Механизм консенсуса на блокчейне, или что такое PoW и PoS

В прошлом посте мы рассматривали принцип работы блокчейна. Мы выяснили, что блокчейн может содержать большое количество пользователей. При этом копия всего блокчейна хранится на компьютере каждого из них.

Но как же строятся блоки? Как такое количество пользователей приходят к чему-то общему?

В этот момент в игру входит механизм консенсуса.

Консенсус — согласие о чем-либо. Механизм — определенный способ, система действий, процедура.

Следовательно

Механизм консенсуса — это определенная процедура для достижения согласия о чем-либо.

Основная идея внедрения механизма консенсуса заключается в том, чтобы состыковать интересы всех пользователей сети. В частности это касается устранения double spending (двойных расходов). В ином случае человек Х мог бы дважды отправить один и тот же BTC двум разным людям, что непременно в конечном счете привело бы к снижению курса валюты и ее смысла в целом.

Ярким примером данного вида консенсуса является блокчейн биткоина.

Суть его заключается в том, что майнеры вычисляют хеш-функцию существующего блока для построения нового блока с информацией. Для этого они используют мощное вычислительное оборудование (ранее это были видеокарты, сейчас — майнинговые машинки по типу Asic и Bitmain). Переход от видеокарт к специализированному оборудованию обусловлен тем, что по мере появления бóльшего количества майнеров возрастает сложность добычи блока.

Далее, после того как майнер находит хеш блока, он подтверждает свою работу в виде времени, затраченного на его поиск. При этом другие участники сети подтверждают действительность хеша и только после этого происходит построение нового блока.

Так, для того чтобы произвести транзакцию в сети биткоина, необходимо получить 6 подтверждений.

В свою очередь, протокол биткоина вознаграждает майнера за проделанную работу, тем самым стимулируя майнеров продолжать работать, поскольку без них сеть не могла бы существовать.

FYI: В среднем 1 блок биткоина генерируется за 10 минут.

Примером PoS является блокчейн эфира (Ethereum), который перешел с PoW на PoS в сентябре 2022 года.

Вместо майнеров здесь имеются валидаторы, которые выбираются на основе количества удерживаемых ими монет и длительности их хранения.

В отличие от PoW, валидатору в системе с PoS не нужны большие вычислительные мощности, поскольку валидаторы, проверяющие очередной блок, выбираются случайно и между собой не конкурируют.

Валидатор не добывает блок, а просто создает его, если он был выбран проверяющим, в противном случае он проверяет созданный другим валидатором блок. Данная проверка называется аттестацией.

Аттестация означает, что валидатор подтверждает правильность блока. Валидаторы получают вознаграждение за предложение новых блоков и за аттестацию прошлых.

FYI: Чтобы стать валидатором, необходимо иметь 32 ETH (на момент написания поста $105,000). Однако существуют пулы, которые объединяют ETH множества пользователей для достижения отметки в 32 ETH (например, Дима вложил 1 ETH, Коля — 0,5, Петя — 3 и т.д.).

Более подробно о PoW можно посмотреть здесь, а о PoS — здесь.

О других видах механизма консенсуса, например, Proof of Authority и Proof of Elapsed Time, можете почитать здесь.

Также у меня есть TG канал, в котором я активно публикую посты, подписывайся!