Hva er Proof-of-Stake?

Ettersom protokoller som Polkadot, Solana, Cardano og Ethereum 2.0 blir kjente navn i kryptosamfunnet, lurer noen kanskje på om Proof-of-Stake (PoS) kommer til å bringe kryptovalutaer til nye høyder når det gjelder pris og funksjonalitet. Proof of Stake-protokoller har vært under utvikling i årevis nå, og de har samlet en tropp av fremtidige utviklere, investorer og fans som alle ønsker å se dem lykkes.

Uansett om Proof-of-Stake vil bli fremtidens dominerende konsensusmekanisme eller ikke, kommer det med sine unike fordeler og ulemper. La oss se nærmere på hva de er.

Kort historie om Proof-of-Stake

Proof-of-Stakes har ikke en lang historikk. PoS-ideen fra juli 2011 under, brakt ut i en bitcointalk-tråd av QuantumMechanic, er nå lagret som en historisk artefakt innen kryptovalutahistorie. Innlegget beskriver PoS-mekanikk, men prøver å gjøre det til en løsning på Bitcoins problemer. Svaret på spørsmålet av casascius er illevarslende. Det første svaret ser fremtiden for mekanismen brukt på andre typer applikasjoner og ikke på Bitcoin, noe som ser ut til å forbli tilfellet.

Kilde: BitcoinTalk.org

I 2012 ble Peercoin utviklet. Mynten brukte en kombinasjon av Proof-of-Work og Proof-of-Stake-protokoller. I 2014 ble hvitboken Consensus without Mining utgitt samt en løsning av Vitalik Buterin på «Nothing at Stake»-problemet med Proof-of-Stake. Cardano og Polkadot samt andre prosjekter som bruker Proof-of-Stake startet som prosjekter. I 2019 ble Cosmos hovednett lansert og Ethereum 2.0s detaljer ble ferdigstilt.

Spol fram til 2021, da kryptovaluta-verdenen opplevde enestående interesse med Cardano og Polkadot som ledet utviklingen som de største allerede aktive Proof-of-Stake-blokkjedene. Med prosjekter som Solana, Neo, Algorand, Binance coin og andre som alle tar i bruk Proof-of-Stake, er det bare tiden som vil vise om Proof-of-Stake vil bli den dominerende konsensusmekanismen blant kryptovalutaprosjekter.

Hva er Proof-of-Stake?

Bitcoin og noen andre kryptonettverk opererer på det som kalles Proof-of-Work (PoW) konsensusmekanisme. I kryptovaluta er konsensusmekanismer det som lar et helt system fungere med individuelle datamaskiner eller noder. De bruker konsensusalgoritmer for å regne ut den nåværende avtalte tilstanden til nettverket. Det er viktig at hver enkelt node må ha nøyaktig samme kopi av blokkjeden og validere de samme reglene for å være «i konsensus».

En av hovedfaktorene for desentralisering er å ikke være underlagt noen sentral autoritet, ettersom lovene som styrer ethvert blokkjedeprosjekt overholder matematikk og kode. Et alternativ til dette er en sentralisert myndighet som dikterer hvordan et prosjekt skal fungere, kan gjøre endringer i konsensus og sensurere eller diskriminere systemdeltakere.

Blokkjedeteknologi fungerer som en digital hovedbok som alle kan se. Hva hindrer andre brukere i å tukle med denne digitale hovedboken? I eldre nettverk er det nettopp dette Proof-of-Work gjør. Ved å bruke avtrykk eller «hashes», lange datastrenger av en bestemt lengde, sørger Proof-of-Work for at blokkjeden er uforanderlig. Hver blokk, eller hvert datasett, har blitt validert gjennom omfattende beregningsarbeid.

Proof-of-Stake (PoS) er en variasjon av en konsensusmekanisme som bruker validatornoder basert på stakede tokens. I stedet for beregningskraft som skaper blokker i Proof-of-Work, lager Proof-of-Stake blokker ved å stole på validatorer, som er brukere som satser tokens. Hver validator får en tilfeldig sjanse til å høste en blokkbelønning.

Selv om PoS-konseptet har gjennomgått en god utvikling, er det fortsatt nytt, og bare tiden vil vise om Proof-of-Stake vil være den rådende konsensusmekanismen i fremtiden.

Hvordan Proof-of-Stake fungerer

Mining i Proof-of-Work kryptovalutaprotokoller bruker beregningskraft for å validere blokker. Dette er for å verifisere nettverket og sørge for at transaksjonene er legitime. Det eliminerer problemet med «dobbeltforbruk» der samme token kan brukes i en annen transaksjon. 

Siden det krever omfattende beregningsarbeid for å validere en enkelt blokk, sikrer dette til slutt nettverket. Hvis noe krever intens beregningskraft for å oppnå algoritmen, er det en enorm oppgave å prøve å reversere den koden.

Proof-of-Stake prøver å gjenskape disse Proof-of-Work-ideene, men utfører dem annerledes. I Proof-of-Stake-protokoller brukes det en algoritme som gir et valg for en node som validator for en blokk. Disse behandles enten i «Myntaldervalg» (Coin Age Selection) eller «Tilfeldig blokkutvalg» (Randomized Block Selection).

1. Myntaldervalg

Denne er litt lettere å forstå enn Randomized Block Selection. Coin Age Selection ble brukt av den nevnte Peercoin, en av de første kryptovalutaene som brukte Proof-of-Stake. Det er en mekanisme som validerer blokker basert på varigheten av tokens. Med Peercoin må minimum 30 dager for ubrukte tokens holdes for at en blokk skal forfalskes og den brukes til å signere en blokk. En maksimal sannsynlighet for blokkpreging nås etter 90 dager for å forhindre at eldre innsatser har for mye kraft.

Selv om dette er brukt i de tidlige ideene til Proof-of-Stake, bruker nyere protokoller nå Randomized Block Selection for deres konsensusmekanisme.

2. Tilfeldig blokkutvalg

For å få et bedre bilde av hva validatorer er i Randomized Block Selection, kan vi se på Ethereum proof of stake. I Ethereum 2.0 er en validatornode noen som har satset 32 ETH og har en datamaskin som kjører for å «mynte» eller «smi» blokker. «Minting» er hva «mining/gruvedrift» er i Proof-of-Work.

Når en miner i Proof-of-Work-systemer validerer en blokk, gis den mineren eller minepoolen en belønning i form av kryptovaluta-tokens som BTC, LTC, ETH, og så videre. I Proof-of-Stake validerer en validator en blokkering gjennom et «tilfeldig» valg. Når det gjelder Ethereum 2.0, har validatoren som kjører den 32 innsatsen ETH en tilfeldig sjanse til å validere en blokk. Denne sjansen ligner på andre validatornoder i nettverket. Å ha mer ETH påvirker ikke denne sjansen, i motsetning til å ha mer hashkraft i Proof-of-Work-system som Bitcoin gir en bedre sjanse til å få blokkbelønningen. Så en organisasjon kan ha flere noder for å øke sannsynligheten for å mynte en blokk, men hver node har samme tilfeldige sjanse som enhver annen node.

Selv om hver protokoll kan variere i utførelse, er disse de grunnleggende komponentene i Randomized Block Selection i Proof-of-Stake-protokoller.

Proof-of-Stake’s potensielle forbedringer til Proof-of-Work

PoS-konsensusmekanismer er bemerkelsesverdige ved at de forsøker å løse skalerbarhets- og brukervennlighetsproblemene til Proof-of-Work-konsensusmekanismer. For det første vil Proof-of-Stake spare en enorm mengde elektrisk energi som ville blitt brukt til å mine blokker. Selv om den elektriske dreneringen av Proof of Work ofte blir overdrevet i media, koster det fortsatt enormt med  energi å få en ny blokk til å eksistere og dermed sikre nettverket. Proof-of-Stake krever bare at validatorer har sine egne datamaskiner oppe og går, eller at brukere har tokens å stake i en pool.

Proof-of-Stake-mynter er ment å være mer skalerbare, siden de har en «lettere» arkitektur som ikke trenger så mye av beregningskraften som Proof-of-Work-kryptoer trenger. Dette betyr at mer av kraften kan allokeres til ting som transaksjonshastigheten for at det skal være mer action i nettverket uten at det blir tilstoppet. Dette vil gjøre blokkjedeprosjekter mer skalerbare siden nettverket ville være raskere til å støtte flere prosjekter på økosystemet.

På den annen side oppstår det med  PoS-systemer store bekymringer om forsyningsentralisering, konfliktløsning i tilfelle en splittelse og andre sikkerhetsavveininger. Uavhengig av hypen, er vi ennå ikke vitne til et fullt fungerende Proof-of-Stake-system implementert i stor skala og høykapitalprotokoll.

Konklusjon

Selv om det lover å ta blokkjedeteknologi til et nytt nivå, er Proof-of-Stake fortsatt i sin spede begynnelse. Det har ikke vært mange eksempler på utbredte desentraliserte applikasjoner eller kryptovalutaer som er helt dedikert til bruken av Proof-of-Stake. Når år med testing og praktisk implementering har kommet, kan vi se på Proof-of-Stake og foreslå mulige forbedringer av hvert prosjekts arkitektur. Akkurat nå bærer PoS entusiasmen til en gjeng med kryptovaluta-entusiaster som ser det som et håp for fremtiden til blokkjedeteknologi.