Co znamená Proof-of-Stake (PoS) v kryptoměnách?

Při Proof-of-Stake si můžete kryptoměnu uzamknout a získávat odměny ověřováním transakcí, podobně jako při stakingu. V tomto článku naši odborníci poskytují podrobné vysvětlení PoS a uvádějí jeho příklady, výhody a nevýhody.

Co je to Proof-of-Stake v blockchainu?

Proof-of-stake (PoS) je mechanismus konsensu používaný v blockchainových sítích k dosažení shody o stavu blockchainu. Na rozdíl od metody Proof-of-Work (PoW), která vyžaduje, aby těžaři řešili složité matematické hádanky, aby ověřovali transakce a vytvářeli nové bloky, PoS vybírá ověřovatele pro vytváření a ověřování nových bloků na základě množství kryptoměny, kterou drží a kterou jsou ochotni “vsadit” jako zástavu.

Tady je několik klíčových bodů o PoS:

• Energeticky úspornější: Protože PoS nespoléhá na hrubý výpočetní výkon, spotřebovává mnohem méně energie než PoW.
• Rychlejší časy transakcí: Díky zjednodušenému procesu ověřování mohou PoS blockchainy často zpracovávat transakce rychleji než PoW řetězce.
• Zvýšená dostupnost: Každý, kdo má dostatek kryptoměn, se může účastnit stakingu, na rozdíl od PoW, který vyžaduje specializovaný hardware.
• Obavy o bezpečnost: Někteří tvrdí, že systémy PoS jsou méně bezpečné než PoW, protože velké zainteresované strany mohou potenciálně manipulovat se sítí.

Jak funguje Proof-of-Stake?

Tady je rozpis:

• Sázka: V systému PoS musí účastníci, často nazývaní validátoři, “vsadit” určité množství nativní kryptoměny blockchainu. Tento podíl slouží jako zástava a je uložen v určené peněžence nebo chytrém kontraktu. Množství vsazené kryptoměny se může lišit v závislosti na konkrétním protokolu blockchainu.
• Vytváření a ověřování bloků: Validátory jsou vybírány pro vytváření nových bloků a ověřování transakcí na základě výběrového algoritmu. Pravděpodobnost, že budete vybráni jako validátor, je často úměrná výši vsazené kryptoměny – kdo vsadí více, má větší šanci, že bude vybrán.
• Návrh bloku: Validátory vybrané pro vytvoření nového bloku navrhnou nový blok se sadou transakcí. Tento navržený blok obsahuje kryptografický hash předchozího bloku a tvoří řetězec bloků – blockchain.
• Hlasování: Ostatní validátory v síti pak posoudí platnost navrženého bloku. Mohou hlasovat o tom, zda je podle nich navrhovaný blok platný, nebo ne. Validátoři mohou mít možnost hlasovat přímo, nebo může jejich podíl hlasovat automaticky jejich jménem.
• Souhlas: Konsensu je dosaženo, když se nadpoloviční většina ověřovatelů (často dvoutřetinová většina nebo více) shodne na platnosti navrhovaného bloku. Jakmile je dosaženo konsensu, je blok přidán do blockchainu a proces začíná znovu pro další blok.
• Rozdělení odměn: Validátoři, kteří se podílejí na vytváření a ověřování bloků, jsou odměňováni transakčními poplatky a někdy i nově raženými mincemi. Odměny jsou mezi validátory rozdělovány na základě jejich podílu a účasti v síti.
• Sankce: Validátorům, kteří jednají se zlým úmyslem nebo se pokoušejí validovat podvodné transakce, mohou hrozit sankce, včetně krácení části jejich vsazených mincí nebo dočasné či trvalé ztráty práv na sázky.
• Zabezpečení: Systémy PoS často obsahují mechanismy zajišťující bezpečnost sítě a zabraňující centralizaci. To může zahrnovat náhodný výběr ověřovatelů, sankce za nečestné chování a mechanismy, které zabrání jedinému subjektu ovládat významnou část sítě.

Celkově PoS nabízí energeticky účinnou alternativu k mechanismům konsensu PoW a motivuje ověřovatele k poctivému jednání při zabezpečení sítě.

Jak se liší Proof-of-Stake od Proof-of-Work?

Proof-of-Stake (PoS) a Proof-of-Work (PoW) jsou dva základní konsensuální mechanismy používané v blockchainech k ověřování transakcí a zabezpečení sítě. Ačkoli oba dosahují stejného cíle, jejich přístupy se výrazně liší, což vede k odlišným výhodám a nevýhodám.

Tady je rozpis hlavních rozdílů:

Funkce	Proof-of-Stake (PoS)	Proof-of- Work (PoW)
Proces ověřování	Sázka na kryptoměnu	Řešení složitých hádanek pomocí výpočetního výkonu
Spotřeba energie	Velmi vysoká nízká	Velmi vysoká
Dostupnost	Každý, kdo má dostatek kryptoměn, může sázet	Vyžaduje specializovaný hardware
Zabezpečení	Vyvíjí se, potenciální obavy u velkých zúčastněných stran	Ustálé, ale zranitelná vůči útokům těžebních poolů
Rychlost transakcí	Obecně rychlejší	Obecně pomalejší
Decentralizace	Může být méně decentralizovaná kvůli koncentraci těžebních poolů	Může být vysoce decentralizovaná
Životní prostředí Dopad	Nízký	Vysoký
Náklady na vstup	Nízké	Vyšší
Odměny	Získané za ověřování bloků	Vydělané za těžbu bloků
Zralost	Novější technologie	Zavedená technologie

Proces ověřování

• PoW: Těžba zabezpečuje blockchainové sítě tím, že řeší složité matematické hádanky, ověřuje transakce a vytváří nové bloky, přičemž těžaře motivuje odměnami za jejich výpočetní úsilí.
• PoS: Uživatelé “zastaví” své stávající kryptoměny, čímž je v podstatě na určitou dobu uzamknou. Vsazená částka určuje jejich šanci, že budou náhodně vybráni jako validátor pro další blok. Validátoři ověřují transakce a přidávají do řetězce nové bloky, přičemž za svou práci získávají odměnu.

Spotřeba energie

• PoW: Kvůli konkurenčnímu procesu těžby spotřebovávají PoW blockchainy jako Bitcoin obrovské množství energie, což vyvolává obavy o životní prostředí.
• PoS: Tím, že PoS blockchainy nepotřebují výkonný těžební hardware, jsou výrazně energeticky úspornější, což snižuje jejich dopad na životní prostředí.

Přístupnost

• PoW: Účast na těžbě PoW často vyžaduje drahý specializovaný hardware, což ji činí méně dostupnou pro jednotlivce s omezenými zdroji.
• PoS: Každý, kdo má dostatek kryptoměn, se může podílet na sázkách, což je přístupnější a demokratičtější.

Bezpečnost

• PoW: Distribuovaná povaha těžby s mnoha účastníky činí PoW blockchainy obecně odolné vůči útokům. Možnost získání kontroly velkými těžebními pooly však vyvolává obavy o bezpečnost.
• PoS: PoS sice nabízí slušné zabezpečení, ale někteří tvrdí, že velké zainteresované strany se značným množstvím vsazených kryptoměn by mohly potenciálně manipulovat se sítí. To je předmětem probíhající debaty a výzkumu.

Rychlost transakce

• PoW: Složitý proces ověřování v PoW může vést k pomalejším časům transakcí, zejména v obdobích vysoké síťové aktivity.
• PoS: Jednodušší proces validace v PoS často vede k vyšší rychlosti transakcí ve srovnání s PoW.

Výběr mezi PoW a PoS závisí na konkrétních prioritách projektu blockchainu. Zatímco PoW nabízí osvědčené zabezpečení, jeho spotřeba energie je hlavní nevýhodou. PoS představuje ekologičtější a inkluzivnější alternativu, ale je stále ve vývoji a jeho dlouhodobé bezpečnostní dopady se vyhodnocují.

Hlavní cíle systému Proof-of-Stake

• Bezpečná a decentralizovaná síť: Stejně jako PoW je i PoS primárně zaměřen na zabezpečení blockchainové sítě a zachování její decentralizace. To znamená zajistit přesnost a neměnnost transakčních dat a zároveň zůstat odolný vůči manipulaci nebo kontrole ze strany jediného subjektu.
• Zvýšená efektivita: PoS se snaží dosáhnout bezpečnosti a decentralizace efektivněji než PoW. Eliminuje potřebu energeticky náročné těžby, což vede k rychlejšímu zpracování transakcí a nižšímu dopadu na životní prostředí.
• Zvýšená dostupnost: Cílem PoS je zpřístupnit účast v blockchainu odstraněním hardwarových překážek spojených s těžbou PoW. Každý, kdo má dostatek kryptoměny, se může podílet na stakingu, což podporuje širší zapojení do sítě.
• Udržitelný růst: PoS se snaží zajistit udržitelný růst blockchainového ekosystému tím, že řeší problémy s vysokou spotřebou energie u PoW. To umožňuje širší přijetí a reálný aplikační potenciál.
• Dynamické pobídky: PoS podporuje účast tím, že nabízí dynamické odměny za ověřování transakcí a zabezpečení sítě. To podporuje poctivé chování a odrazuje od nesprávných činností.

Ačkoli bezpečnost zůstává hlavním cílem, PoS si klade za cíl dosáhnout jí efektivnějším, dostupnějším a udržitelnějším způsobem a připravit tak půdu pro širší přijetí a vývoj technologie blockchain.

Zabezpečení důkazu o přijetí

Zabezpečení PoSity se točí kolem dvou hlavních principů: ekonomických pobídek a náhodného ověřování. Oba společně vytvářejí systém, v němž je odměňováno poctivé chování a penalizována škodlivá činnost.

Ekonomické pobídky

• Podnikání: Uživatelé “vsadí” svou vlastní kryptoměnu, čímž ji v podstatě na určitou dobu uzamknou. Funguje to jako zástava, podobně jako bezpečnostní vklad.
• Slashing: Pokud se validátor chová nečestně, přijde o část vsazené kryptoměny, což vytváří silnou touhu podvádět.
• Odměny: Poctiví ověřovatelé, kteří pomáhají zabezpečit síť, získávají odměny, což je dále motivuje k poctivému jednání.

Randomizované ověřování

• Validátory: Ne každý může validovat transakce. Místo toho jsou validátoři vybíráni náhodně na základě velikosti jejich podílu a dalších faktorů.
• Obtížné napadení: Díky této náhodnosti je pro jeden subjekt obtížné ovládat síť nebo manipulovat s transakcemi, protože by předem nevěděl, kdo jsou validátoři.
• Byzantská tolerance chyb (BFT): Některé systémy PoS používají BFT, což umožňuje, aby síť fungovala, i když je malý počet validátorů škodlivý nebo nedostupný.

Výzvy a úvahy

• Koncentrace sázek: Pokud malá skupina kontroluje velkou část vsazených mincí, může potenciálně manipulovat se sítí. To je velký problém a aktivní oblast výzkumu.
• Nová technologie: PoS je novější než PoW a její dlouhodobé bezpečnostní důsledky se stále studují a diskutují.
• Sociální inženýrství: Cílené útoky by mohly validátory oklamat, aby se chovaly špatně.
• Chytré zranitelnosti smluv: Zranitelnosti chytrých smluv nasazených na blockchainu lze zneužít bez ohledu na mechanismus konsensu.

PoS nabízí slibný přístup k zabezpečení blockchainu, ale není dokonalý. Zabezpečení je nepřetržitý proces, který vyžaduje neustálé monitorování, aktualizace a výzkum, aby bylo možné řešit vyvíjející se hrozby. Volba mezi PoS a PoW závisí na konkrétních potřebách a bezpečnostních prioritách blockchainového projektu.

Výhody technologie proof-of-stake

• Energetická účinnost: PoS eliminuje potřebu energeticky náročného těžebního hardwaru, čímž výrazně snižuje dopad technologie blockchain na životní prostředí. To je v souladu s rostoucími obavami o udržitelnost systémů PoW, jako je Bitcoin.
• Rychlejší transakce: PoS obecně nabízí rychlejší dobu zpracování transakcí ve srovnání s PoW. To je způsobeno zjednodušeným procesem validace, kdy jsou validátory vybírány náhodně, místo aby mezi sebou soutěžily pomocí složitých výpočtů.
• Zvýšená dostupnost: Do stakingu se může zapojit každý, kdo má dostatek kryptoměn, takže PoS je dostupnější než PoW, který vyžaduje specializovaný hardware. Tato širší účast posiluje decentralizaci a bezpečnost sítě.
• Nižší transakční poplatky: Díky nižší spotřebě energie a zjednodušenému procesu ověřování mají PoS blockchainy často nižší transakční poplatky ve srovnání s PoW blockchainy. To může být výhodné zejména pro mikrotransakce a případy každodenního použití.

Důkaz nevýhod kolků

• Soustředění kolku: Pokud malá skupina jednotlivců nebo subjektů drží významnou část vsazených mincí, může potenciálně manipulovat se sítí nebo ovlivňovat rozhodování. 
• Delegování a sdružování: Validátoři mohou delegovat svou pravomoc sázet mince na třetí strany a vytvářet tak staking pooly. To sice zvyšuje dostupnost, ale může to také vést k centralizaci, pokud velké pooly získají příliš velký vliv.
• Novější technologie: Ve srovnání s PoW je PoS relativně nová technologie a její dlouhodobé bezpečnostní důsledky jsou stále aktivně zkoumány a diskutovány.
• Útoky sociálního inženýrství: Cílené útoky sociálního inženýrství by mohly potenciálně podvést validátory, aby se chovaly špatně.
• Zranitelnosti chytrých smluv: Zranitelnosti v chytrých smlouvách nasazených na blockchainu mohou být zneužity bez ohledu na mechanismus konsensu.
• Distribuce počáteční mince: V závislosti na způsobu distribuce počáteční kryptoměny mohou vzniknout obavy o spravedlnost a potenciální centralizaci, pokud se velký podíl soustředí v rukou několika málo osob.
• Útoky na nicnedělání: Některé implementace PoS mohou být zranitelné vůči útokům typu “nothing-at-stake”, kdy validátory mohou beztrestně validovat jak validní, tak neplatné bloky.
• Regulační nejistota: Právní předpisy týkající se kryptoměn a systémů PoS se stále vyvíjejí, což vytváří nejistotu pro uživatele.

Které kryptoměny používají proof of stake?

Několik významných kryptoměn používá konsensuální mechanismus Proof-of-Stake (PoS), včetně Etherea (ETH), Cardana (ADA), Binance Coin (BNB), Polkadot (DOT), Solana (SOL), Tezos (XTZ), Cosmos (ATOM) a Algorand (ALGO).

• Ethereum (ETH): V současné době přechází z PoW na PoS prostřednictvím upgradu Ethereum 2.0, jehož cílem je zvýšení škálovatelnosti a efektivity.
• Cardano (ADA): Jeden z prvních široce rozšířených PoS blockchainů, známý svým výzkumným přístupem a zaměřením na chytré kontrakty.
• Binance Coin (BNB): Nativní token burzy Binance, implementovaný hybridní systém PoS a Proof-of-Authority (PoA) pro rychlejší transakce.
• Polkadot (DOT): Multiřetězcová síť s unikátní shardingovou architekturou, využívající PoS pro svůj hlavní řetězec a umožňující flexibilitu pro různé konsensuální mechanismy na jednotlivých parachainech.
• Solana (SOL): Vysoce výkonný blockchain známý pro svou vysokou rychlost transakcí a nízké poplatky, využívá unikátní hybridní mechanismus PoS s validujícími uzly a proof-of-history.
• Tezos (XTZ): On-chain governance platforma známá svým formálním procesem ověřování a změnami, pracuje s delegovaným systémem PoS.
• Cosmos (ATOM): Hub blockchain spojující nezávislé blockchainy, pro svůj hlavní řetězec používá systém PoS založený na byzantské toleranci chyb (BFT).
• Algoritmus (ALGO): Čistý PoS blockchain známý pro svůj efektivní a bezpečný mechanismus konsensu, navržený tak, aby byl rychlý a škálovatelný.

Závěrečná slova o Proof-of-Stake (PoS)

PoS nabízí slibnou alternativu k PoW a řeší jeho klíčová omezení. Je však nutné si uvědomit jeho problémy a pokračující vývojové úsilí, aby byla zajištěna bezpečná a decentralizovaná budoucnost.

Odpovědi na otázky ohledně proof-of-stake (PoS)