Proof Of Stake у Ethereum: что это, как работает? Безопасность, атаки
С 2022 году Ethereum официально работает на Proof-of-Stake (PoS)!
Proof-of-Stake - это способ доказать, что валидаторы внесли в сеть нечто ценное, что может быть уничтожено в случае их нечестного поступка.
В PoS в Ethereum валидаторы вкладывают ETH в смарт-контракт на Ethereum. Затем валидатор отвечает за проверку достоверности новых блоков (транзакций), распространяемых по сети, и иногда сам создает и распространяет новые блоки.
Если он попытается обмануть сеть (например, предложит несколько блоков, когда должен отправить один, или отправит противоречивые подтверждения), часть или все его ETH, поставленные на кон, могут быть уничтожены.
Proof-of-Stake (PoS) - это тип согласованного алгоритма, с помощью которого участники сети криптовалюты стремятся достичь консенсуса. В криптовалютах, основанных на PoS, создатель следующего блока выбирается с помощью различных комбинаций случайного выбора: периода «замороженных» монет или богатства (то есть ставок).
Проще говоря, концепция Proof of Stake (PoS) гласит, что человек может добывать или проверять транзакции блоков в зависимости от того, сколько монет он держит. Это означает, что чем больше биткойнов или альткойнов принадлежит майнеру, тем больше у него майнинговых мощностей.
Это похоже на консенсус Proof-of-Work в Биткойне, в котором майнеры выполняют дорогостоящие вычисления с помощью оборудования для майнинга, чтобы заработать монеты.
Если выбран пользователь, он будет проверять транзакции аналогично тому, как это делают майнеры в Proof-of-Work.
Proof-of-Stake можно рассматривать скорее как механизм сопротивления атаке Сивиллы, он гарантирует, что люди создающие блоки действуют в наилучших интересах сети.
Всем, кто внимательно следил за Ethereum, хорошо известно, что сообщество уже довольно давно стремится перейти к Proof-of-Stake.
Как выбираются создатели блоков? (кто получит прибыль)
В Proof-of-Stake производители блоков выбираются детерминистическим способом, в зависимости от того, сколько ETH они имеют на своем счету. Это также называется долей (англ. Stake) владения.
Как только пользователь выбран чтобы быть производителем блоков и поставил свои монеты на карту, они попадают в пул валидаторов, из которого пользователи будут выбираться случайным образом для производства новых блоков.
У майнеров есть стимул производить точные транзакции, потому что они могут потерять всю свою долю, если их поймают на злонамеренных действиях. Злоумышленники также теряют право на полное участие в системе Proof-of-Stake. Аналогично, майнеры, которые производят правильные блоки, получают плату за свои услуги, что стимулирует их действовать честно.
Переход Эфириума на POS
Эфириум давно хочет перейти на Proof-of-Stake. Сообщество рассматривает гораздо более экологичную альтернативу Proof-of-Work и это сделает Ethereum намного более эффективным.
После того, как весь код будет хорошо протестирован, Proof-of-Stake будет интегрирован через хард-форк, поддерживаемый сообществом.
Proof-of-Stake и окружающая среда
Большая часть поддержки Proof-of-Stake проистекает из воздействия, которое Proof-of-Work оказало на окружающую среду. Однако энергопотребление майнинга занимает не более 2% в мире.
Разработчики Ethereum рассматривают Proof-of-Stake как средство достижения того же уровня децентрализации, но без непредвиденного воздействия на окружающую среду. В Proof-of-Stake требуется гораздо меньше электричества.
Безопасность, децентрализация и масштабирование
При принятии решения о механизме консенсуса основное решение всегда заключается в том, «сколько безопасности необходимо для обеспечения определенного уровня децентрализации?».
И Ethereum, и Bitcoin неустанно фокусируются на децентрализации, но это сказывается на масштабируемости. Пользователи не хотят ждать 10 минут для каждой транзакции, чтобы ее подтвердил каждый узел в сети.
Для такого случая использования, как цифровое золото, имеет смысл обеспечение защиты децентрализации любой ценой.
Ethereum же несет в себе цель стать масштабируемым мировым компьютером, и вероятно, он должен будет отказаться от полной децентрализации.
Атаки на Proof-of-Stake
Сегодня одним из самых горячих споров является вопрос о том, легче ли атаковать системы Proof-of-Stake. Обе стороны приводят веские аргументы, и это один из тех вопросов, которые никогда не будут решены, пока не будут проверены «в дикой природе».
Хотя у Proof-of-Stake может быть больше векторов атаки, атака становится чрезвычайно дорогой, так как владеть 51% всего ETH очень сложно.
Производители блоков также могут извлечь очень небольшую выгоду из честного поведения, но могут потерять почти все, действуя злонамеренно.
Согласованное предположение состоит в том, что стимулы, внедренные в Proof-of-Stake, достаточно сильны, чтобы удержать производителей блоков от нечестных действий.
Безопасность и Атаки в Ethereum PoS
Работа валидатора - это обязательство. От валидатора ожидается, что он будет иметь качественное оборудование и связь для участия в проверке и создании блоков.
Взамен валидатор получает вознаграждение в ETH (его баланс в стейкинге увеличивается).
С другой стороны, участие в качестве валидатора также открывает пользователям новые возможности для атак на сеть с целью личной выгоды или саботажа.
Чтобы предотвратить это, валидаторы лишаются вознаграждения ETH, если они не принимают участие, когда их призывают, а их существующий пакет монет может быть уничтожен, если они ведут себя нечестно.
Нечестным можно считать два основных поведения:
- Предложение нескольких блоков в одном слоте (эквивокация)
- Предоставление противоречивых подтверждений
Угроза атаки 51% в PoS Ethereum: возможна ли?
Угроза атаки 51% в Proof-of-Stake все еще существует, как и в Proof-of-Work, но она более рискованна для злоумышленников.
Злоумышленнику понадобится 51% ETH в стейкинге.
«Вес» накопленных подтверждений — это то, что консенсусные клиенты используют для определения правильной цепочки, поэтому этот злоумышленник сможет сделать свою вилку канонической.
Однако преимущество Proof-of-Stake над Proof-of-Work заключается в том, что сообщество имеет гибкость в организации контратаки. Они также могут решить принудительно удалить злоумышленника из сети и уничтожить его ETH. Это сильная экономическая защита от атаки 51%.
Сейчас смотрят
