Proof-Of-Work (PoW) – самый популярный алгоритм для майнинга криптовалют

Proof-Of-Work (PoW)
Каждый человек без исключения, который начинает изучать криптовалюты, сталкивается с такими понятиями, как Proof-Of-Work и Proof-Of-Stake. Если говорить кратко, то это алгоритмы консенсуса в блокчейне, использующиеся для подтверждения транзакций и создания блоков.

PoW и PoS являются наиболее известными и в тоже время существенно отличающимися друг от друга. В этой статье мы расскажем, как работает Proof-Of-Work, чем он отличается от Proof-Of-Stake, а также о том, какие монеты можно майнить и какое оборудование необходимо.

• Что такое алгоритм Proof-Of-Work
• Отличие PoW от PoS
• Алгоритмы хеширования, работающих с PoW
• Оборудование для майнинга на Proof-Of-Work
• Лучшие пулы для майнинга на Proof-Of-Work BTC.com
• AntPool
• F2P Pool
• SlushPool
• ViaBTC

Proof-Of-Work или нет?

Что такое алгоритм Proof-Of-Work

(англ. «доказательство работы») – алгоритм функционирования криптовалют, основанный на доказательстве выполненной работы – майнеры решают задачу по формированию блока и подтверждают сделки между всеми участниками сети. Основным критерием является показатель мощность используемого компьютерного устройства.

При этом сложность сети (хешрейт) зависит от общего количества мощностей, пользователей и нагрузки на неё. Безопасность обеспечивается за счет того, что в хеше каждого блока содержится хеш предыдущего, из-за чего становится невозможно нарушить порядок создания.

Для выполнения этой работы необходима огромная вычислительная мощность, которая обеспечивается за счет большого количества участников. Однако это приводит и к определенным проблемам, например, к высоким затратам электроэнергии.

Но есть и другие трудности, связанные с Proof-Of-Work. По факту развития сети, растут и требования к вычислительной мощности. Этого требуют алгоритмы криптовалют. Именно по этой причине майнинг биткоина на слабом оборудовании стал абсолютно нерентабельным.

Основная цель Proof-Of-Work – защитить распределенную систему от различных атак, таких как DDos, спам, двойное расходование и так далее. Суть алгоритма сводится к полной прозрачности сети с возможностью просто и быстро проверить результат.

Если говорить проще, то алгоритм Proof-Of-Work обеспечивает способность сети убедиться в том, что майнер, добавляющий новый блок в блокчейн, правильно выполнил расчеты.

В этом видео простыми словами описано, что такое Proof-Of-Work:

Что такое Proof-Of-Work и как работает

Предпосылки появления

Несколько лет «доказательство выполнения работы» оставалось единственным методом достижения консенсуса (как в сети Bitcoin). Со временем, однако, сложность майнинга (объем необходимых для открытия блока и подтверждения транзакций вычислений) растет, увеличиваются требования к оборудованию и стоимость такового. Затраты электроэнергии на добычу становятся выше, и это делает «классический» майнинг невыгодным для пользователей с небольшими возможностями, доходность процесса падает.

Несмотря на то, что высокая сложность до известной степени защищает сеть PoW от атак типа «51%», разработчики стали искать альтернативы, и одним из результатов этих поисков стал алгоритм Proof of Stake – «доказательство доли владения».

Отличие PoW от PoS

При этом в блокчейнах некоторых криптовалют, основанных на Proof-Of-Stake, награда за решение задачи отсутствует, а награду майнер получает за комиссии от транзакций.

И если понятие Proof-Of-Work появился в далеком 1999 году, как защита электронной почты от спама, то PoS имеет более молодую историю. Идея Доказательства доли владения появилась в 2011 году именно для криптовалют, как решение главной проблемы Proof-Of-Work – огромного потребления электроэнергии.

Основным же отличием PoW от PoS являются энергозатраты. В Proof-Of-Work для майнинга понадобится оборудование, что также включается в себя затраты на его обслуживание и электроэнергию. Во-втором достаточно купить криптовалюту и держать её на кошельке.

При майнинге на Proof-Of-Work вероятность генерации блока зависит от мощностей вашего оборудования или общих мощностей пула, к которому вы присоединитесь. В PoS доход зависит от количества криптовалюты. При этом, чем дольше вы ей владеете и не выводите, тем с каждым разом растет и шанс генерации блока.

☝️

В Proof-Of-Work для увеличения заработка понадобится нарастить мощности оборудования, вместе с которыми затраты тоже вырастут.

Но и в PoS не все так просто. Если количество монет, отправленных на майнинг, будет оставаться неизменным, прибыль может и упасть.

Предположим, в заморозке находится 1% токенов от общего числа монет в майнинге, значит и награда будет равняться 1%. Но как только в игру зайдет крупный держатель («‎кит»), процент ваших монет от общего числа уменьшится и соответственно заработок тоже упадет.

Но вот при падении курса убытки понесут как PoW, так и PoS-майнеры, но с некоторой разницей. Майнеры Proof-Of-Work продолжат получать счета за электричество, при этом получая меньшее вознаграждение при пересчете на фитную валюту, а PoS-майнеры лишь потеряют стоимость стейка.

Допустим, вы приобрели криптовалюту Tezos по $1 и заморозили ее. Но уже завтра ее цена опустилась до $0,50. В этом случае майнер потеряет 50% от ликвидности своего актива, но не понесет никаких издержек, токены все также будут лежать на счету и приносить доход.

Конечно, можно подумать, что PoS значительно превосходит Proof-Of-Work из-за меньших издержек. Но и у него есть свои недостатки, в основном связанные с децентрализацией.

К примеру, криптовалюты на этом алгоритме защищены от атаки 51%, но вместо этого контроль над сетью могут захватить крупные держатели монет, на счету которых находится 51% всех токенов.

Сравниваем PoW и PoS

Достоинства PoW	Недостатки PoW
— Менее подвержен централизации.	— Необходимость больших затрат на электроэнергию.
— Более распространен, имеет долгую историю и пользуется уважением среди майнеров.	— Нанесение вреда экологии.
— Есть возможность получать большее вознаграждение, нежели в случае с PoS.	— Постоянная техническая гонка оборудования.
— Нет необходимости держать на счету средства в качестве инструмента для заработка.	— Майнер вынужден тратить огромные средства на поддержание технического состояния майнинг-машин.
— Высокий риск атаки 51%.
— Участники майнинга вынужденно сталкиваются с постоянным возрастанием уровня сложности добычи монет, и как следствие – уменьшением прибыли.

Достоинства PoS	Недостатки PoS
— Сама возможность формирования атаки при PoS является крайне затратной с финансовой стороны. Необходимые усилия для ее осуществления делают атаку практически нереальной. Кроме того, для достижения цели пользователю потребуется большое количество монет, соответственно в ходе проведения атаки он сам же и пострадает, что не является целесообразным.	— Для получения процента от комиссий необходимо постоянно держать кошелек онлайн.
— Меньшие комиссии.	— Для реального заработка необходима крупная сумма, которой пользователь не сможет распоряжаться, поскольку она будет залогом форджинга.
— Экологичность.	— Возможность создания сговора группы валидаторов.
— Не нужно приобретение специального оборудования для заработка.	— Принцип обогащения через накопление ставит под угрозу децентрализованность системы.

Алгоритмы хеширования, работающих с PoW

В того момента прогресс не останавливался ни на минуту, а разработчики искали более эффективное решение для криптовалют, что породило довольно много решений, основанных на Proof-Of-Work.

☝️

Интересным оказался Six-Hash, представляющий собой комбинацию из шести видов хеширования блоков.

Суть этого алгоритма заключалась в том, что для начала минимальной добычи майнеру необходимо сразу шесть чипов ASIC. Таким образом, количество пользователей уменьшается, но в тоже время суммарные мощности не падают. Six-Hash был реализован в криптовалюте Quark.

Позже этот алгоритм породил такие модернизации, как X11 (DASH), X13 (Bitcoin Diamond, Stratis, Navcoin), X14 (BERNcash), X15 (Kobocoin), и X17 (Verge). Исходя из названия понятно, что в них сочеталось ещё большее количество алгоритмов. Но изначально серьёзного требования к оборудованию не было – имелась возможность майнить даже на CPU. Одной из самых популярных монет на таких алгоритмах является DASH, но к сегодняшнему дню их насчитываются сотни.

Далее идут различные варианты алгоритма Scrypt – Scrypt-N (Vertcoin), Scrypt-jane, CryptoNote (Monero) и так далее. В них разработчики попытались уменьшить вероятность «атаки 51%», увеличить производительность GPU, а также добавили другие полезные функции.

Не PoW и PoS едиными сыт майнер, или к вопросу о других консенсусах

Помимо главных «героев» данного материала, на рынке майнинга присутствует достаточное количество их конкурентов. Команды различных проектов, в своем стремлении решить извечный спор наилучшего выбора консенсуса, предлагают свои идеи. Ниже будут представлены несколько наиболее известных альтернатив:
Proof of Capacity (доказательство ресурсов).

Для начала работы пользователь должен предоставить системе определенный объем внутренней памяти устройства. В качестве основного принципа добычи выступает монетизация ресурсов (памяти).

Proof of Activity (доказательство активности).

Является весьма распространенным миксом достоинств PoW и PoS.

Proof of Storage (доказательство хранения).

В работе также необходимо предоставление свободных ресурсов устройств, которые создают облачное хранилище — им в дальнейшем могут пользоваться участники проекта.

Proof of Burn (доказательство сжигания).

Работа начинается в момент, когда пользователь добровольно производит «сжигание» своих монет путем их отправления на специальный адрес (его особенность заключается в том, что полученные средства более не могут быть использованы в качестве финансового инструмента). Проведя данную процедуру, перед пользователем открывается возможность начать добывать монеты.

Delegated Proof of Stake (делегированное подтверждение доли).

Представляет собой эволюционировавшую версию PoS, в которой подтверждение доли подверглось некоторым техническим усовершенствованиям.

Оборудование для майнинга на Proof-Of-Work

• Bitcoin;
• Litecoin
• Ethereum;
• Ethereum Classic;
• Monero;
• Quark;
• Bitcoin Cash;
• DASH;
• Zcash;
• Grin.

Майнинг на Proof-Of-Work может осуществляться тремя способами – через видеокарту, процессор или ASIC. При этом в случае с топовыми криптовалютами, такими как BTC, ETH и LTC, добыча на CPU более неактуальна, а чтобы GPU могли тягаться с интегральными схемами, необходимо собирать ферму из нескольких карт. Конечно, есть ещё майнинг на смартфоне, но он абсолютно нерентабельный.

Если рассматривать конкретно добычу Bitcoin, то тут правильным решением будет покупка ASIC, поскольку даже самые серьёзные фермы на GPU не могут тягаться с асиками.

☝️

Актуальными моделями на данный момент являются Antminer S7, S9 и D3 от ]Bitmain[/anchor].

В среднем они показывают мощность от 12 до 14 тысяч Gh/s с энергопотреблением около 1350 Ватт. Чтобы добиться таких показателей на GPU понадобится не один десяток видеокарт, что существенно дороже покупки ASIC.

Что же касается других криптовалют, то майнинг на GPU до сих пор актуален. Но в любом случае самым выгодным решением является сборка фермы. И тут покупкой только карт для майнинга не обойтись. Понадобится система с несколькими PCI-слотами, количество которых пропорционально количеству GPU, материнская плата, мощный блок питания, хорошая система охлаждения и корпус.

☝️

На данный момент самыми популярными видеокартами для создания ферм являются AMD RX 480, RX 580 и Nvidia GTX 1050, 1060, 1070 и 1080.

Более новые модели стоят дороже, из-за чего время окупаемости существенно возрастает. Именно поэтому при создании ферм следует исходить из параметров цена/суммарный хешрейт.

Так или иначе, при создании фермы главной остается материнская плата, в которой нас интересует количество PCI-слотов, блок питания и стабильный доступ в интернет. Ни процессор, ни оперативная память, ни жесткий диск, не играют здесь ключевой роли.

На этапе сборки необходимо определиться, какую криптовалюту или на каком алгоритме, вы собираетесь добывать. Несмотря на то, что в теории на видеокарте можно добывать любую монету, отличия все же есть. Например, для майнинга Ethereum и токенов на алгоритме Ethash больше подходят GPU от AMD, а если речь идет о Zcash, то правильным выбором будут карты от Nvidia.

При этом выборе очень помогают калькуляторы для майнинга. С помощью таких сервисов можно наглядно посмотреть, какую криптовалюту лучше добывать на определенной видеокарте.

Немаловажным также является показатель энергопотребления и стоимости электроэнергии. Чем больше майнинг ферма, тем больше расход электричества. Соответственно, при конечном расчете примерного дохода нужно точно знать этот параметр расхода.

Биткоин – это основная криптовалюта, которую можно майнить на Proof-Of-Work.

Майнинг

Майнинг — это процесс, в котором отдельный человек или группа майнеров (пул) используют мощные компьютеры, которые соревнуются друг с другом для решения сложных математических задач. Читайте здесь простое и профессиональное объяснение майнинга

Эта вычислительно-математическая головоломка является доказательством работы Proof of Work, которую майнеры должны решить, чтобы сохранить сеть блокчейнов безопасной и децентрализованной.

Майнинг — это безопасное шифрование и непрерывный процесс, который направляет два процесса в криптовалютной сети:

1. Проверка транзакций в сети блокчейна
2. Введение новых монет в обращение, которые майнер получает для успешной проверки каждого нового блока транзакций.

Поскольку многие компьютеры занимаются майнингом, сеть становится более децентрализованной, и ее становится очень трудно атаковать.

В криптовалюте есть почти 1000 монет, использующих Proof of Work, то есть эти монеты можно майнить. Bitcoin, Ethereum, Bitcoin Cash, Litecoin, Monero, Dash, Ethereum Classic, Zcash, Dogecoin и Ravencoin являются одними из популярных примеров добываемых монет.

В то же время, Ripple, EOS, Stellar, Tezos, NEO, NEM, Ontology, Wechain, Waves, QTUM, LISK и NANO являются одними из популярных примеров не добываемых монет. На самом деле это не токены, а монеты, которые нельзя майнить.

Итак, что же на самом деле означает добываемая и не добываемая монета в криптовалюте?

Лучшие пулы для майнинга на Proof-Of-Work

Таким образом, блоки генерируются значительно быстрее, а вознаграждение делится поровну в зависимости от объема выполненной работы. Именно такой вид майнинга на сегодняшний день является более эффективным.

BTC.com

Это один из самых мощных майнинг-пулов, принадлежащий разработчику ASIC – компании Bitmain и имеющий суммарный хешрейт 12 700 Ph/s. Сайт пула представляет собой форум со встроенным биткоин-кошельком. Одним из его главных плюсов является мощное сообщество.

Используемая система оплаты – PPS, в которой каждый майнер получает награду, пропорциональную его вкладу в решение задачи. На BTC.com можно добывать такие криптовалюты, как BTC, BCH, ETH, BTSV, ETC, Grin и другие. Пул взимает комиссию от 1,5 до 4%. Платежи проводятся на ежедневной основе.

AntPool

AntPool открыли пять лет назад – в 2014 году, и за это время он успел заработать отличную репутацию. Этот пул имеет большое количество серверов по всему миру, что также делает его одним из самых больших. В отличие от вышеуказанного пула, здесь можно выбрать систему вознаграждения из четырех видов – PPS, PPS+, PPLNS и SOLO.

Сервис имеет высокий уровень защиты, обеспеченный за счет настройки рабочего IP-адреса, подключения AP, оповещения по email, двухфакторной аутентификации и блокировки кошелька. Команда AntPool также разработала свое приложение для смартфона.

F2P Pool

Пул, запущенный в 2013 году. Этот сервис также предлагает майнинг большей части топовых криптовалют. F2P Pool работает по системе вознаграждения PPS, взимая комиссию в 4%. Суммарный хешрейт составляет 9495 Ph/s.

Снять средства можно начиная с 0,001 BTC. Что же касается защиты, то некоторые пользователи критикуют сайт за то, что здесь отсутствует двухфакторная аутентификация.

Несмотря на это, сервис пользуется популярностью, поскольку имеет легкий в использовании интерфейс, который подойдет даже для новичков.

SlushPool

Одним из главных минусов пула является то, что добывать здесь предлагается только две криптовалюты – Bitcoin и Zcash. За каждую операцию SlushPool берет комиссию в 2%.

По уровню безопасности этот пул является одни из самых защищенных. SlushPool использует двухфакторную аутентификацию и блокировку кошелька. При этом на сайте можно проверить статическое подтверждение хешрейта. Участники майнинга в этом пуле имеют свой голос при голосовании по важным вопросам. Чем выше хешрейт, тем больший вес имеет майнер.

ViaBTC

Относительно молодой пул, созданный в 2016 году. Он предлагает майнинг самых популярных монет – BTC, ETH, LTC, BCH, ZEC, XMR, DASH и других. Сайт известен тем, что за три года на нем было добыто более 22 000 Bitcoin, а общий хешрейт составляет 5366 Ph/s.

Пользователь может выбрать систему оплаты между PPS и PPLNS, при этом в первом случае сервис взимает комиссию 4%, а во втором – 2%. Прибыль выплачивается на ежедневной основе в полночь по пекинскому времени. Минимальный порог выплаты составляет 0,0001 BTC.

Майнинг и заработок в PoS

В проектах, работающих на принципе Proof of Stake, майнинг новых монет производится за счет выплат определенной комиссии узлу, открывшему новый блок. Процесс происходит следующим образом:

• обладатели монет (стейкхолдеры) размещают токены на балансе;
• эти средства блокируются на какое-то время;
• после проведения голосования в системе и открытия блока пользователю, открывшему таковой, начисляется некоторое вознаграждение.

Важно: как следует из сказанного, средства на кошельке для майнинга должны находиться без движения, их нельзя тратить. Чтобы проводить собственные операции в системе, следует завести отдельный кошелек. Также участвующая в майнинге нода должна быть все время онлайн.

Кроме того, можно попытаться заработать на разнице курсов валют на бирже. В частности, современные децентрализованные биржи, или DEX – PancakeSwap, Uniswap, SushiSwap и остальные, используют алгоритмы семейства PoS.

Интересно: кроме «чистого» PoS, существуют и другие вариации этого алгоритма. Так, например, использованный в криптовалюте NEM протокол Proof of Importance (доказательство важности) использует трехкомпонентную систему подтверждения. Учитывается число монет на счету, время нахождения узла онлайн и его активность (количество транзакций). Влияние первого параметра обратно пропорционально сумме «веса» второго и третьего.

Еще один вариант – алгоритм Delegated Proof of Stake, или DPoS, когда пользователи сети выбирают некоторое количество узлов, обладающих правом подтверждать транзакции. Таков, например, созданный программистом из США Дэном Ларимером проект Bitshares.

Подробнее эти варианты будут рассмотрены ниже.

Преимущества и минусы

Протокол «доказательства доли владения» обладает рядом существенных преимуществ для потребителя:

1. Нет нужды в дорогостоящем оборудовании для майнинга, создании фермы. Все, что нужно, – компьютер с кошельком и токены выбранной криптовалюты на балансе.
2. Не нужно думать о том, где размещать оборудование, как обеспечить его бесперебойное электропитание и охлаждение.
3. Относительно низкий «порог входа», в отличие от PoW-валют, особенно тех, чья сложность подразумевает приобретение ASIC майнеров, стоящих сотни тысяч рублей.
4. Экологический аспект – экономится электроэнергия, на производство которой уходят невосполнимые природные ресурсы, а окружающая среда в процессе генерации энергии загрязняется.
5. Нет привычной для биткоина и ему подобных проектов «гонки вооружений» оборудования – хешрейт ограничивается числом монет в кошельках стейкхолдеров.

Важное преимущество PoS – затруднение атаки «51%». Чтобы осуществить таковую, злоумышленник должен не обеспечить превосходство в вычислительных мощностях, а закупить 51% токенов криптовалюты, что оказывается финансово невыгодным. Кроме того, от такой атаки нарушится баланс в сети и устойчивость криптовалюты, то есть пострадает сам атакующий.

Но есть и некоторые недостатки, вызывающие опасения у специалистов:

• тенденция к централизации, проистекающая из сути алгоритма: он стимулирует стейкхолдеров накапливать и удерживать средства на балансе;
• достаточно большая группа токеновладельцев, аккумулировавшая на счетах значительный объем монет, способна начать диктовать правила работы сети;
• теоретически возможная проблема Nothing-as-Stake, или «пустого стека»: злоумышленник может, использовав несуществующие «виртуальные» ресурсы, создать форк блокчейна, осуществив, например, атаку «двойного расходования», отклонение операций и т.д.;
• низкая активность пользователей. Примером служит Curve Finance, пользователи которой заблокировали для участия в голосовании лишь чуть более 6% своих токенов.

Что такое PoW-консенсус

PoW-консенсус – это процесс получения новых монет за счет решения компьютерами сложных математических задач. Такой консенсус применяется в Биткоине.

Для выполнения майнинга используются мощные компьютеры и даже специальные майнинговые фермы. Как известно, блокчейн – это цепочка блоков, и для расшифровки каждого блока нужно затратить некоторую мощность компьютеров. Расшифровка считается успешной, когда майнер (участник сети, предоставляющий мощность своего компьютера для генерации новых блоков) находит хеш для блока – номер, состоящий из букв и цифр. Чтобы найти хеш для блока в Биткоине, нужно проверить триллионы хешей в секунду, поэтому и используется сложное и дорогое оборудование. После нахождения блока последний проверяется другими майнерами и записывается в конец цепочки. Таким образом, создается новый блок в цепочке блоков. За создание блока тот майнер, который нашел хеш для него, получает награду в виде нативных токенов блокчейна (в Биткоине это, соответственно, BTC), в оговоренном размере. В блокчейне Биткоина эта сумма сейчас равна 6,25 BTC. Каждые 4 года вознаграждение за блок в Биткоине сокращается вдвое, и в 2024 году эта сумма составит уже 3,125 BTC. Таким образом эмиссия монет происходит в результате майнинга: монеты, которые выпущены в свободное обращение (например, на криптовалютные биржи) – это монеты, которые когда-то добыты майнерами.

PoW-консенсус часто критикуют за его недемократичность (покупка фермы для майнинга обойдется в кругленькую сумму) и огромное энергопотребление. Многие протоколы сейчас используют другой консенсус, ProofofStake, и он считается более приемлемым в смысле затрат электроэнергии на майнинг и воздействия на окружающую среду (хотя у него также хватает критики).

Преимущества алгоритма PoS

У этого алгоритма есть ряд определенных преимуществ:

1. Электроэнергия не расходуется просто так, хотя ПК должен быть включенным, он не тратит много электричества, так как не проводит сложных вычислений.
2. Нет надобности наращивать, увеличивать вычислительные мощности.
3. Не нужно задумываться, где поместить оборудование и как его охлаждать.
4. То, что требуется иметь большое количество монет на счету, предохраняет от возможной атаки на сеть. Если вдруг мошенник решит скупать монеты в огромном количестве, их цена начнет активно и незамедлительно расти. Дальнейшая скупка коинов окажется абсолютно не выгодной для него.
5. Если даже удастся собрать целое состояние на балансе, тот, кто будет атаковать, пострадает первый, это связано с нарушением устойчивости системы.

Начать зарабатывать с алгоритмом PoS несложно, здесь низкий «порог входа», что нельзя сказать о PoW, где необходимо потратить сотни тысяч на оборудование.

Анализ практических аспектов

Нельзя рассматривать теорию игр Nothing at stake, не учитывая, что PoS майнер является держателем монет, и лично заинтересован в сохранении/увеличении цены монеты. Стоимость монеты складывается из огромного количества факторов, но непосредственным условием существования ликвидности является фактическая способность сети выполнять свою непосредственную функцию — надежно проводить платежи, и если сеть будет скомпрометирована двойной тратой через атаку 51%, последствия могут быть самые фатальные — начиная с серьезных обвалов курса и заканчивая делистингом с бирж, которые в первую очередь страдают от таких атак.

Таким образом, в случае, если сеть переключится на вредоносную цепочку, подкупленный PoS майнер рискует только эквивалентом ценности своих монет. Аналогично с “Трагедией общих ресурсов”, средний PoS-майнер мотивируется личной выгодой больше, чем заботой о безопасности сети. Если его собственная прибыль (в случае, когда он выигрывает блок во вредоносной альтернативной цепочке) будет больше, чем его потенциальная потеря (т.е. более 10 монет), тогда у майнера все еще будет мотивация присоединиться к атаке.

Теперь давайте рассмотрим практические обстоятельства и, самое главное, сравним их с классическими PoW-системами. Напомню, что приведенный выше пример описывает нереалистичную валюту с совершенно равномерным распределением, чего не встречается в реальной жизни.

Несколько раз я слышал интересное мнение, что любая криптовалюта, будучи типичной финансовой системой, имеет ту же модель, что и глобальное распределение богатства, и якобы поведение криптовалютных рынков подтверждает это.

Для того чтобы приблизительно оценить характер распределения монет, как пример возьмем самый масштабный проект с самой развитой экосистемой и самым большим количеством держателей — Bitcoin. К счастью, модель приватности позволяет это сделать без особых трудностей. Таблица ниже отражает текущее распределение монет по адресам, присутствующим в блокчейне.

Пояснение*:

Количество адресов Bitcoin и количество держателей не равны, фактически средний держатель Bitcoin имеет несколько адресов, в основном из-за широко используемых иерархически детерминированных кошельков, не говоря уже о том, что держатель может контролировать несколько кошельков и множество адресов. Таким образом, реальное распределение гораздо более централизовано, но, чтобы быть точными и избежать подозрений в спекуляциях, будем придерживаться однозначно установленных фактов и базироваться на «оценке сверху».

Пояснение**: некоторые адреса принадлежат биржам и могут представлять разных держателей за инфраструктурой биржи, но, с точки зрения модели PoS, это не имеет никакого значения, поскольку этот аккаунт имеет право подтверждать историю транзакций, создавая блоки в соответствии с его балансом.

Здесь мы не будем оперировать словом Bitcoin в анализе атак 51%, который пойдет ниже. Это было бы неправильно по ряду объективных причин: Bitcoin — уникальный проект, и он существует в немного другой технологической реальности (практически невозможно найти дополнительный хэшрейт для такого крупного игрока, трудно подкупить ASIC-майнеров в силу специфичности их оборудования и т.п). Мы будем анализировать далее обезличенный проект.

Теперь вернемся к таблице выше и будем считать, что у нас есть два отдельных, но одинаковых проекта с аналогичным распределением монет — PoS проект и PoW проект, которые мы попытаемся атаковать.

PoS

Как мы выяснили выше, для того чтобы мотивировать PoS майнеров взяткой, она должна быть не менее эквивалента ценности имеющихся у майнера монет. Если мы устанавливаем размер взятки, например, в 0.01 монеты, мы охватываем только владельцев кошельков для первой и второй строчки (0.15% всех монет), для остальных мотивация будет недостаточна. Если увеличить до 1 монеты, то мы уже охватываем 4 строчки, и это уже 4.57% — все еще безнадежно мало. Для того чтобы достичь 51%, нам придется дойти до строчки с балансами в 100-1000 монет. Взятка в 100 монет охватит только 38.44% монет, а в 1000 монет охватит уже 58.29%, поэтому считаем на глаз — взятка в 750 монет может убедить 51% майнеров принять участие в атаке.

PoW

Допустим, вознаграждение за блок на данный момент составляет 12.5 монет, и, грубо говоря, добыча 6 блоков (количество подтверждений по умолчанию) должна стоить не более 75 монет (эквивалент стоимости этих монет, с точки зрения стоимости хэшрейта). Это очень важно — фактически стоимость атаки 51% равна 75 монет (76, если кому-то важно). Это не было проблемой раньше, в те времена, когда майнеры сами настраивали свои фермы на майнинг конкретного проекта, потому что он им нравился или потому что их оборудование эффективнее всего работало с этим алгоритмом. Свободных мощностей, способных обогнать главную цепочку, было негде взять. А теперь оборудование свободно сдается в аренду на открытых площадках (сервисы наподобие Nicehash), и это делает атаку 51% на PoW проект как минимум в 10 раз дешевле, чем атака на аналогичный проект с PoS.

Но есть еще пара тем для размышления:

1. В реальных PoS проектах, как правило, только часть эмитированных монет участвует в майнинге, и характерным является то, что для миноритарных держателей майнинг PoS невыгоден из-за низкой вероятности найти блок против затрат на электроэнергию, поэтому в действительности большая часть мощности PoS создается средними и относительно крупными держателями, что делает атаку еще сложнее, согласно изложенному выше. Кроме того, мы взяли распределение монет для самого крупного и массового проекта, а для типичного проекта в первой сотне Coinmarketcap распределение еще больше усложнит атаку с подкупом, не говоря уже о стартапе, который вы возможно собираетесь делать на этих выходных.

2. ASIC. В PoW лагере мнения раскололись: одни считают это злом и изобретают алгоритмы хэширования, которые должны максимально эффективно работать на массовом оборудовании (ProgPoW, RandomX). Их оппоненты не напрягаются и используют быстрые криптостойкие алгоритмы (SHA-256, SHA-3, Blake), утверждая, что ASIC — это на самом деле — защита от 51%. И на фоне изложенных выше соображений последние выглядят даже более жизнеспособными, но только до той минуты, пока ASIC-устройства внезапно не обретут способность майнить не один, а несколько родственных алгоритмов (эта способность имеется у некоторых ASIC, например, Giant+A2000), хотя такие устройства и проигрывают более специализированным. И нужно еще учитывать один важный нюанс — с момента запуска проекта до появления в свободной продаже первого ASIC на него может пройти довольно много времени, и все это время проект будет сильно уязвим.

3. Атака на основе Nothing At Stake — это чисто теоретическая атака с множеством допущений. Например, необходимым условием является допущение, что у атакующего есть непосредственный канал связи со всеми холдерами, которых он намеревается подкупить, для того чтобы организовать эту атаку. Это мало реалистично, во-первых. Во-вторых, это едва ли можно будет удержать в тайне от бирж, которые будут в состоянии принять меры, чтобы защитится от этого (например, временно приостановить депозиты или увеличить количество подтверждений до неадекватного количества). Когда мы говорим об атаке против 51% против PoW, это очень линейный практический сценарий, который совершался не раз,например, на Ethereum Classic.

Суть алгоритма

PoS – это механизм консенсуса, реализован еще в 2012 году на PPCoin. Суть работы состоит в том, что Stake (доля) применяется как ресурс определяющий ноду, которой будет дано право заполучить при pos-майнинге очередной блок. Используя Proof of Stake, ноды хэшируют информацию во время поиска результатов, которые имеют значение менее заданного. При том уровень сложности в каждом случае распределяется пропорционально и сопоставим балансу конкретного узла.

Если сказать просто, то POS учитывает количество коинов находящихся на электронном счету пользователя. Это значит, что последующий блок может сгенерироваться тем узлом, который имеет больше баланс. Proof of Stake привлекает майнеров минимальными системными требованиями и его применение не позволяет расходовать вычислительные мощности просто так.

Список PoS монет

Ниже приведен список некоторых криптовалют, использующих «чистый» PoS и его вариации.

Таблица 1. Примеры PoS криптовалют.

Консенсус	Криптовалюта
PoS	DASH; Stratis; BlackCoin; PIVX; OkCash; QTUM; OmiseGO; Cardano; NAVCoin.
LPoS	NXT; Waves.
DPoS	Bitshares; EOS; Tron (частично относится и к PoW); Raiblocks; NEOGAS.
PoI	NEM.
PoA	UMI; VeChain.
DBFT	NEO (ограниченно относится и к DPoS, см. NEOGAS).

Интересно: на 2022 г. командой Виталика Бутерина был запланирован переход сети Ethereum на протокол PoS. Решение перевода криптовалюты на Proof of Stake было принято, чтобы уйти от негативных последствий дальнейшего роста сложности на текущем консенсусе Proof of Work. Релиз нового протокола Casper, который должен был помочь в трансформации, состоялся еще осенью 2017 года. Однако, событие было отложено. В недавних интервью Бутерин отметил, что переход на PoS все же может состояться в 2022 году.

Другие проекты на алгоритме PoS:

• Komodo, работающая на протоколе dPoW, гибриде PoS и PoW;
• гибридный принцип реализовывал Bitconnect;
• платформа SP8DE, проводившая ICO в феврале-марте 2022 г.