Proof-of-Stake

Proof-of-Stake (PoS) — механизм консенсуса, при котором безопасность блокчейна обеспечивается экономически заинтересованными участниками, размещающими криптоактивы в стейкинге. Такие участники обычно называются валидаторами. Протокол выбирает валидаторов для выполнения определенных действий, связанных с созданием, подтверждением и финализацией блоков, а нарушение правил может привести к потере части поставленного обеспечения.

Основная идея PoS заключается в том, что участник получает право или вероятность участвовать в консенсусе не за счет вычисления огромного количества хешей, как в Proof-of-Work, а благодаря экономическому обеспечению. Участник рискует собственным капиталом: если он действует в соответствии с правилами сети, он может получать вознаграждение, а при определенных нарушениях может подвергнуться slashing.

Зачем нужен Proof-of-Stake

Блокчейну требуется механизм, позволяющий распределенным узлам согласовать состояние общей блокчейн-сети. Узлы должны определить, какие транзакции включаются в блоки и какая версия цепочки считается корректной. PoS решает эту задачу через набор правил выбора и проверки валидаторов, а также через экономические стимулы.

Важной особенностью PoS является то, что безопасность протокола связана со стоимостью активов, находящихся под риском. Для атаки на сеть злоумышленнику в зависимости от конкретного протокола может потребоваться контролировать значительный объем стейка. При этом точная модель безопасности, пороги голосования и последствия атак различаются между реализациями PoS.

Типичный цикл PoS

1. участники блокируют или делегируют активы;
2. протокол формирует набор активных валидаторов;
3. один или несколько валидаторов получают задания по созданию или подтверждению блока;
4. другие участники проверяют предложенные данные;
5. при выполнении условий консенсуса блок принимается сетью;
6. валидаторы получают вознаграждения или несут штрафы в зависимости от своего поведения.

Разные PoS-сети используют различные правила выбора валидаторов, финализации и наказаний. Поэтому PoS следует рассматривать как семейство механизмов консенсуса, а не как полностью идентичный алгоритм для всех блокчейнов.

PoS и Proof-of-Work

В Proof-of-Work участники конкурируют вычислительными ресурсами и энергозатратами. В Proof-of-Stake основным экономическим ресурсом становится капитал. Это меняет структуру расходов и рисков: для PoS важны требования к стейку, надежность валидатора, сетевое соединение, программное обеспечение, правила штрафов и распределение вознаграждений, тогда как для PoW критически важны хешрейт, энергопотребление и стоимость электроэнергии.

PoS также не означает отсутствие инфраструктурных требований. Профессиональные валидаторы могут использовать серверы, резервное питание, мониторинг, сетевую инфраструктуру и системы удаленного управления. Надежность такой инфраструктуры напрямую влияет на способность валидатора стабильно выполнять обязанности.