Что такое переход на pos
Что будет с майнингом Ethereum после перехода на PoS
Блокчейн Ethereum был запущен 30 июля 2015 г. и с тех пор стал вторым по значимости криптовалютным проектом. Он обладает очень широким функционалом, включающим не только транзакции и награду за их верификацию, но и содержит основу для децентрализованных приложений, смарт-контрактов, платформ для монетизации, краудфандинговых инициатив и много другого. Однако почти с самого начала запуска проекта пользователям постоянно напоминают, что Эфириум «вот-вот» перейдёт на алгоритм Proof-of-Stake. Что же на самом деле произойдёт с традиционной моделью майнинга в этом случае?
От PoW к PoS
Вкратце напомним, чем отличаются два основных механизма майнинга. При Proof-of-Work («доказательство выполнения работы») от пользователя требуют постоянного нахождения в сети и использования вычислительного оборудования на 100%. Только в этом случае у него есть шанс получить награду за завершённый блок. Устройство-майнер, будь то GPU, ASIC, FPGA, подключается к блокчейну проекта и в режиме 24/7 отслеживает и подтверждает совершаемые транзакции (переводы средств). Благодаря тому, что сеть децентрализована, у неё отсутствует единый центр, а копии хранятся на всех пользовательских устройствах. Это позволяет быстро и надёжно проводить операции, которые «одобряются» устройствами участников. То есть, например, переводы нельзя отменить, подделать, заменить сумму и т.д. Данный механизм надёжно защищает участников от злоупотреблений.
Большинство современных криптовалютных проектов, включая Bitcoin, Ethereum, Binance Coin, работают именно на PoW. Однако существует и альтернативный метод защиты участников сети. Называется от Proof-of-Stake («доказательство доли владения»). При этом механизме пользователь тоже должен находиться в сети, но транзакции верифицируют только валидаторы (уполномоченные участники сети с достаточным количеством монет на счету, в случае с эфиром таковых должно быть минимум 32 ETH). Для подтверждения выбирается самый «весомый» валидатор или группа таковых в зависимости от загруженности сети. Это наиболее крупные держатели монет. Остальные участники довольствуются лишь комиссиями с совершаемых транзакций, начисляемых пропорционально их вкладу в сеть. Это значительно сокращает доходность майнеров, но и в десятки раз снижает электропотребление самой сети.
На PoS сейчас работают, например, такие известные криптовалюты как Cardano (ADA), Solana (SOL), Algorand (ALGO), Tezos (XTZ), CELO и ряд других проектов. Всего около 70 блокчейнов из почти 6 000 выбрали именно этот алгоритм решения задач. Изначально PoS рассматривали в качестве основы и разработчики Ethereum.
План Бутерина
Одной из центральных фигур проекта считается Виталик Бутерин. Он является горячим сторонником перехода Eth на Proof-of-Stake, несмотря на возражения самого сообщества и экспертов, заключающиеся в том, что это ведёт к централизации проекта, оттоку пользователей, падению его надёжности и повышенному интересу со стороны финансовых регуляторов, готовых приравнять токены к ценным бумагам. Например, 19 сентября 2016 г. Бутерин выступал на конференции разработчиков Devcon2 в Шанхае и заявил, что переход на PoS произойдёт не ранее лета 2017 года, а в целом может продлиться до 2020 г.
10 декабря 2018 г. Бутерин завалил Twitter длинным постом, доказывающим преимущества децентрализованных блокчейнов в целом и построенных на PoS в частности. В марте 2019 г. в посте на Reddit он заявил, что переход оказался не таким простым решением, как предполагалось ранее. В результате переход на новый алгоритм постоянно откладывался то на конец 2019, то на зиму 2020, а затем речь и вовсе пошла о гибридном алгоритме между PoW и PoS. Основная сеть обросла всевозможными тестнетами, сайдчейнами и прочими инструментами, предназначенными для обкатки будущего перехода. Основным из них является Beacon Chain как фундамент будущего основного блокчейна Ethereum 2.0. На нём уже можно совершать транзакции «в стиле» PoS.
Наконец, 2 июня 2021 г. Бутерин рассказал о многочисленных проблемах на пути перехода к PoS. Он пожаловался на человеческий фактор, из-за которого затянулся запуск и переход на более экологичный и менее затратный вариант достижения консенсуса. Если по техническому нормативу он первоначально укладывался в три месяца, то уже растянулся на 18. В лучшем случае гибридный вариант PoW/PoS заработает во второй половине 2022 г. Кроме того, разработчики рассчитывали быстро перейти на PoS в течение одного года, а фактически бьются над задачей уже около 6 лет.
В результате, по состоянию на середину октября 2021 г., успешно реализована и завершена лишь Фаза 0. Она прошла в ноябре прошлого года, а через год должна была перейти в Фазу 1 по постепенному слиянию Beacon Chain на PoS с основной сетью (Eth1). Сейчас в сайдчейне сконцентрированы 3 млрд долларов залога валидаторов. Из-за высокой конкуренции с другими блокчейнами, а также занятости разработчиков, слияние Eth1 и Eth2 было отложено на конец года, до хардфорка Shanghai.
Но теперь возникла проблема с «бомбой сложности», которую необходимо постоянно откладывать, чтобы не перегрузить сеть. Решение вопроса об её отложении заложили в обновление EIP-4345. Это означает, что слияние сетей откладывается минимум до мая 2022 года. Инвесторы отреагировали выводом средств, поскольку рассчитывали на переход на PoS до конца 2021 г. Теперь же им в лучшем случае придётся ждать ещё около года. Это влияет на курс Эфириума, который постепенно падает, торгуясь сейчас на отметке 3 800 USD против 4 150 от 11 мая 2021 г.
Плюсы и минусы перехода на PoS
Учитывая, что эпопея с окончательным переходом на алгоритм Proof-of-Stake затягивается как минимум на год, а скорее всего и на больший срок, майнерам вроде бы пока нечего опасаться. Видеокарты можно не продавать в спешке как б/у мусор, средства обналичивать тоже не обязательно, да и вообще заниматься делами как и раньше. Тем не менее, основные опасения добытчиков эфира выглядят так:
прекращение майнинга на GPU и ASIC. За создание и верификацию новых блоков будут отвечать крупные валидаторы-стейкеры с 32 и более ETH на счетах. По курсу на 18 октября это эквивалент 121 600 USD;
опасность того, что система может иметь изъяны в безопасности и подвергнуться взлому;
потеря интереса к монете со стороны некоторых пользователей и сокращение участников проекта из-за того, что порог входа в блокчейн достаточно высокий;
риск хардфорка с участием несогласных членов коммьюнити, как это уже было в 2016 г. с Ethereum Classic;
снижение оборота и как следствие возможностей дополнительного заработка. Например, в сети Ethereum уже активно «сжигают» монеты. Только к 10 сентября было уничтожено почти 265 тыс. монет на общую сумму 898 млн долларов США. Это поддерживает дефляционный характер существования актива и его дефицитность.
Разумеется, у перехода есть и масса преимуществ, которые, собственно, и закладывали разработчики:
сокращение расходов на электроэнергию на 99%, снижение углеродного следа;
«повторная децентрализация» — блокчейн будет разделён на т.н. «шарды» (shards), то есть автономные участки, взаимодействующие друг с другом и обрабатывающие каждый «свои» транзакции;
отсутствие расходов на приобретение оборудования;
устранение проблем с масштабируемостью и скоростью совершения транзакций (до 100 000 операций в секунду);
снижение комиссионных до нескольких долларов против десятков долларов сейчас.
Чего ждать майнерам
Соответственно, нужно разграничивать ситуацию с будущим асиков и будущим видеокарт. Асики как устройства, «заточенные» на один алгоритм (в данном случае Ethash), можно будет переключить на аналогичные проекты вроде Ubiq или Expanse. Да, доходность здесь будет не такой высокой, но это не приговор даже таким узконаправленным устройствам. Ещё совсем недавно актуальным был и Ethereum Classic, но он перешёл на усовершенствованный алгоритм Etchash в ходе хардфорка Thanos.
Для видеокарт же и вовсе нет никаких пределов, ведь они могут работать на абсолютно любом доступном криптовалютном алгоритме. ГЛАВНОЕ преимущество заключается в том, что не считая некоторых топовых криптовалют владельцам GPU больше не придётся делить хешрейт с владельцами асиков, поскольку они, за небольшими исключениями, запрограммированы преимущественно на алгоритмы SHA-256 и Scrypt (иногда встречается более редкий Kadena). Кроме того, всегда можно диверсифицироваться как в отношении вложений в криптовалюту, так и оборудования, то есть майнить и на асиках, и на видеокартах самые прибыльные монеты.
Однако, повторимся, во-первых, неясны точные сроки полного и окончательного перехода Ethereum на PoS, да и вообще не исключено, что разработчики остановятся на гибридном алгоритме. Это не означает «смерть майнинга на видеокартах», а лишь потребует диверсификации в выборе блокчейна. Во-вторых, на видеокартах по-прежнему можно майнить хоть Bitcoin, хоть Ethereum Classic, хоть любой другой из почти 6 000 криптовалютных проектов, доступных всем и каждому.
Что майнить после того, как Ethereum перейдёт на POS? Подробный разбор криптовалют для добычи
Разработчики Ethereum давно строят планы полностью отказаться от майнинга своей криптовалюты и перейти на стейкинг. Простыми словами, они хотят избавиться от ферм с видеокартами и поощрять тех пользователей, кто просто хранит свою криптовалюту на специальных кошельках, подключенных к общей сети 24/7. Похоже, сейчас разработчики настроены как никогда серьёзно, и уже в 2022 году ETH может перейти с POW на POS. Рассмотрим вместе, что делать майнерам и как использовать своё оборудование, когда это произойдёт.
Почему все майнят Ethereum?
Подавляющее большинство майнеров на текущий момент добывают криптовалюту Ethereum, так как она занимает лидирующую позицию по доходности на большинстве видеокарт. В этом вы можете с легкостью убедиться, открыв калькулятор доходности майнинга 2CryptoCalc.
Самые выгодные криптовалюты для майнинга
Несмотря на то, что данная криптовалюта весьма требовательна к объему собственной памяти видеокарт и каждые 3-4 дня требует на 8 Мб больше, многие новички с одной картой пытаются майнить именно её, а затем страдают от слишком высоких комиссий при получении своей выплаты. Пул 2Miners создал уникальную систему выплат, которая позволяет получать намайненое ежедневно и без комиссий. Подробнее читайте в этой статье.
Майнинг Эфириума и награда в Биткоине
Какие алгоритмы майнинга на видеокартах существуют?
Разделим самые популярные алгоритмы майнинга на две условные группы — холодные ❄️ и горячие 🔥. Мы говорили об этом подробно в статье «Что такое майнинг? Библия начинающего майнера и основы разгона видеокарт на разных алгоритмах».
Холодные алгоритмы
В холодных алгоритмах задействуется преимущественно видеопамять, именно поэтому мы повышаем частоту видеопамяти (Memory Clock или MC), а частоту видеоядра (Core Clock или CC) либо не изменяем, либо понижаем. В работе такие алгоритмы характеризуются относительно низким энергопотреблением (Power), невысокими температурами ядра (Core temp), но повышенными температурами памяти (Memory temp).
Холодные алгоритмы майнинга
Иногда выделяют отдельную категорию нейтральных алгоритмов, тех, в которых повышают только частоту видеоядра. К ним относятся все алгоритмы семейства Cuckoo: CuckooCortex (Cortex), CuckooCycle (Aeternity), Cuckatoo32 (Grin).
Горячие алгоритмы
В горячих алгоритмах задействуется и видеоядро и видеопамять, именно поэтому мы повышаем частоту видеоядра (Core Clock или CC) и частоту видеопамяти (Memory Clock или MC). В работе такие алгоритмы характеризуются повышенным энергопотреблением (Power), высокими температурами ядра (Core temp) и высокими температурами памяти (Memory temp).
Горячие алгоритмы майнинга
Сравнение алгоритмов майнинга
Сравнить алгоритмы можно в таблице ниже. Для примера мы взяли параметры разгона видеокарты Nvidia 3080Ti. В таблице указан хешрейт видеокарты, значения температуры ядра и памяти видеокарты, а также её энергопотребление. Если вы хотите понять принципы разгона и научиться разгонять любую видеокарту, читайте «Как разгонять видеокарты Nvidia и AMD для майнинга на разных алгоритмах».
Показатели разгона видеокарты Nvidia RTX 3080 Ti
Обратите внимание, что на разных алгоритмах потребление электроэнергии тоже разное. Этот фактор может быть очень важным при выборе монеты для майнинга. Например, если вы заходите в калькулятор и видите, что для вашей видеокарты доходность майнинга Ethereum Classic (ETC) и Ravencoin (RVN) одинаковая, следует выбрать ETC. Вы сэкономите 25% на электричестве по сравнению с RVN.
Алгоритмы, перечисленные в таблице выше, являются основными конкурентами алгоритма Эфира Ethash. Оранжевым цветом отмечены горячие алгоритмы, а голубым холодные. Давайте подробнее рассмотрим основные монеты этих алгоритмов, доходность их майнинга и прочие особенности.
Как майнить Ravencoin
В 2021 году Ravencoin (RVN) вышел на второе место по популярности среди майнеров на видеокартах, что в первую очередь связано с ростом его курса, а также с его простотой и низкими требованиями к “железу”. Ещё недавно его можно было майнить даже на видеокартах с 3 ГБ видеопамяти, сейчас надо 4 ГБ, что тоже не так много, по сравнению с многими конкурентами.
Высокая стабильность ферм, присутствие монеты на многих биржах, относительная стабильность курса — все эти факторы привели к популярности майнинга данной валюты.
Топовые карты последних поколений (с 8+ Гб памяти) из-за “простоты” алгоритма не могут проявить себя во всей красе, а особенно своё преимущество в высокоскоростной памяти, поэтому зачастую для них могут быть выгодны холодные алгоритмы, заточенные на использование памяти: CuckooCortex, Etchash, Autolykos2, CuckooCycle, Cuckatoo32.
График курса Ravencoin за год
Параметры майнинга Ravencoin:
По приблизительным оценкам RVN майнят более 60 тысяч майнеров.
Доходность майнинга Ravencoin на Nvidia RTX 3080 Ti
Готовый bat-файл для майнинга RVN всегда можно найти на странице “Как начать” пула Ravencoin. Пример для майнера Gminer.
Гид по майнингу Ravencoin читайте по ссылке.
Доходность майнинга Ethereum Classic (ETC)
Ethereum Classic (ETC) — это оригинальная сеть Эфириума, которая воспротивилась применению разработчиками Ethereum неоднозначного апдейта в далёком 2016 году, отколовшаяся от основной ветки ETH в результате хардфорка.
Майнер Ethereum Classic
После ряда весьма мощных атак 51% на сеть ETC разработчики этой валюты поняли, что оставаться в тени эфира и использовать тот же алгоритм майнинга небезопасно и незначительно изменили алгоритм валюты. Дополнительно они снизили в два раза размер DAG-файла, размещаемого в памяти видеокарты и позволили майнить даже картам с 3 ГБ на борту. DAG-файл ETC, разумеется, снова растет, и в 2022 году 3 ГБ карты уже не смогут добывать эту валюту даже на Linux системах.
Сейчас данная валюта оптимальна для огромного количества старых видеокарт с 4 Гб памяти на борту. Кроме того, она присутствует на большом числе криптовалютных бирж, что обеспечивает быстрый обмен на другие криптовалюты или фиатные деньги с минимальными потерями.
График курса Ethereum Classic за год
По приблизительным оценкам, эфир-классик майнят 90 тысяч майнеров во всём мире или примерно 900 тысяч видеокарт со средней скоростью 30 Мх.
Доходность майнинга Ethereum Classic на Nvidia RTX 3080 Ti
Готовый bat-файл для майнинга всегда можно найти на странице “Как начать” пула Ethereum Classic. Пример для майнера lolMiner (видеокарты AMD).
Вот данные для Gminer, его можно использовать для AMD и Nvidia.
И для T-Rex (только Nvidia).
Описание майнинга Ethereum Classic есть здесь.
Как майнить ERGO
ERGO — самая молодая монета нашего списка. Неприхотливый майнинг-алгоритм позволяет майнить даже картам, имеющим всего 3 ГБ видеопамяти.
Эта монета смогла в кратчайшие сроки оттянуть почти четверть майнеров с алгоритма ETC — преимущественно карты, имеющие 3 ГБ и 4 ГБ видеопамяти.
График курса Ergo за год
Эту монету во всем мире майнят от 20 до 30 тысяч майнеров или 200-300 тысяч карт. Оценки сильно разнятся из-за существенной разницы типов карт на алгоритме.
Доходность майнинга Ergo на Nvidia RTX 3080 Ti
Готовый bat-файл для майнинга всегда можно найти на странице “Как начать” пула ERGO. Для Nvidia берите T-rex.
Для AMD — Team Red Miner.
Читайте руководство по добыче Ergo по ссылке.
Майнинг криптовалюты Firo
Ещё недавно монета FIRO использовала очень тяжелый алгоритм MTP, для которого было нужно более 5 ГБ видеопамяти. Он также генерировал солидный интернет-трафик для пула и майнера, ведь каждая шара достигала в размере 200KB, что в сотни раз больше шары любого другого алгоритма.
26 октября разработчики провели глобальное обновление алгоритма, и заменили алгоритм MTP на FiroPoW. FiroPoW — это модификация алгоритма ProgPoW, который был разработан для сети Ethereum, но так и не был внедрен. Является “братом” алгоритма KAWPOW, который использует Ravencoin.
FiroPoW у FIRO практически идентичен алгоритму монеты RVN. Отличие лишь в том, что размер DAG-файла здесь больше и в данный момент FiroPoW требует чуть более 4 ГБ видеопамяти. DAG-файл будет расти на 1 ГБ каждые 1.5 года, что должно сделать невозможным майнинг на картах с 6 ГБ видеопамяти к концу 2024 года.
График курса Firo за год
Сейчас FIRO майнят не менее пяти тысяч видеокарт во всем мире.
Доходность майнинга Firo на Nvidia RTX 3080 Ti
Готовый bat-файл для майнинга всегда можно найти на странице “Как начать” пула FIRO. Пример bat-файла для майнера T-Rex (Nvidia).
И для Team Red Miner (AMD).
Здесь мы рассказывали, как майнить Firo (Zcoin).
Как майнить Cortex
Cortex (CTXC) используем алгоритм майнинга CuckooCortex. Майнинг на этом алгоритме сильно зависит от памяти видеокарты и даёт существенную прибавку скорости на топовых картах производителя Nvidia каждой серии — например 1080ti, 2080 или 3090.
Курс монеты и сложность добычи могут очень сильно изменяться даже в течение суток, поэтому монету любят майнеры, постоянно мониторящие изменения сложности сети. Если вы способны переключить свою майнинг-мощность на данную монету на несколько часов в момент просадки сложности или роста курса, Cortex ваш выбор.
Уникальность алгоритма CuckooCortex в широкой возможности изменения энергоэффективности майнинга. Так например, можно максимально “зажать” карты, получив 80% хешрейта при экономии 40% электроэнергии, или же наоборот — разогнать карты на дополнительные 20%, но при этом увеличить потребление энергии почти в 1.5 раза, что может иметь смысл, если у вас дешёвая «розетка».
Алгоритм майнинга CTXC требователен к размеру памяти видеокарты. Если вы майните на Windows 7 или Linux, необходимы видеокарты с памятью 8 ГБ и более. Для майнинга на Windows 10 нужно уже как минимум 10 ГБ — обратите на это внимание.
График курса Cortex за год
Доходность майнинга Cortex на Nvidia RTX 3080 Ti
Готовый bat-файл для майнинга всегда можно найти на странице “Как начать” пула Cortex. Вот пример bat-файла для видеокарт AMD — майнер lolMiner.
Gminer для видеокарт Nvidia.
Гид по майнингу Cortex есть по ссылке.
Какую криптовалюту майнить после Ethereum?
Большинство майнеров в мире майнят те криптовалюты, которые приносят им максимальный доход. Помните, майнинг — это процесс получения денег при помощи вашего оборудования. Не нужно гадать что вырастет в цене через месяц. Майнить надо только самые прибыльные монеты здесь и сейчас. Если вы уверены, что другая монета «принесёт иксы», вы всегда можете купить её на доход от майнинга. Это будет эффективнее.
На данный момент самыми выгодными монетами после Ethereum являются FIRO, Ravencoin и Cortex. Не забывайте, что ситуация может измениться быстро, то есть через день или даже через час.
Систему всех криптовалют, которые майнятся на видеокартах, можно по праву считать замкнутой: майнеры частенько переходят с одной монеты на другую в зависимости от доходности майнинга. Как выбрать лучшую монету на данный момент? Воспользуйтесь калькулятором 2CryptoCalc.com. Введите свои видеокарты и их количество, калькулятор выдаст вам список самых выгодных монет на текущий момент.
Помните, что разные алгоритмы майнинга могут потреблять разное количество электроэнергии, этот фактор, наряду с доходностью, стоит учитывать при выборе криптовалюты для майнинга.
Ethereum переход на PoS
Внедрение обновлений часто переносится и откладывается по техническим причинам. Тем не менее, проект медленно, но упорно движется в направлении полного отказа от традиционной добычи монет ETH на вычислительном оборудовании. Давайте разберемся, когда произойдет переход на PoS Etherium и существует ли PoS майнинг Ethereum.
Что такое PoS и чем он отличается от Pow
Подтверждение доли (PoS) – это процесс поддержания консенсуса в сети блокчейн. В отличие от доказательства работы (PoW), PoS не требует от майнеров решать сложные математические головоломки для обеспечения безопасности транзакций, а вместо этого использует экономические стимулы для обеспечения безопасности сети. Теория заключается в том, что использование данной технологии – лучший и более эффективный способ поддержания сетевого консенсуса.
Валидаторы сети должны заморозить монеты в сети, которые по сути являются залоговым обеспечением. Эти поставленные на карту монеты теряются в случае, если валидатор пытается фальсифицировать транзакции или манипулировать системой. В PoS количество размеченных монет, а также количество раз, когда монеты были разнесены по сети, помогают определить вероятность того, что валидатору будет предоставлена возможность защитить следующий блок транзакций.
Что будут делать майнеры после перехода на PoS Ethereum?
Фактически, система больше не будет нуждаться в их вычислительных мощностях.
Первое время цепочка Eth 2.0 будет работать на стейкинге параллельно с Eth 1 на майнинге. Объединение и окончательный отказ от майнинга произойдет по завершении второй фазы обновления, примерно в 2022 году.
Этого времени должно хватить майнерам Эфириума, чтобы подготовиться к обновлению. Майнинг-фермы можно продать, чтобы вложиться в стейкинг, либо перепрограммировать для добычи другой криптовалюты.
Как заработать на стейкинге
Чем больше доля Эфира у пользователя, тем ему менее выгодно наносить ущерб системе и подвергать свои финансовые средства риску. Если пользователю можно доверять, то ему можно поручить проверять истинность транзакций. Эта идея легла в основу стейкинга.
Стейкинг по принципу работы схож с банковским вкладом. В обоих случаях клиент получает доход в виде процентов от вложенной суммы. Разница лишь в том, как эти средства используются организацией. Банку нужны вклады для того, чтобы зарабатывать деньги. Эфириум будет использовать выделенные под стейкинг монеты для того, чтобы проводить транзакции.
Разработчики Эфириума опубликовали информацию об экономике Eth 2.0. Из нее следует, что годовая процентная ставка будет меняться в зависимости от общей суммы заблокированных монет. На начальных этапах, при 524 288 ETH в стейкинге, доходность составит 20,3% годовых. Когда накопится 10 000 000 ETH доходность упадет до 4,6%.
Для того, чтобы стать валидатором нужно:
Следует обратить внимание, что перевод на депозитный контракт является односторонним. Вернуть средства из Eth 2.0 обратно в Eth 1 можно будет не ранее следующей фазы обновления.
Эфириум переход на PoS в 2023 — плюсы и минусы
Когда в 2023 году произойдет eth переход на pos, или даже раньше, что это за собой повлечет? Рассмотрим плюсы и минусы.
Плюсы алгоритма Etherium PoS:
Однако, это и стимул для концентрации большого количества монет в одном кошельке, что возможно, приведет к изменению правил справедливости.
Заключение
По большому счету, модель обновления, разработанная командой Ethereum, является лучшим решением проблем традиционных POW-экосистем. Сообщество только выиграет от запуска ethereum 2.0, хотя не всем майнерам нравятся грядущие нововведения.
Что будет, когда Ethereum перейдет на Proof of Stake (PoS)?
Что будет с Ethereum (ETH), когда Виталик Бутерин переведет платформу на новый протокол? Можно ли будет майнить Эфириум после перехода на PoS? Каковые теоретические плюсы и минусы перехода? В этой статье мы анализируем конкретные детали некоторых многообещающих и инновационных PoS-систем, которые уже пытались создать, а также последнее предложение Ethereum, направленное на решение множества проблем сети, таких как избыточное поглощение энергии алгоритмом PoW (Proof of Work) и наличие ASIC-майнеров Эфириума.
Что будет с Эфиром после перехода на Casper?
Прежде чем углубляться в особенности Proof of Stake («доказательство доли владения», или просто PoS), важно прояснить, зачем кому-то вообще использовать такие системы консенсуса. По сути, PoS позволяет создать структуру данных со следующими свойствами:
Консенсус PoW, Proof of Work («доказательство выполненной работы»), использует наиболее четкое правило работы для выбора между конкурирующими цепочками подтверждения (fork choice rule, «правило выбора ответвления»). Это не только очевидное решение для выше указанных трех критериев — механизм PoW также сам по себе решает проблему производства блока и времени его создания. При том, что накопленная работа определяет выбор цепочки, производитель блока также должен включить элемент PoW в каждый блок (стохастический процесс), а следовательно вопрос того, кто производит каждый блок и когда производится каждый блок, также решается PoW.
PoS — это общая концепция выбора ответвления цепочки, основанная на накопленной доле владения (то есть, цепочки, за которую проголосовало больше монет или на которую сделало ставку преобладающее их число). Но в отличие от PoW, этот алгоритм не обязательно будет решать вопрос того, кто производит каждый блок или когда эти блоки производятся. Эти проблемы придется решать другим механизмам. PoW также решает вопрос распределения монет, а к системе на основе PoS для этого, вероятно, также потребуется добавлять дополнительное решение.
Что такое PoS? Проблема византийских генералов
Проблема византийских генералов иллюстрирует несколько главных проблем, связанных с попыткой создать структуру данных с выше обозначенными свойствами. По сути, это проблема выбора времени и определения того, какие изменения в реестре произошли первыми. Однако если треть или больше действующих лиц будет бунтовать, проблема будет неразрешимой с математической точки зрения, как Лесли Лэмпорт доказал в 1982 году.
«Доказано, что используя только устные сообщения, достичь соглашения можно только если больше двух третей генералов будут лояльными; поэтому один предатель может запутать двух лояльных генералов».
PoW, следовательно, можно рассматривать как несовершенный протокол работы, который будет сильной отказоустойчивой византийской системой, но определенно не надежной математически. В таком контексте, говоря о неидеальных системах, альтернативы PoS, такие как PoW, также будут иметь свои недостатки.
В PoS есть две конкурирующие школы мысли. Одна из них вышла из PoW. Монеты на ее основе включают Peercoin, Blackcoin и первые итерации предложений PoS от Ethereum. Вторая школа мысли в большей степени основана на академических изысканиях Лэмпорта 1980-х годов и приветствует вывод, к которому пришел Лэмпорт: для создания отказоустойчивой византийской системы нужно большинство в виде двух третей. Текущая итерация предложения Casper от Ethereum берет как раз-таки второй вариант за основу.
Преимущества Proof of Stake
PoS обычно рассматривается в контексте PoW как альтернатива, которая решает или смягчает ряд негативных последствий проблем, присущих системам на основе PoW:
Более экологичная система
Возможно, самым сильным преимуществом PoS-систем будет отсутствие энергоемкого процесса, который поддерживает PoW. Если системы PoS смогут достичь тех же ценных характеристик, что и системы PoW, экологический ущерб можно будет списать. Это важный положительный момент для PoS, хотя проблема, вероятно, преувеличена: для поддержания того же Bitcoin зачастую находят самые дешевые источники энергии, зачастую они возобновляемые или даже забирают избыточную энергию, которую все равно невозможно правильно хранить, не придумали еще способов.
Сильное выравнивание стимулов
Другая проблема PoW в том, что интересы майнеров могут расходиться с интересами держателей монет, поскольку майнеры могут переживать о краткосрочной окупаемости оборудования и продавать свои монеты как можно быстрее, не задумываясь о росте цен. Другая проблема в том, что хэшрейт можно сдать в аренду, а арендатор не будет иметь экономического интереса в долгосрочных перспективах системы. PoS напрямую связывает агентов консенсуса с инвестициями в монету, теоретически выравнивая интересы между инвесторами и участниками соглашения.
Централизация майнинга и ASIC
Другое преимущество PoS-систем в том, что они могут улучшить децентрализацию. PoW-майнинг включает ряд централизованных сил, которые невозможны в PoS:
Общие и экономические слабости Proof of Stake
Неполное решение
PoS, с другой стороны, может быть решением только для выбора цепочки, оставляя другие проблемы нерешенными.
“Нечестная” экономическая модель
Одна из частых тем для критики PoS-систем связана с тем, что они раздают новые средства пропорционально существующим накоплениям. Следовательно, «бабки делают бабки», богатые становятся богаче и все это выливается в то, что несколько богатых пользователей располагают большим богатством, чем было бы в эгалитарной системе PoW. Если кто-то инвестирует в PoS-систему на старте, он сможет поддерживать свою долю богатства, а в PoW-системе ваше богатство размывается, поскольку новые награды достаются майнерам. Если раздавать награды пропорционально существующим накоплениям, можно допустить, что это не инфляция, а награда будет экономически эквивалентна добавлению нулей к валюте. Следовательно, система вознаграждения будет бессмысленна и не создаст никаких стимулов. Однако, это будет справедливо только в том случае, если все пользователи станут PoS-валидаторами, тогда как в реальности некоторые будут хотеть использовать средства для других целей.
Риск потери средств
Другая проблема в том, что стейкинг (то есть, собственно, владение долей) требует подписание сообщения при помощи системы, подключенной к Интернету. Следовательно, стейкинг потребует хранения в “горячем кошельке”, что увеличивает риск кражи средств силами хакеров. Впрочем, это можно смягчить, если “показать” приватный ключ доли на короткое время и вернуть весь баланс обратно владельцу. Впрочем, хакеры могут обойти и это смягчение. Другая возможная стратегия смягчения может заключаться в создании специального оборудования для стейкинга.
Технические слабости PoS
«Ничего на кону»
В основе проблемы консенсуса лежит время проведения и порядок транзакций. Если два блока рождаются одновременно, PoW решает эту проблему за счет случайного процесса, давая возможность блокам посоревноваться между собой. Какой нарастит более длинную цепочку, тот и победил. PoW требует энергии, в реальном мире очень ограниченной, поэтому майнерам приходится решать, какой из цепочек задействовать этот ресурс.
В PoS-системах этот процесс, напротив, не совсем четко прояснен. Если два блока производятся одновременно, каждый конфликтующий блок может образовать долю. В конечном итоге один блок будет иметь большую долю, чем другой, и станет победителем. Проблема в том, что если владельцы долей смогут менять свой выбор и возвращаться к победителю, потому что система собирается на одной цепи, почему бы им не использовать свою долю на множестве цепочек?
В конце концов, доля — это ресурс, присущий цепи и не связанный с реальным миром, поэтому одна и та же доля или ставка может быть использована на двух конфликтующих цепочках. Рождается проблема «ничего на кону», которая по праву считается одной из серьезнейших для Proof of Stake.
Проблема «ничего на кону» (Nothing at Stake)
Проблема «ничего на кону» не добавляет системе общности, поскольку одну и ту же ставку можно применить к нескольким конкурирующим цепочкам, что создает риск увеличения наград для владельцев. Напротив, в PoW-системах, энергия — конечный ресурс реального мира, а «одна и та же» работа не может быть применена к различным конкурирующим цепочкам.
Защита #1
Проблему можно избежать или смягчить. Протокол можно настроить так, что если владелец доли поставил ее на несколько цепей, третье лицо может предоставить доказательство этого каждой из цепей, что приведет к наказанию, к какой-нибудь конфискации. В качестве альтернативы, вместо наказания, мошенник может потерять потенциальное вознаграждение или быть исключенным из пула владельцев доли.
Ответ от скептика PoS
Защита, описанная выше, недопустима и наказывает то, что может быть оправданным или необходимым поведением. Например, если владелец ставки получает блок первым, а большинство получает первыми альтернативный блок, владелец мог бы изменить свое решение и примкнуть к большинству. Потому что процесс изменения мнения и соглашения с большинством для обеспечения конвергенции сети — это суть системы консенсуса. Если наказывать такое поведение, как будет конвергировать система?
Либо экономическая ценность наказания будет выше, чем вознаграждение за переход к большинству, либо нет. Проблема «ничего на кону» означает, что PoS-системы никогда не смогут вложиться в конвергенцию системы и сама идея в корне ошибочна.
Защита #2
Вышеописанная дилемма может быть разрешена несколькими раундами стейкинга. Перемена мнения одного в ранних раундах будет вполне допустимой и повлечет небольшое наказание, с последующим увеличением наказания в дальнейших раундах внесения ставки.
Ответ от скептика PoS
Добавление множества раундов существенно увеличит сложность системы. Это просто добавление слоев, усложняющих систему и скрывающих ее внутреннюю слабость. Фундаментальная проблема не решается.
Защита #3
Никакая система не идеальна, и построить совершенную систему невозможно математически. Следовательно, проблема «ничего на кону» не решается, но выше приведенные меры ее смягчают, так что эти теоретические проблемы вряд ли проявят себя в реальном мире.
Проблема дальней атаки на консенсус
Другая потенциальная проблема PoS представляет собой «дальнюю атаку». Идея такова: атакующие могут, к примеру, купить приватный ключ с большим балансом токенов в прошлом и сгенерировать альтернативную историю с этого момента, получая большую награду за счет PoS-валидации. Из-за большой награды, которая присуждается атакующим, они могут выстроить более длинную цепочку с долей, чем текущая, и осуществить многолетнюю реорганизацию цепочки.
Решением этой проблемы будет создание контрольной точки, своеобразной блокировки состояния цепи в определенный момент, после которого она уже не сможет быть реорганизована. Критики утверждают, что это решение потребует от всех держать узлы подключенными, поскольку отключенный узел не попадет в контрольную точку. Другие говорят, что если кто-то уйдет в офлайн, модель безопасности деградирует до “друг попросил”, поскольку придется спрашивать у других про их контрольные точки. Хотя в прошлом система Bitcoin включала контрольные точки, это делалось для ускорения синхронизации.
И все же, это вопрос приоритетов. Если кто-то захочет, чтобы каждый отдельный пользователь полностью подтверждал все правила и состояние системы, полагаться на контрольные точки не получится. Изначальное видение Сатоши подразумевает, что узлы смогут отключаться и затем получать подтверждение:
«Ноды могут покидать и заново включаться в сеть по желанию, принимая цепь PoW как доказательство того, что происходило, пока их не было».
По мере расширения экосистемы бизнес и биржи начинают работать круглосуточно, 24 на 7, и им потребуется держать ноду в рабочем состоянии постоянно, соответствующим образом делая и контрольные точки. У них есть стимул делать это, дабы избежать большой реорганизации сети. Выходит, риски несущественные или слишком теоретические.
Накопление ставки
В полноценной PoS-системе владельцам доли также нужно производить блоки. Такие системы чаще всего выбирают последовательность авторизованных производителей блоков случайно из пула, где вероятность будет пропорциональна размеру доли. Проблема здесь в том, что в системе консенсуса должен быть источник случайности. Если блоки сами по себе будут использоваться для генерации энтропии, владельцы долей могут попытаться манипулировать содержимым блоков, чтобы присвоить себе будущие блоки. Стейкерам тогда может потребоваться все больше и больше вычислительной мощи, чтобы иметь возможность изменять блок все сильнее и сильнее, пока им не присвоится будущий блок. В таком случае все это выродится в PoW-систему.
Мы считаем, что проблема с присвоением доли куда менее серьезная в случае PoS, чем проблема «ничего на кону». Для решения этой проблемы нужно просто добавить источник энтропии в систему, и смарт-контракт Ethereum вроде RanDAO вполне сможет с этим совладать.
Примеры монет с PoS: Peercoin и Casper Ethereum
Peercoin (2012)
Peercoin — это гибридная система PoW и PoS, построенная на идее возраста монеты. Правилами выбора цепочки определяется блокчейн с наивысшим общим поглощенным возрастом монеты.
Возраст монеты просто определяется как сумма валюты за время хранения. Допустим, если Боб получит 10 монет от Алисы и подержит ее 90 дней, мы можем сказать, что Боб накопил 900 монетодней возраста монеты.
В Peercoin некоторые блоки были произведены исключительно с использованием PoS, а некоторые с использованием PoW, при которой сложность определялась в зависимости от возраста монеты, уничтоженной майнером при транзакции. Например, если у Боба есть исходящий кошелек, который накопил 100 монетолет и ожидает генерации PoS-блока за два дня, Алиса может примерно полагать, что ее 200-монетолетний исходящий кошелк будет генерировать PoS-блок раз в день.
Анализ слабостей и вывод
«Ничего на кону». Этот протокол препятствует майнерам использовать одни и те же монеты в подтверждающей доле владения транзакции на нескольких цепочках, игнорируя вторую конфликтующую цепь. Но этого недостаточно и может привести к расхождению нод, если они получат конфликтующие блоки в разном порядке.
Производство блоков. Решается использованием PoW для производства блоков.
Атака издалека. Это была критическая уязвимость Peercoin: атакующий мог просто накопить вес, не тратя свои монеты, а затем запустить атаку реорганизации. Решилось это за счет центрального объявления контрольных точек несколько раз в день. Соответственно, Peercoin можно считать централизованной системой.
Накопление ставки. Это не было проблемой, поскольку выбор из пула валидаторов не проводился: PoW всегда работал, а доля владения монетами изменяла цель PoW.
Вывод: однажды Peercoin был интересным и инновационным проектом, но превратился в централизованную систему, неспособную соответствовать характеристикам PoW.
Ethereum: полноценная PoS-система Casper (2015)
Это предложение перейти целиком на PoS, построенную на методологии «консенсус на ставках».
Блоки производятся в пуле производителей блоков, и случайный генератор чисел определяет, чья очередь производить блок. Затем производителю дается определенное окно времени, за которое он может произвести хороший блок.
Существует набор связанных валидаторов и чтобы делать или принимать ставки на блоки, нужно находиться в этом наборе. Валидаторы могут делать ставки на блоки, обеспечивая определенный разбег вероятности, который гарантирует возврат ставок.
После нескольких раундов ставок, когда вероятность достигает 1 или 99%, блок считается финализированным.
Стратегия ставок
Согласно блогу Ethereum, по умолчанию ставки должны заходить с использованием следующих стратегий:
Для предотвращения сценариев “застревания” добавляется определенная случайность, но базовые принципы остаются теми же.
У стратегии по умолчанию была формула (приведенная ниже), которая отводила вероятность от 0,5, чтобы цепочка двигалась вперед, а вероятность стремилась к нулю или к единице.
Пусть е(х) будет функцией, которая делает х более “экстремальной”, то есть подталкивает значение от 0,5 к 1. Простым примером будет функция е(х) = 0,5 + х/2, если х > 0,5, либо х/2.
Если валидатор делает ставку, когда вероятность 99%, возврат будет небольшим (1%), а если же победная ставка размещена при вероятность 0,5%, возврат будет 100%.
Правило выбора форка, в таком случае, будет представлять собой сумму всех взвешенных вероятностей, которые пересекли определенный порог, скажем, 0,99. Например, цепочка из пяти блоков, каждый с вероятностью 1, будет представлять 5 баллов. Любой валидатор, который изменит свое мнение после пересечения порога в 0,99, будет наказан за стейкинг на разных цепочках. Измените свое мнение до того, как сформируется порог, и никакого наказания не будет.
Аналитики Bitmex считают это предложение чрезвычайно сложным, и в этом заключается его главный недостаток.
Слабости и выводы
«Ничего на кону». Этот протокол не дает майнерам использовать одни и те же монеты для ставок на разные цепи, используя механизм наказания, при котором валидатор рискует потерять свой депозит. Это может помешать цельности системы, но формула ставок может увести вероятность далеко от 0,5, что позволит смягчить последствия работы протокола.
Производство блока. Контракт RanDAO можно использовать для создания энтропии, определяющей производителя блока. Но поскольку на производство блоков отводится определенное временно окно, вполне может быть, что из-за отсутствия консенсуса блок не будет произведен в обозначенное время, вследствие чего придется прибегнуть к процессу ставок для разрешения спора.
Атака издалека. Ноды фиксируют и сохраняют блоки по достижении определенного порога вероятности. Атака издалека будет представлять проблему в периоды, когда ноды выключены.
Накопление ставки. Контракт RainDAO может решить проблему жадных ставок.
Каков результат? Это предложение не было принято Ethereum. Его можно считать неполным, поскольку некоторым параметрам и аспектам системы не хватает конкретики. И хотя консенсус на основе ставок был бы интересен, он также слишком сложный и в нем много неопределенностей. Такой подход наглядно демонстрирует сложности, связанные с созданием полноценной PoS-системы, и при попытке устранить слабые места они добавляют системе сложности, пока она не станет совсем плохой.
Ethereum: Casper последней версии, гибридная PoW/PoS система (2018)
Текущее предложение Casper представляет собой изменение философии или стержня, если сравнивать с более ранними системами PoS. Оно возвращает нас к академической работе Лэмпорта 1980-х годов и теореме Лэмпорта о том, что такие системы будут работать только и только в том случае, когда две трети агентов системы будут честными. Поэтому текущая версия Каспера менее амбициозна, чем раньше. PoS больше не используется для создания блоков, этим все еще занимаются майнеры PoW. Система PoS используется для создания чекпоинтов, то есть тех самых контрольных точек, слепков блокчейна. И это предложение куда интереснее, чем предыдущие итерации Каспера.
Работает система примерно так:
Структура вознаграждения Ethereum будет уточнена — PoS-валидаторы также будут получать долю платежей, наряду с PoW-майнерами. Подробности этого пока не сообщаются, но в недавнем интервью Виталик Бутерин говорил об уменьшении награды за блок до 0,6 Эфира.
Анализ Ethereum Casper
Последняя итерация Каспера — важное улучшение по сравнению с более ранними версиями. В основном из-за того, что она проста и полагается все также на PoW-майнинг.
В теории, у нового предложения есть только три реальных проблемы:
Ключевым допущением такой системы является то, что именно PoW продвигает цепь вперед, а PoS-системы вступают в игру только когда майнеры определятся с цепью; к тому же, PoS-голоса не имеют силы до 12 подтверждений майнерами. Более того, если большинства в две трети достигнуто не будет, цепь продолжит работу на основе PoW.
Отсюда можно заключить, что ключевой характеристикой предложения Casper будет то, что сначала работает PoW, а уже потом PoS обеспечивает дополнительное страхование на случай реорганизации цепочки, которую могут провести враждебно настроенные PoW-майнеры. PoW обеспечивает вычислительную конвергенцию, а PoS защищает от угрозы реорганизации. Вместе с дополнительной безопасностью приходят и дополнительные риски, поэтому не совсем понятно, каким будет итоговое преимущество.
Слабости и выводы
“Ничего на кону”. Валидаторы, которые голосуют за конфликтующие блоки контрольных отметок могут потерять свои ставки. Проблема конвергенции решается упором на PoW-майнинг.
Производство блока. PoW-майнеры производят блоки и, следовательно, нет никаких проблем с выбором производителя блока.
Атака издалека. Как только две трети долей в пуле валидаторов проголосуют за блок, ноды финализируют блок и реорганизации уже не будет. Атака издалека возможна только во время, когда ноды выключены.
Накопление ставки. PoW-майнеры производят блоки, поэтому никаких манипуляций со ставками не будет.
Другие возможные нерешенные проблемы
В случае продолжительного хардфорка и разделения цепи, если новая цепь изменит формат контрольного голосования валидаторов, две трети валидаторов могут приозвести разрушительную реорганизацию на оригинальной цепи, избежав наказания (отъема ставки) из-за нового формата голосования. Валидаторы могут уничтожить оригинальную цепь, при этом двигаясь в сторону выбранной цепи. Следовательно, система будет уязвимой.
Что думает сам Виталик Бутерин о Каспере? Из интервью Bitmex:
Вопрос: «Несмотря на то, что PoS-система может обеспечить дополнительное страхование в сравнении с тем, что было, общий риск реорганизации может быть выше, поскольку теперь ее могут провести и PoS- и PoW-участники. Вы не переживаете об этом?»
Бутерин: «Скорее, нет. Есть масса причин полагать, что на стабильности это никак не скажется в отрицательном смысле. Единственный контекст, в котором “риск реорганизации может быть выше”, будет либо:
И то, и другое может быть, это мы признаем».
Вопрос: «Как изменится поведение пользователей и бирж? Нужно ли биржам менять поведение для одобрения депозита, например, 2 подтверждений плюс 34% голосов валидаторов?»
Бутерин: «Если бы у меня была биржа, я бы сделал что-то вроде “12 подтверждений для депозитов до 10 тысяч долларов и финализация (окончательное подтверждение) для всего, что выше”.
Вопрос: «Будет ли общий счетчик показателей подтверждения, совмещающий влияние PoW и PoS, который смогут использовать биржи?».
Бутерин: «Думаю, создать такой можно».
Заключение
На наш взгляд, новейшее предложение по PoS — самое лучшее из всех. Оно может быть принято Ethereum и внести позитивный вклад в безопасность системы. Однако система останется зависимой от PoW-майнинга. PoW в первую очередь решает все проблемы византийской отказоустойчивости, а затем происходит процесс PoS. Система полагается на PoW в производстве блоков и для обеспечения конвергенции системы на одной цепи. Хотя PoS-майнинг может смягчить некоторые риски, непонятно, насколько это будет полезно для общей конвергентности или безопасности. Критики PoS заявляют, что любые награды, которые уходят от PoW-майнерам в пользу стейкеров ослабляют конвергентность и безопасность системы.