Proof-of-Work против Proof-of-Stake: что лучше? Плюсы и минусы алгоритмов

В криптомире существуют два главных алгоритма — Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS). Они помогают поддерживать безопасность блокчейна. Но какой лучше? Это вечный вопрос для криптоэнтузиастов. Одни утверждают, что PoW более безопасен, другие настаивают на энергоэффективности PoS. В этой статье мы разберем, что собой представляют оба алгоритма, их сильные и слабые стороны, а также ключевые различия.

Что такое Proof-of-Work (PoW)

Proof-of-Work (PoW) — это алгоритм для блокчейна. Он использует вычислительные мощности. Майнеры решают сложные задачи, чтобы добавить блок. Чем мощнее оборудование, тем больше шансов получить вознаграждение. Например, современные ASIC-майнеры делают триллионы операций в секунду.

Биткоин — самая известная криптовалюта на PoW. В 2009 году его создал Сатоши Накамото. Сейчас Биткоин лидирует с капитализацией более 500 миллиардов долларов. В 2023 году к сети Биткоина присоединился миллион новых майнеров.

Майнеры подтверждают транзакции и получают награду. В 2024 году за блок дают 6,25 BTC. После халвинга награда уменьшится вдвое.

Для майнинга нужны мощные ASIC-майнеры. Их цена — от 2 до 10 тысяч долларов. Например, в 2024 году Antminer S19 стоит около 3000 долларов. Электричество тоже стоит дорого — около 0,05–0,10 долларов за кВт⋅ч. Майнеры могут тратить тысячи долларов на электроэнергию каждый месяц.

PoW остается популярным, хотя его критикуют за высокое потребление энергии. В 2023 году Биткоин потреблял столько же, сколько Аргентина.

Кроме Биткоина, PoW используют Лайткоин и Догикоин. Но многие криптовалюты переходят на более экономичные алгоритмы, как Proof-of-Stake (PoS).

Принципы работы PoW

Принципы работы Proof-of-Work (PoW) можно объяснить просто. Это когда компьютеры решают сложные задачи, чтобы добавлять новые блоки данных в сеть и обеспечивать её безопасность. Самый известный пример — это Биткоин, который работает на PoW с 2009 года. В этой системе майнеры используют специальные компьютеры, чтобы решать задачи и подтверждать транзакции. Эти задачи очень сложные, и майнеры тратят много энергии и времени на их решение.

Когда майнер решает задачу, он добавляет новый блок в блокчейн, где хранятся все транзакции. Этот процесс поддерживает безопасность всей сети, потому что каждый блок связан с предыдущим. Изменить данные в одном блоке невозможно, не изменив все следующие блоки, что делает систему надёжной и защищённой.

Эфириум тоже использовал PoW до 2022 года, но потом перешел на другой алгоритм — Proof-of-Stake (PoS), который требует меньше энергии и ресурсов. Это решение позволило снизить нагрузку на сеть и сделать её более экологичной. Однако Лайткоин и Догикоин до сих пор работают на PoW. Эти криптовалюты продолжают использовать майнинг для защиты своих сетей и подтверждения транзакций.

Преимущества PoW

1. Высокая безопасность. PoW обеспечивает высокую защиту сети от взлома. Это связано с тем, что хэширование требует огромных вычислительных ресурсов. Злоумышленникам сложно получить контроль над сетью, так как им нужно перепроверить множество блоков. На сентябрь 2024 года сеть Биткоина считается самой безопасной среди криптовалют, и ее защита продолжает расти.
2. Децентрализация. В PoW каждый может стать майнером и начать решать задачи. Важно иметь мощное оборудование, но не обязательно находиться в одном месте. Благодаря этому сеть Биткоина и других PoW-криптовалют децентрализована — нет одного центра управления. Это делает сеть устойчивой к атакующим и сбоям.
3. Защита от атак. PoW сложно взломать из-за того, что для изменения данных потребуется огромная вычислительная мощь. В 2024 году для атаки на сеть Биткоина потребуется оборудование на миллиарды долларов, что делает подобные атаки невыгодными.
4. Прозрачность. Каждая транзакция в PoW-сети записывается в блокчейне и доступна для проверки. Все участники сети могут видеть, что происходит, что делает систему прозрачной.
5. Простота внедрения. PoW — один из первых алгоритмов, и его технологии уже хорошо изучены. Создать новую криптовалюту на базе PoW относительно просто.
6. Проверенные криптовалюты. Биткоин — это не просто самая известная криптовалюта на PoW, но и самая устойчивая. Она работает стабильно уже более 15 лет. Многие другие криптовалюты, как Лайткоин и Догикоин, также доказали свою надежность.
7. Стабильность сети. Блокчейны на PoW работают стабильно благодаря большому количеству участников и проверенной технологии. Чем больше майнеров в сети, тем она надежнее. Например, в 2024 году Биткоин остается одной из самых стабильных сетей в мире криптовалют.
8. Защита данных. Хэш-функции и проверка транзакций обеспечивают высокий уровень защиты данных. Никто не может изменить блоки в блокчейне без пересчета всех последующих блоков.

Недостатки PoW

1. Высокое энергопотребление. PoW требует огромных затрат электроэнергии. В 2024 году сеть Биткоина потребляет больше энергии, чем целые страны, такие как Нидерланды. Это вызывает критику со стороны экологов, которые считают, что такой расход вреден для окружающей среды.
2. Необходимость мощного оборудования. Для успешного майнинга нужно дорогостоящее оборудование. Например, один ASIC-майнер в 2024 году может стоить до 10 000 долларов. Чем больше у вас оборудования, тем больше шансов на получение вознаграждения, что создает соревнование между майнерами.
3. Централизация майнинга. Хотя PoW децентрализован, большинство мощностей сосредоточено в крупных майнинг-пулах. Это компании или группы майнеров, которые объединяют ресурсы для увеличения шансов на успех. В 2024 году около 60% всех мощностей сети Биткоина контролируется несколькими крупными пулами.
4. Увеличение сложности. С каждым годом сложность задач для майнинга возрастает. Это происходит из-за увеличения числа участников сети. Например, в 2023 году сложность майнинга Биткоина выросла на 40%, что сделало майнинг более дорогим.
5. Высокие затраты. Майнинг требует не только оборудования, но и высоких затрат на электроэнергию. В 2024 году один майнер может тратить тысячи долларов в месяц на электричество для поддержания работы своей фермы. Это делает майнинг доступным только для тех, кто готов инвестировать значительные суммы.
6. Долгая обработка транзакций. PoW-сети вроде сети Биткоин, обрабатывают транзакции медленнее, чем другие алгоритмы. Например, в 2024 году в сети Биткоина можно обрабатывать до 7 транзакций в секунду. Это мало по сравнению с другими системами, что ограничивает масштабируемость сети.
7. Ограниченная масштабируемость. Из-за своей архитектуры PoW сложно расширять. Даже при большом количестве майнеров скорость обработки блоков остается ограниченной. Это проблема для тех, кто хочет использовать криптовалюту для быстрых платежей или больших объемов транзакций.
8. Вред для окружающей среды. Из-за высокого энергопотребления многие считают PoW вредным для природы. На сентябрь 2024 года уже более 50% электроэнергии для майнинга Биткоина поступает от неэкологичных источников. Это вызывает беспокойство, и многие страны задумываются о регулировании этой области.

Примеры криптовалют с использованием PoW

Биткоин — самый известный и старейший пример криптовалюты на PoW. Его сеть была запущена в 2009 году, и с тех пор Биткоин стал символом криптовалют. Майнеры в сети Биткоина используют свои мощные компьютеры, чтобы добавлять новые блоки в блокчейн и поддерживать безопасность сети. По состоянию на сентябрь 2024 года, Биткоин остаётся самой крупной криптовалютой с рыночной капитализацией более 500 миллиардов долларов. Сеть Биткоина считается одной из самых защищённых благодаря большому количеству майнеров и проверенной системе.

Эфириум также изначально использовал PoW. До 2022 года его сеть работала на майнинге, как и Биткоин. Однако в 2022 году Эфириум перешёл на новый алгоритм — Proof-of-Stake (PoS). Этот шаг позволил снизить энергопотребление сети и улучшить её масштабируемость. Но несмотря на это, в истории криптовалют Эфириум останется известным как один из крупных проектов, который начинал с PoW.

Лайткоин — ещё один пример криптовалюты, которая продолжает использовать PoW. Лайткоин был создан в 2011 году как «младший брат» Биткоина. Его создатель, Чарли Ли, хотел сделать транзакции быстрее и дешевле, чем в сети Биткоина. Лайткоин использует немного изменённую версию PoW, что делает его майнинг более доступным для обычных пользователей. В 2024 году Лайткоин продолжает занимать место среди топовых криптовалют и предлагает высокую безопасность своей сети.

Догикоин — изначально шутливая криптовалюта, созданная в 2013 году, также работает на алгоритме PoW. Несмотря на то, что проект начинался как развлечение, к 2024 году он стал одной из популярных криптовалют с большим сообществом. Майнинг Догикоина похож на Лайткоин, так как они используют схожие алгоритмы. Догикоин продолжает развиваться, и его безопасность также обеспечивается майнерами, которые участвуют в создании новых блоков.

Zcash — ещё один пример криптовалюты, использующей PoW. Он был запущен в 2016 году с целью обеспечить полную анонимность транзакций. Zcash использует уникальный механизм, который скрывает информацию о транзакциях, обеспечивая пользователям высокий уровень конфиденциальности. В 2024 году Zcash продолжает использовать PoW, что помогает ему обеспечивать безопасность и децентрализацию сети.

Monero — одна из ведущих криптовалют с фокусом на анонимность, также работает на алгоритме PoW. Запущенный в 2014 году, Monero использует модифицированную версию PoW, которая позволяет майнить даже на обычных компьютерах. В 2024 году Monero остаётся одной из самых популярных анонимных криптовалют, и её безопасность обеспечивается майнерами по всему миру.

Что такое Proof-of-Stake (PoS)

Proof-of-Stake (PoS) — это алгоритм консенсуса, который используется в блокчейн-сетях для проверки транзакций и добавления новых блоков. В отличие от Proof-of-Work (PoW), где для подтверждения блоков необходимы огромные вычислительные мощности, PoS использует другой подход. Пользователи, называемые валидаторами, блокируют определённое количество своих монет в процессе, который называется стейкингом. Эти валидаторы выбираются для подтверждения транзакций и создания новых блоков на основе их доли в стейкинге. Чем больше монет у валидатора, тем выше шанс, что он будет выбран для проверки транзакций.

По состоянию на сентябрь 2024 года, многие криптовалюты перешли на PoS, так как этот алгоритм требует меньше энергии и считается более экологичным. Например, Ethereum завершил переход на PoS в 2022 году, сократив энергопотребление сети на 99,95%. Cardano, ещё одна популярная криптовалюта, с самого начала была разработана с использованием PoS для обеспечения устойчивости и масштабируемости.

По мнению аналитиков, PoS помогает блокчейнам оставаться децентрализованными и безопасными. «PoS предоставляет пользователям возможность участвовать в управлении сетью без затрат на оборудование», — отмечает один из разработчиков PoS-систем.

Принципы работы PoS

Принцип работы Proof-of-Stake основан на участии валидаторов, которые блокируют свои монеты в стейкинге для получения права на подтверждение транзакций. Валидаторы, по сути, «ставят» свои монеты, чтобы показать свою заинтересованность в безопасности сети. Чем больше монет валидатор блокирует, тем выше вероятность, что он будет выбран для проверки новых транзакций и создания блока.

После того как валидатор подтверждает транзакции, он добавляет блок в блокчейн. В качестве вознаграждения валидатор получает комиссию за транзакции и новые монеты. Важная особенность PoS — это уменьшение энергозатрат, поскольку валидаторы не решают сложные математические задачи, как в PoW. В результате сеть остаётся надёжной и экономичной.

Система PoS также уменьшает риск злоумышленников. Если валидатор пытается обмануть систему, он может потерять свои заблокированные монеты, что делает атаки менее вероятными.

Преимущества PoS

• Энергоэффективность. В отличие от PoW, PoS не требует значительных энергозатрат, так как не использует майнинг. Это делает сети на PoS более экологичными.
• Низкие комиссии. Валидаторы получают вознаграждения через стейкинг, а не майнинг, что снижает затраты на обслуживание сети и делает комиссии за транзакции ниже.
• Децентрализация. Благодаря стейкингу, любой пользователь с монетами может стать валидатором, что способствует децентрализации сети.
• Меньшие затраты на участие. Для участия в PoS не нужно дорогостоящее оборудование, что делает систему более доступной для обычных пользователей.
• Безопасность. Система PoS защищена штрафами за недобросовестное поведение валидаторов. Это снижает риск атак, так как валидаторы могут потерять свои заблокированные монеты.

Недостатки PoS

• Централизация. В PoS-сетях валидаторы с большим количеством монет имеют больше шансов быть выбраны для создания блоков. Это может привести к концентрации власти у нескольких участников.
• Атаки. Несмотря на штрафы, сети PoS могут подвергаться атакам, если злоумышленники наберут достаточное количество монет для влияния на систему.
• Низкий порог участия. Порог для участия в стейкинге может быть высоким для некоторых пользователей, что ограничивает их возможность стать валидаторами.
• Новые риски безопасности. В PoS-сетях появляются новые виды уязвимостей, такие как атаки на валидаторов или манипуляции со стейкингом.

Примеры криптовалют с использованием PoS

Многие криптовалюты выбирают Proof-of-Stake (PoS) для большей эффективности и масштабируемости. Одним из самых известных примеров стал Ethereum, который перешел на PoS в 2022 году. Этот переход позволил сети значительно снизить энергопотребление. Теперь транзакции подтверждают не майнеры, а валидаторы, которые блокируют свои монеты (стейкают) для участия в создании блоков.

Другой яркий пример — это Cardano. Этот проект использует PoS с самого начала. В нем валидаторы играют ключевую роль в поддержании сети. Кардано известен своими научными подходами к разработке блокчейна. Его экосистема продолжает расширяться, привлекая внимание разработчиков и инвесторов.

Polkadot — еще одна популярная криптовалюта на PoS. Её главная особенность — возможность соединять разные блокчейны, создавая взаимосвязанную сеть. В этой системе валидаторы помогают обеспечивать безопасность как главного блокчейна, так и подключенных сетей.

Tezos также основан на PoS. Он отличается тем, что позволяет обновлять сеть без необходимости форков. Это делает Tezos очень гибким и подходящим для долгосрочного развития. Валидаторы в этой сети не только проверяют транзакции, но и могут участвовать в принятии решений о будущем сети.

Solana — еще один пример криптовалюты на PoS. Она известна своей скоростью обработки транзакций. Solana способна обрабатывать тысячи транзакций в секунду благодаря комбинации PoS и уникального алгоритма Proof-of-History (PoH). Это делает её одной из самых быстрых и масштабируемых сетей в мире.

Все эти криптовалюты используют PoS для того, чтобы сделать свои сети безопасными, быстрыми и энергоэффективными. Благодаря этому они привлекают множество пользователей и разработчиков, которые ценят стабильность и скорость блокчейн-сетей на PoS.

Основные различия между Proof-of-Work и Proof-of-Stake

Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS) — это два популярных алгоритма консенсуса, которые обеспечивают работу блокчейн-сетей. Оба алгоритма решают одну задачу — подтверждение транзакций и создание новых блоков. Однако их методы различаются по многим важным параметрам, таким как энергопотребление, безопасность и стоимость. В этой статье мы рассмотрим основные различия между PoW и PoS, чтобы вы могли лучше понять, какой алгоритм подходит для ваших целей.

Ниже представлена таблица, которая сравнивает ключевые аспекты PoW и PoS:

Параметры	Proof-of-Work (PoW)	Proof-of-Stake (PoS)
Энергопотребление	Очень высокое. Для решения задач требуется мощное оборудование, которое потребляет много электроэнергии. В 2024 году майнинг Биткоина использует больше энергии, чем целые страны.	Низкое. Стейкинг не требует сложных вычислений, а значит, потребление энергии значительно ниже. По сравнению с PoW, PoS сокращает энергозатраты на 99%.
Безопасность	Высокая. Сложность взлома блокчейна очень велика, так как для изменения блока необходимо пересчитать огромные объёмы данных. Чем больше майнеров, тем выше безопасность.	Высокая, но зависимая от количества участников. Безопасность обеспечивается через штрафы для валидаторов, которые действуют нечестно. Однако при концентрации монет в одних руках может возникнуть риск централизации.
Стоимость оборудования	Высокая. Для успешного майнинга необходимы специализированные устройства (ASIC), которые стоят тысячи долларов. Постоянное обновление оборудования увеличивает затраты.	Низкая. Для участия в PoS не нужно дорогостоящее оборудование. Достаточно иметь монеты для стейкинга, что делает участие более доступным.
Скорость транзакций	Обычно ниже. В PoW-сетях, таких как Биткоин, время обработки транзакций может достигать 10 минут, что делает сеть менее эффективной для большого количества пользователей.	Выше. В PoS-сетях блоки создаются быстрее благодаря более лёгкому процессу проверки транзакций. Это позволяет обрабатывать больше операций за меньшее время.
Вознаграждение	Майнеры получают награду за решение математических задач и добавление нового блока. Награды уменьшаются с каждым «халвингом», что может снижать доходы майнеров.	Валидаторы получают вознаграждение за участие в стейкинге и проверку транзакций. Чем больше монет заблокировано, тем выше вероятность получения награды. Награды менее зависят от «халвингов».
Децентрализация	Высокая. Сеть защищена от атак за счёт большого числа майнеров. Но майнинг может быть сосредоточен в руках крупных майнинг-пулов.	Потенциальная централизация. Валидаторы с большим количеством монет могут иметь больше контроля над сетью, что увеличивает риск концентрации власти.
Экологическая устойчивость	Низкая. Высокие энергозатраты делают PoW менее привлекательным с экологической точки зрения. Многие критикуют PoW за негативное влияние на окружающую среду.	Высокая. По сравнению с PoW, PoS является более экологичным, так как не требует значительных энергозатрат для работы сети.

Перспективы и будущее PoW и PoS

Перспективы у Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS) разные, но оба алгоритма играют важную роль в будущем криптовалют.

PoW — это традиционный и проверенный временем алгоритм, который обеспечивает высокую безопасность. Биткоин, использующий PoW, продолжает доминировать на крипторынке. В 2024 году сеть Биткоина остаётся самой защищённой и популярной. Однако энергозатраты PoW вызывают вопросы у многих. Майнинг Биткоина потребляет огромное количество электричества, что создает нагрузку на природу. По данным на сентябрь 2024 года, майнинг Биткоина потребляет больше энергии, чем например, Норвегия. Это заставляет многих задуматься о будущем PoW в условиях растущей заботы об экологии.

Несмотря на это, у PoW есть будущее. Он будет востребован в проектах, где безопасность и децентрализация важнее всего. Сеть Биткоина, например, продолжит работать на PoW, так как это часть её основ. По прогнозам, к 2025 году Биткоин сохранит своё положение лидера среди криптовалют, несмотря на критику его энергопотребления.

PoS же, наоборот, набирает всё большую популярность. В 2022 году Эфириум перешёл с PoW на PoS, чтобы снизить энергозатраты и улучшить масштабируемость сети. Этот шаг стал важным событием в мире криптовалют. PoS требует меньше электроэнергии, так как не использует майнинг, а заменяет его процессом «ставок» (стейкинга). В сентябре 2024 года всё больше новых криптовалют выбирают PoS, потому что этот алгоритм позволяет строить экологичные и быстрые сети.

По прогнозам, к 2025 году большинство новых проектов будут выбирать PoS. Это связано с тем, что правительства и экологи начинают предъявлять более строгие требования к энергопотреблению. PoS также делает участие в сети доступным для большего числа пользователей. Чтобы поддерживать сеть, не нужно покупать дорогостоящее оборудование. Вместо этого пользователи могут просто блокировать свои монеты в стейкинге и получать вознаграждение за участие в проверке транзакций.

Таким образом, PoW останется основным для крупных и проверенных проектов вроде Биткоина, которые придают большее значение безопасности. PoS, в свою очередь, станет выбором для новых проектов, которые хотят быть более экологичными и масштабируемыми.

Заключение: какой алгоритм лучше?

Выбор между Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS) может быть непростым, ведь каждый из них имеет свои особенности. Главное — понять, что для вас важнее. Давайте разберемся, какой алгоритм подходит именно вам!

Если вам важна максимальная безопасность, то PoW — это то, что вам нужно. PoW давно проверен и используется в таких крупных криптовалютах, как Биткоин. Этот алгоритм работает на сложных вычислениях, которые требуют много времени и энергии. Но зато он обеспечивает очень высокую защиту. Сеть на PoW децентрализована, то есть никто не может легко захватить над ней контроль.

Например, Биткоин — это самая известная криптовалюта, работающая на PoW. Его сеть считается самой защищённой в мире. Но чтобы стать майнером в сети Биткоина, вам нужно мощное оборудование, которое стоит дорого. А еще майнинг требует много электроэнергии. Это делает PoW не таким доступным для обычных пользователей, потому что затраты большие.

Другие примеры криптовалют на PoW — это Лайткоин и Догикоин. Лайткоин был создан для того, чтобы транзакции были быстрее и дешевле, чем в Биткоине. А Догикоин, хотя и начинался как шутка, сегодня стал серьёзным проектом с большим сообществом. В этих сетях майнеры тоже решают задачи, чтобы поддерживать работу блокчейна и защищать его.

Теперь давайте поговорим о PoS. Если для вас важна энергоэффективность и экологичность, то PoS — лучший выбор. Этот алгоритм не использует много энергии, потому что не требует майнинга. Вместо этого, чтобы поддерживать сеть, пользователи просто блокируют свои монеты в стейкинге. Это значит, что они как бы «кладут» свои монеты на счёт и за это получают награды. Это доступно для большего числа людей, ведь не нужно покупать дорогое оборудование.

Пример криптовалюты, которая перешла с PoW на PoS — это Эфириум. До 2022 года Эфириум работал на PoW, но потом его разработчики решили сделать сеть более энергоэффективной. Теперь в Эфириуме не нужно майнить, чтобы получать новые монеты, достаточно просто участвовать в стейкинге. Это значительно снизило нагрузку на сеть и сделало её экологичнее.

Другие криптовалюты на PoS — это, например, Cardano и Polkadot. Они тоже используют стейкинг, чтобы поддерживать свои сети. Cardano был создан с целью быть более безопасным и устойчивым, а Polkadot помогает разным блокчейнам взаимодействовать между собой.

Теперь инвесторам стоит подумать о своих приоритетах. Если вы хотите вложиться в крупные и проверенные проекты, PoW может быть хорошим вариантом. Биткоин, например, уже долго держит свои позиции и остаётся одним из самых надёжных активов. Он очень безопасен, но требует больших затрат на майнинг.

Если же вам важны низкие затраты и участие в более современных, экологичных проектах, то PoS подойдёт лучше. Многие новые криптовалюты выбирают этот алгоритм, потому что он требует меньше энергии и проще в использовании. Вам не нужно покупать дорогое оборудование, а значит, вложения могут быть меньше. А для долгосрочных инвестиций PoS может быть привлекательным выбором.

Так что, в конечном итоге, всё зависит от ваших целей и ресурсов. PoW — для тех, кто ценит безопасность и готов тратить на это ресурсы. PoS — для тех, кто ищет простоту, энергоэффективность и экологичность. Выбирайте то, что вам ближе!

8029