mining hashrate. Sinusunod ng mga blockchain ang “pinakamahabang panuntunan ng chain,” kung saan tinatanggap ng lahat ng validator sa isang network ang pinakamahabang chain bilang ang pinaka-valid. Nangangahulugan ito kung ang isang hindi tapat na partido ay magagawang sakupin ang isang kumokontrol na mayorya ng network, maaari nilang aprubahan ang mga pagbabayad na double-spend, harangan ang ilang mga papasok na pagbabayad at sirain ang tiwala sa pinagbabatayan ng blockchain ledger. 

Sa mga sistema ng PoW, gayunpaman, mangangailangan ang mga umaatake na bumili o magrenta ng napakaraming computational equipment upang maisagawa at mapanatili ang ganitong uri ng pag-atake. Para sa mga network na kasing laki ng Bitcoin, na ang kolektibong computational energy ay nakatuon sa pagpapatunay ng mga transaksyon (kilala bilang hashrate) ay napakahusay, ginagawa nitong hindi kapani-paniwalang malabo ang panganib ng 51% sa pag-atake.

Ang isang pangunahing pagpuna sa computational power-driven na seguridad na ito ay ang malaking halaga ng enerhiya na kasangkot sa proseso ng mining ay nasasayang. Isang miner lamang ang maaaring magmungkahi ng isang block bawat 10 minuto, na ginagawang ang buong network ay kumonsumo ng malaking halaga ng kuryente na sa huli ay hindi kailanman direktang kasangkot sa paglikha ng isang bagong block. 

Higit pa sa paggamit ng enerhiya ng Po’W ay nakasalalay ang e-waste na nagreresulta mula sa pag-malfunction ng mga rig sa mining o nagiging obsolete na. Ito ay humantong sa makabuluhang pagpuna at nagtulak sa maraming mas bagong mga proyekto ng blockchain upang maghanap ng mas mahusay na mga consensus mechanism alternative. Bagama't ang mga miner ng PoW ay na-incentive na maghanap ng mga mapagkukunan ng kuryente na matipid sa gastos at kumuha ng byproduct na enerhiya (tulad ng init) para sa iba pang mga gamit, ang PoW mining ay gumagamit pa rin ng malaking halaga ng enerhiya. 

 

Ang Proof-of-stake (PoS) ay isang lottery-based system na nangangailangan ng mga kalahok sa network na bumili at mag-lock ng mga protoco’l na mga native token sa isang smart contract. Ang mga kalahok na may mga na-stake na token ay may pagkakataong mapili nang random upang magmungkahi ng mga bagong block.

Tatlong taon pagkatapos ng pag-launch ng Bitcoin, dalawang developer na kilala bilang Scott Nadal at Sunny King ang bumuo ng PoS consensus mechanism upang matugunan ang mga kakulangan sa enerhiya na dulot ng proof-of-work system.

Ang mas maraming mga token na na-stake ng isang tao, mas malaki ang kanilang pagkakataong mapili. Isipin ito tulad ng pagbili ng maramihang mga ticket sa lottery. Pinapataas mo ang iyong mga posibilidad sa mas maraming ticket na mayroon ka, ngunit hind’i nito ginagarantiya na mananalo ka’. Ang isang tao na bumili lamang ng isang ticket, o sa kasong ito, na nag-stake ng pinakamababang halaga ng mga kinakailangang token ay maaari pa ring piliin.

Ginagamit ng ideyang ito ang parehong prinsipyo gaya ng PoW sa pamamagitan ng pag-aatas sa mga validator na mamuhunan ng sarili nilang pera, ngunit inaalis ang pangangailangang magpatakbo ng na-specialized, energy-intensive na mga makina.

Mga incentive at distribusyon ng reward 

Karamihan sa mga modernong PoS system ay nag-aalok ng mga validator na may nakapirming taunang interes para sa makatulong sa pag-secure ng network at pag-verify ng bagong data. 

Gayunpaman, ang ilan ay nagbibigay ng mga reward sa anyo ng mga native token (naipon mula sa mga bayarin sa transaksyon,) proporsyonal sa bilang ng mga token na na-stake ng isang tao. Karaniwan itong nangyayari sa pamamagitan ng mga pag-delegate sa staking pool kung saan pinagsasama-sama ng maraming validator ang kanilang mga pondo upang bumuo ng isang unit ng staking. Ang pagpapanatili at pagpapatakbo ng staking pool ay isinasagawa ng isang nahalal na tao o grupo ng mga tao na may espesyal na kaalaman na kinakailangan upang maisagawa ang tungkulin.

Kung sakaling ang isang validator o itinalagang staking pool operator ay kumilos nang hindi tapat, ang protocol ay may kakayahan na puwersahang tanggalin ang bahagi o lahat ng kanilang na-stake na asset. Kilala bilang “slashing,” ang sistemang ito ay higit na nagbibigay ng incentive sa mabuting pag-uugali sa network.

Pag-verify at paglalabas

Upang lumahok sa proseso ng staking, karamihan sa mga protocol ng PoS blockchain ay nangangailangan ng mga user na magdeposito ng pinakamababang halaga upang maging kwalipikado. Para sa bagong PoS blockchain ng Ethereum’, 32 ether – ang native na cryptocurrency– ng blockchain’ ay kinakailangan upang maging validator.

Sa Polkadot, isa pang PoS blockchain, ang minimum na kinakailangan sa stake ay nagbabago mula sa kasing baba ng 10 DOT – ang native cryptocurrency ng Polkadot – hanggang sa kasing taas ng 350 DOT.

Mayroong malaking pagkakaiba sa pagitan ng mga PoS blockchain sa kung paano nave-verify ang mga block ng mga transaksyon. Karaniwan, ang oras ay hahatiin sa mga slot o epoch. Ang isang bilang ng mga staker ay itinalaga sa bawat slot, pagkatapos ay isa ay random na pipiliin upang magmungkahi ng isang bagong block. Ang natitirang staker sa grupo ay nakapag-iisa na nagpapatunay sa validity ng mga block’.

Pros at cons ng PoS

Ang pangunahing benepisyo ng mga proof-of-stake blockchain ay ito ay mas mahusay sa enerhiya kaysa sa mga protocol ng PoW. Dahil it’o ay hindi gaanong sopistikado, energy-intensive computing equipment ang kailangan para mapatunayan at ma-verify ang mga transaksyong nakabatay sa PoS kumpara sa PoW. Sa katunayan, ang staking ay maaari na ngayong isagawa sa pamamagitan ng mga palitan at iba pang third party na platform sa pamamagitan ng laptop o mobile phone ng mga tao’.

Ang mga na-delegate na staking pool ay may karagdagang bentahe ng pagbibigay-daan sa mga user na may kaunti o walang espesyal na kaalaman na makibahagi sa proseso ng pag-verify, samantalang ang matagumpay na mining ay nangangailangan ng malalim, teknikal na pag-unawa sa kinakailangang software at hardware. Dagdag pa, ang mga reward sa mining ay hindi ginagarantiyahan habang ang mga staker ay madalas na natatamasa ang mga nakapirming taunang pagbabalik.

Ang pangunahing downside ng staking ay hindi maa-access ang mga pondo ng use’r kapag na-lock it’o sa isang staking smart contract hanggang sa lumipas ang bonding period. Binabawasan nito ang lliquidity ng merkado ng pinagbabatayan na cryptocurrency at pinipigilan ang mga mamumuhunan na ma-access ang kanilang mga staked na pondo sa panahon ng kritikal na paggalaw ng merkado.

Ngayon, handa ka nang gawin ang susunod na hakbang at bumili ng cryptocurrency!