Beginnersgids: een vergelijking tussen PoW en PoS

een introductie

Elk blockchainnetwerk heeft een mechanisme nodig om fraude en manipulatie te voorkomen. Zonder regels die eerlijk gedrag afdwingen, zal niets gebruikers ervan weerhouden dezelfde munten twee keer uit te geven of de transactiegeschiedenis in hun eigen voordeel te herschrijven. De vraag is dan: wat zijn de kosten van de implementatie hiervan, wie draagt ​​die kosten en wie heeft de controle?

Proof-of-Work (PoW) en Proof-of-Stake (PoS) zijn de twee meest voorkomende antwoorden op deze vraag, en ze volgen contrasterende benaderingen. De ene verbruikt veel elektriciteit, terwijl de andere gebaseerd is op het bevriezen van tegoeden. Beide maken valsspelen kostbaar, maar op manieren die leiden tot zeer verschillende afwegingen met betrekking tot macht, controle, snelheid en wie er daadwerkelijk aan kan deelnemen.

Bitcoin gebruikt al sinds 2009 Proof-of-Work (PoW). Ethereum begon op dezelfde manier, maar schakelde in 2022 over op Proof-of-Stake (PoS). Deze splitsing, tussen twee netwerken waarmee de meeste beginners als eerste in aanraking komen , is het duidelijkste praktijkvoorbeeld van het belang van deze keuze en waarom verstandige mensen van mening verschillen over welk model op de lange termijn beter standhoudt.

Belangrijkste punten

• Proof-of-Work maakt aanvallen kostbaar door hardwareverbruik, elektriciteitsverbruik en concurrentie om hashes.
• PoS maakt aanvallen kostbaar door middel van bevroren kapitaal, accountantsverplichtingen en boetes.
• Bitcoin maakt nog steeds gebruik van Proof-of-Work (PoW), terwijl Ethereum via The Merge is overgestapt op Proof-of-Stake (PoS).
• Geen van beide modellen biedt een automatische oplossing voor de problemen met betrekking tot kosten, snelheid, decentralisatie of gebruikersbeveiliging.

Bewijs van werk versus bewijs van aandeel: een vereenvoudigde uitleg

Wanneer een nieuwe transactie naar de blockchain wordt verzonden, moeten alle knooppunten in het netwerk het eens zijn over de geldigheid en de plaats ervan in het grootboek van de blockchain. Dit consensusproces staat bekend als een overeenstemmingsproces en vereist een mechanisme dat het bedriegen van een transactie duurder maakt dan het naleven van de regels.

Proof-of-Work (PoW) en Proof-of-Stake (PoS) zijn de twee meest gebruikte consensusmechanismen en ze pakken dit probleem op verschillende manieren aan. Proof-of-Work verplicht miners om aanzienlijke rekenkracht te verbruiken om het recht te verdienen een blok toe te voegen. Proof-of-Stake daarentegen vereist dat validators cryptovaluta als onderpand aanhouden, met het risico dit onderpand te verliezen als ze oneerlijk handelen.

Beide modellen beantwoorden dezelfde fundamentele vraag: wie heeft het recht om het volgende blok toe te voegen, en waarom zou de rest van het netwerk hen vertrouwen? Het verschil zit hem in de schaarse middelen die elk model op het spel zet. Proof-of-work zet rekenkracht en elektriciteit op het spel, terwijl Proof-of-stake gereserveerd kapitaal, de reputatie van validators en protocolboetes op het spel zet. Als je nog aan het leren bent hoe transacties precies worden vastgelegd, dan legt de handleiding over wat blockchain is de basisprincipes uit.

het verschil	wat betekent het
Blokproduct	PoW maakt gebruik van miners. PoS maakt gebruik van validators.
zeldzame grondstof	Proof-of-Work (PoW) is gebaseerd op rekenkracht. Proof-of-Stake (PoS) is gebaseerd op gereserveerde valuta.
Kosten van de aanval	PoW-aanvallers hebben constante rekenkracht nodig. PoS-aanvallers hebben voldoende quota nodig en riskeren sancties.
Stroomverbruik	PoW Plus verbruikt inherent elektriciteit. PoS gebruikt aanzienlijk minder energie om blokken te produceren.
Belangrijkste concentratierisico's	Proof-of-Work (PoW) kan draaien om miningpools en toegang tot hardware. Proof-of-Stake (PoS) kan draaien om grote validators, liquide opslag en beurzen.
Misvatting van de gebruiker	Proof-of-Work (PoW) betekent niet dat elke miner een volledige node beheert. Proof-of-Stake (PoS) betekent niet dat elke stakeholder een validator beheert.

Deze afweging kan worden gevisualiseerd als twee paden met één startpunt. Transacties komen beide paden binnen. Proof-of-work wordt gestuurd door kandidaatblokken, miners, hardware, elektriciteit, de winnende hash en contractverificatie. Proof-of-stake wordt gestuurd door kandidaatblokken, de selectie van validators, certificeringen, finaliteit en sancties voor wangedrag.

Als je je verder wilt verdiepen in een van deze mechanismen, kun je deze handleidingen over Proof of Stake (PoS) en Proof of Work (PoW) raadplegen.

Hoe beveiligt Proof of Work (PoW) de blockchain?

Proof-of-Work (PoW) beveiligt blockchains door miners te dwingen rekenkracht te verbruiken voordat ze een blok kunnen toevoegen. Dit werk is gemakkelijk te verifiëren door andere nodes, maar extreem kostbaar voor aanvallers om op grote schaal te repliceren.

Bitcoin is hiervan het bekendste voorbeeld. In het oorspronkelijke whitepaper beschreef Satoshi Nakamoto een hash-gebaseerde Proof-of-Work (PoW)-keten, waarbij het wijzigen van oude records vereist dat het werk achter die records opnieuw wordt uitgevoerd en dat de keten wordt bijgewerkt.

Mijnbouw, detailhandel en moeilijkheden bij het bewijzen van werk (PoW)

Mining is het proces waarbij een kandidaatblok wordt gecreëerd en gezocht wordt naar een hash die voldoet aan de moeilijkheidsgraadvereisten van het netwerk. Een miner wijzigt de nonce en andere blokgegevens totdat de resulterende hash aan de criteria voldoet. Het kan worden vergeleken met een loterij, waarbij loten worden gegenereerd door herhaaldelijk berekeningen uit te voeren totdat een geldig resultaat is gevonden. De miner die als eerste de winnende hash vindt, wint de blokbeloning.

In de whitepaper van Bitcoin wordt dit proces beschreven als het zoeken naar een waarde die ervoor zorgt dat de SHA-256-hash begint met een specifiek aantal vereiste nulbits. Bitcoin past de moeilijkheidsgraad ook automatisch aan om te voorkomen dat blokken te snel binnenkomen wanneer Plus zich bij het netwerk voegt. Het algemene verloop van het proces is als volgt:

• Transacties worden naar het netwerk verzonden.
• Mijnwerkers verzamelen geldige transacties in kandidaatblokken.
• Mijnwerkers hashen de blokgegevens herhaaldelijk.
• Het eerste geldige blok wordt uitgezonden.
• Het contract controleert het blok voordat het wordt geaccepteerd.

Deze laatste verificatiestap is cruciaal. Miners concurreren om blokken voor te stellen, maar het contract handhaaft nog steeds de regels. Als een blok niet-bestaande munten uitgeeft of de consensusregels schendt, wordt het door het contract afgewezen, ongeacht de hoeveelheid werk die erin is gestoken.

Wat voegt mining toe aan de beveiliging van Proof of Work (PoW)?

Dit werk geeft de blockchain een externe kostenpost die niet vervalst kan worden door software te kopiëren of talloze valse identiteiten te creëren. Miners moeten betalen voor hardware, energie, koeling, ruimte, onderhoud en operationele kosten voordat ze kunnen meedingen naar blokbeloningen en transactiekosten. Dit is tevens de bron van kritiek vanuit milieuoogpunt. Proof-of-work verbruikt bewust energie om de blokproductie schaars te maken.

Of deze afweging de moeite waard is, hangt af van het doel dat men de keten toedicht. Voorstanders stellen dat de werkelijke kosten verzet tegen censuur en neutrale afwikkeling rechtvaardigen. Critici beweren echter dat een gelijkwaardige beveiliging kan worden bereikt met aanzienlijk minder energieverbruik.

De stimulansen voor mijnwerkers en de timing van de blokontginning worden bepaald door vier hoofdfactoren:

• Bloksubsidies creëren nieuwe munten volgens het uitgifteschema van het protocol. Voor Bitcoin zorgt de halvering van de Bitcoin-koers ervoor dat deze subsidie ​​ongeveer elke vier jaar wordt verlaagd. (Zie deze handleiding over de Bitcoin-halvering voor meer informatie!)
• Transactiekosten worden aan miners betaald in ruil voor het verwerken van transacties.
• Marktconcurrentie dwingt mijnbouwbedrijven ertoe om over te stappen op goedkopere energie en efficiëntere apparatuur.
• Door de moeilijkheidsgraad aan te passen, blijft de stabiliteit van de bloktiming behouden wanneer de rekenkracht verandert.

Bij proof-of-work zijn de werkelijke kosten de beveiligingskosten die het moeilijk maken om de transactiegegevens te herschrijven. Het wegnemen van deze kosten zou het beveiligingsmodel volledig veranderen.

Waar kan Proof of Work (PoW) centraal blijven staan?

Proof-of-work kan cruciaal blijven wanneer de economie van de mijnbouw grootschalige operaties beloont. Kleinschalige thuisminers kunnen de hardware draaien, maar industriële miners profiteren vaak van lagere elektriciteitstarieven, toegang tot apparatuur, koeling, financiering en een langere uptime. Deze kloof is groter geworden naarmate de cryptomining zich tot een volwaardige industrie heeft ontwikkeld.

Miningpools voegen nog een extra laag toe. Een pool stelt meerdere miners in staat hun rekenkracht te bundelen en de inkomsten te stroomlijnen, maar de poolbeheerder kan invloedrijk worden doordat hij de blokafgifte en uitbetalingen coördineert. Dit betekent niet dat de beheerder alle hardware bezit, maar het zorgt wel voor aanzienlijke druk om middelen te concentreren.

De centralisatiedruk in PoW komt van verschillende marktlagen:

• Energiemarkten en lokale elektriciteitscontracten.
• ASIC-productie en toegang tot efficiënte apparaten.
• Hostingfaciliteiten, financiering en uptime.
• Gedrag binnen de gemeenschap en lokale organisatie.

Deze krachten bestaan ​​buiten de consensusregels, maar bepalen wel wie winstgevend kan mijnen.

Hoe beveiligt Proof of Stake (PoS) de blockchain?

Proof-of-Stake (PoS) beveiligt blockchains door validators te verplichten kapitaal vast te zetten en protocolregels te volgen bij het voorstellen of bevestigen van blokken. Wangedrag kan leiden tot sancties, waaronder verlies van inleg in systemen die gebruikmaken van slashing.

Ethereum is het meest wijdverspreide voorbeeld van Proof-of-Stake (PoS), maar PoS is een familie van ontwerpen, geen enkel identiek model. Sommige netwerken gebruiken directe validatorgroepen, terwijl andere delegatie, kandidaatvalidators of hybride mechanismen gebruiken. Een nauwkeurige vergelijking vereist vragen over wie kan valideren, welke risico's ze lopen en hoe het systeem reageert als er iets misgaat.

Proof-of-Stake (PoS) auditors, inzetten en blokvoorstellen

Validators zijn deelnemers die helpen bij het voorstellen, valideren of certificeren van blokken nadat de benodigde activa voor het netwerk zijn ingezet. Op het Ethereum-netwerk vereist het draaien van een validator een inzet van minimaal 32 ETH in het protocol. Dit is een hoge drempel voor individuele gebruikers, waardoor veel mensen in plaats daarvan gebruikmaken van crowdstaking-diensten. Dit brengt echter wel compromissen met zich mee, die in de volgende sectie zullen worden besproken.

De taken van de auditor variëren per blockchain, maar de basisverantwoordelijkheden zijn vergelijkbaar in de meeste Proof-of-Stake (PoS) -netwerken :

• De internetverbinding behouden en de uptime garanderen.
• Volg de regels van het clientprogramma.
• Brieven tijdig ondertekenen.
• Het netwerk helpen overeenstemming te bereiken over de juridische keten.

Om meer te weten te komen over de specifieke mechanismen van Ethereum, behandelt de handleiding over hoe Ethereum-opslag werkt de configuratie van validators, de beloningen voor opslag en de operationele risico's in meer detail.

Slashing en straffen in Proof of Stake (PoS)

Slashing is een sanctie waarbij een deel van de inzet van een auditor wordt ingehouden vanwege kwaadwillige handelingen, zoals het ondertekenen van twee conflicterende blokken op dezelfde hoogte (ook wel bekend als dubbele ondertekening). Het is bedoeld om aanvallen economisch pijnlijk te maken, in plaats van ze in theorie simpelweg te verbieden.

Niet elke fout leidt tot een aftrek, en dit onderscheid is belangrijk voor het begrijpen van de risico's. Veel systemen hanteren ook kleinere sancties voor uitval of gemiste opdrachten, wat betekent dat een auditor beloningen kan mislopen door offline te zijn zonder een aanval te plegen. Gedrag dat een aftrek rechtvaardigt, wordt veel ernstiger behandeld.

De risico's voor auditors worden onderverdeeld in verschillende categorieën:

• Stilstand kan de opbrengst verminderen.
• Een slechte voorbereiding kan leiden tot gemiste opdrachten.
• Dubbele ondertekening kan leiden tot een korting en verlies van aandelen.
• Afgezonderde opslag kan, naast protocolrisico's, ook tegenpartijrisico's met zich meebrengen.
• Fouten van klanten kunnen gevolgen hebben voor meerdere auditors die hetzelfde programma gebruiken.

Proof-of-Stake (PoS) verschuift de primaire beveiligingskosten van energieverbruik naar economische risico's. Een aanvaller moet voldoende stake verwerven of controleren om het netwerk te verstoren, en loopt vervolgens het risico deze te verliezen als het protocol en de community de aanval detecteren.

Het delegeren van een taak is niet hetzelfde als het aansturen van de accountant.

Stakedelegatie houdt in dat je een validator of andere dienst toestaat om namens jou deel te nemen. Dit is niet hetzelfde als zelf de hardware van de validator beheren, clients selecteren, sleutels beheren en blokken ondertekenen.

Dit onderscheid heeft reële gevolgen voor decentralisatie. Het netwerk kan miljoenen tokenhouders hebben, maar is nog steeds afhankelijk van een kleinere groep validators, opslagdiensten of accounts die door beurzen worden beheerd om het daadwerkelijke blokproductiewerk uit te voeren.

De risico's doen zich op verschillende plaatsen voor:

• De beurs kan via het aandelenbelang dat zij bezit belangrijke operationele opties controleren.
• De opslagservice kan ervoor kiezen om de controlefunctie zonder tussenkomst van de gebruiker in te stellen.
• De gebruikte code voor vloeistofopslag kan volledig losgekoppeld zijn van de operator van de validator.

De handleiding voor vloeistofopslag legt uit hoe dit hoofdstuk werkt en welke concessies gebruikers doen in ruil voor flexibiliteit. Rendementen op opslag mogen niet worden geïnterpreteerd als risicovrije inkomsten wanneer iemand anders de controle uitvoert.

Bewijs van werk versus bewijs van aandeel: verschillen in beveiliging

Proof-of-Work (PoW) en Proof-of-Stake (PoS) beveiligingsmechanismen vertrouwen op verschillende beveiligingsbudgetten, waardoor hun aanvalsstrategieën en herstelpaden niet identiek zijn. Een eerlijke vergelijking vereist onderscheid tussen de kosten van de aanval, de detectie ervan, de definitieve aard ervan, sociale coördinatie en de complexiteit van de software.

Proof-of-Work (PoW)-aanvallen vereisen doorgaans aanhoudende toegang tot voldoende rekenkracht om legitieme miners te overweldigen. Proof-of-Stake (PoS)-aanvallen daarentegen vereisen meestal voldoende quota, gedelegeerde controle of invloed op validators om het uiteindelijke resultaat te blokkeren of tegenstrijdige records te creëren. Beide modellen kunnen falen als de macht geconcentreerd is of als het netwerk slecht reageert tijdens crises.

beveiligingsvraag	Hoe vergelijk je PoW en PoS?
Wat moet de aanvaller controleren?	Proof-of-Work (PoW) vereist rekenkracht voor hashing. Proof-of-Stake (PoS) vereist een inzet, validator-sleutels of gedelegeerde controle.
Wat geeft de spits uit?	PoW-aanvallers maken kosten voor hardwaretoegang, energie en gemiste kansen. PoS-aanvallers riskeren kapitaalverlies en boetes.
Kan de aanval snel herhaald worden?	PoW-aanvallen kunnen doorgaan zolang er nog rekenkracht beschikbaar is. PoS-aanvallers kunnen hun inzet verliezen of beperkingen ondervinden bij het verlaten en opnieuw betreden van het platform.
Hoe definitief is de transactie?	De finaliteit van PoW is probabilistisch met de toevoeging van Plus-blokken. PoS kan in sommige ontwerpen expliciete finaliteit bieden.
Wat zou er nog meer mis kunnen gaan?	Proof-of-Work (PoW) kan draaien om miningpools. Proof-of-Stake (PoS) kan draaien om validators, liquid staking en custodians.

Er bestaat geen enkel model dat voor elke blockchain aantoonbaar veiliger is. De veiligheid hangt af van de waarde van de activa, de verdeling van de deelnemers, de diversiteit van de klanten, de governance-standaarden en of gebruikers blokken onafhankelijk van elkaar kunnen verifiëren.

Wat is een 51%-aanval in Proof of Work (PoW) en Proof of Stake (PoS)?

Een 51%-aanval verwijst naar een aanval waarbij een aanvaller voldoende macht verwerft om de volgorde van transacties te verstoren of dubbele uitgaven te plegen. Hoewel de term universeel lijkt, variëren de mechanismen afhankelijk van het consensusmodel dat door de blockchain wordt gebruikt.

Bij Proof-of-Work (PoW) betekent een 51%-aanval doorgaans dat een aanvaller de meerderheid van de effectieve hashing-kracht lang genoeg in handen heeft om de blokken te reorganiseren. Bij Proof-of-Stake (PoS) hangt de minimale drempel af van het blockchain-ontwerp. Op het Ethereum-netwerk kan het beheersen van meer dan een derde of twee derde van de stake leiden tot verschillende niveaus van verstoring, van terminale vertragingen tot ernstiger terminale aanvallen. Een aanvaller huurt hier niet alleen machines; hij zet ook zijn stake op het spel met het risico op sancties of sociale isolatie.

Ook de methoden om te herstellen van aanvallen variëren:

• Het herstel bij Proof-of-Work hangt vaak af van de kracht van eerlijke particuliere beleggers, economische prikkels en beurzen die wachten op verdere bevestiging.
• Herstel in een kassasysteem kan bestaan ​​uit het verlagen van boetes, het oplossen van inactiviteitslekken, het oplossen van problemen voor klanten, sociale coördinatie en beslissingen over de keuze van een alternatieve aftakking.
• Beide modellen kunnen complexe menselijke coördinatie vereisen als de aanval groot genoeg is.

Een veelgemaakte fout bij beginners is de aanname dat "51%" overal exact dezelfde mechanismen betekent. Het is een afkorting voor de resourcecontrole die de keten gebruikt om de historische gegevens te selecteren, en deze resource verschilt per systeem.

Hoe verandert het eindproduct de gebruikerservaring op de blockchain?

De uiteindelijke waarde beschrijft de mate van vertrouwen die gebruikers hebben dat een transactie niet zal worden teruggedraaid. Dit is belangrijk voor iedereen die wallets, bridges of exchanges gebruikt, aangezien elk van deze diensten de wachttijd aangeeft voordat een transactie als stabiel wordt beschouwd.

Bij Proof-of-Work (PoS) neemt het vertrouwen toe met elk extra blok dat na een transactie wordt toegevoegd. Er is geen absolute limiet, alleen een toenemende waarschijnlijkheid. In expliciet definitieve PoS-systemen kunnen validators stemmen over blokken die definitief worden verklaard. Op het Ethereum-netwerk worden blokken die worden ondersteund door ten minste 66% van de totale toegewezen Ether (gestakte Ether) definitief verklaard, wat de manier verandert waarop wallets, bridges en applicaties over afwikkeling denken.

Voor gebruikers veranderen de laatste drie dagelijkse controlepunten:

• Het aantal bevestigingen waarop de portemonnee wacht voordat het saldo wordt weergegeven.
• De tijd die de bridge of applicatie nodig heeft om de transactie af te ronden voordat een opname mogelijk is.
• Hoe snel worden stortingen bij de beurs verwerkt?

Dit maakt niet elke kassasysteemketen per definitie veiliger. Als de pool van validators geconcentreerd is of als klantfouten over meerdere validators verspreid zijn, kan de uiteindelijke oplossing eerder een bron van stress worden dan een simpele upgrade.

Bewijs van arbeid versus bewijs van aandeel: energieverbruik, apparatuur en participatiekosten

Het energieverbruik verschilt aanzienlijk tussen Proof-of-Work (PoW) en Proof-of-Stake (PoS) mechanismen; elk mechanisme koopt netwerkbeveiliging met verschillende middelen. Bij PoW worden de kosten voor het produceren van blokken bepaald door de concurrentie om elektriciteit en apparatuur. Bij PoS worden vastgelegd kapitaal, auditprocessen en boetes de kosten voor het produceren van blokken.

De overgang van Ethereum naar Proof-of-Stake (PoS) is de meest prominente gedocumenteerde casestudy in dit opzicht. Ethereum voltooide deze overgang op 15 september 2022, wat resulteerde in een vermindering van het energieverbruik met ongeveer 99.95%. Dit cijfer moet niet letterlijk worden toegepast op elke PoS-gebaseerde blockchain, maar het illustreert de enorme verandering die plaatsvindt wanneer een groot netwerk stopt met minen.

de kosten	Waar verschijnt het?
elektriciteit	De productie van metalen in de PoW-industrie brengt doorlopende energie- en koelkosten met zich mee.
hardware	PoW-miners concurreren door in sommige netwerken ASIC's en GPU's te gebruiken, naast de kosten voor hosting en onderhoud.
Geblokkeerd kapitaal	PoS-validators vergrendelen of autoriseren tokens.
Operationele paraatheid	POS-validatoren hebben een betrouwbare infrastructuur en efficiënt sleutelbeheer nodig.
Sancties	PoS-auditors kunnen hun beloning of hun aandeel daarin verliezen als gevolg van onbehoorlijk gedrag.

Proof of Stake kan deelname goedkoper maken voor het beheren van de onderliggende nodes, maar directe verificatie kan nog steeds duur zijn als de vereiste inzet hoog is. Proof of Work stelt iedereen in staat om blokken te verifiëren, maar competitief minen kan voor kleinere deelnemers onbereikbaar zijn.

Risico's van decentralisatie in mijnbouw en opslag

De risico's van centralisatie bestaan ​​zowel bij mining als bij staking, aangezien economische macht van nature de neiging heeft om zich uit te breiden. Proof-of-Work (PoW) kan zich concentreren waar energie, hardware en miningpools het sterkst zijn. Proof-of-Stake (PoS) daarentegen kan zich concentreren waar kapitaal, liquide staking, exchanges en validatorinfrastructuur het sterkst zijn.

Een blockchain kan gedecentraliseerd lijken wat betreft het aantal wallets, terwijl de blokproductie gecentraliseerd kan zijn. Ook de naam van de pool kan een gecentraliseerde indruk wekken, terwijl de onderliggende rekenkracht of validatoren meer verspreid zijn dan de naam doet vermoeden. De details bepalen het risiconiveau.

drukpunt	Impact op decentralisatie
Mijnbouwcomplexen	Het assemblagesysteem kan de blokvormen coördineren, zelfs wanneer individuele mijnwerkers de apparatuur bezitten.
ASIC-apparaten bieden	Gespecialiseerde apparaten kunnen knelpunten vormen voor fabrikanten en grote afnemers.
Toegang tot goedkope energie	Mijnbedrijven met betere energiecontracten kunnen het langer volhouden dan kleinere concurrenten.
De grote accountants	Taxateurs met een groter belang kunnen extra kansen benutten bij het verwerven van blokken.
Vloeibare staking	Groepsbelangen kunnen de invloed concentreren rond een kleine groep protocollen of beheerders.
Staking op verschillende platformen	Opslagdiensten kunnen gebruikersshares onder één operationeel platform samenbrengen.
knooppuntvereisten	Hoge hardware- of bandbreedtevereisten kunnen onafhankelijke verificatie bemoeilijken.

Het doel is om te begrijpen wie blokken kan creëren, wie ze kan verifiëren, wie transacties kan blokkeren en wie het systeem kan herstellen als een belangrijke deelnemer faalt.

Miningpools en beschikbaarheid van hardware: welke invloed hebben ze op decentralisatie in Proof-of-Work?

Miningpools en de beschikbaarheid van hardware kunnen de centralisatie van Proof-of-Work (PoW) vergroten, zelfs wanneer het protocol volledig open is. Een miner kan weliswaar hardware bezitten, maar toch afhankelijk zijn van de pool voor regelmatige uitbetalingen en blokcoördinatie. Na verloop van tijd kan deze afhankelijkheid de werkelijke macht verschuiven naar poolbeheerders, zelfs als zij niet het merendeel van de fysieke hardware bezitten.

Deze druk manifesteert zich op drie niveaus, die elk afzonderlijk nader onderzoek verdienen:

• De keuze van de collector heeft invloed op de opmaak van de bloktemplates en de transacties die daarin worden opgenomen.
• De beschikbaarheid van hardware bepaalt wie efficiënt kan minen op een bepaald moeilijkheidsniveau.
• Goedkope energie heeft gevolgen voor wie winstgevend kan blijven wanneer de beloningen per blok afnemen of de concurrentie toeneemt.

Dit betekent niet automatisch dat proof-of-work gecentraliseerd is, maar eerder dat decentralisatie op verschillende niveaus moet worden onderzocht: het aantal knooppunten, het gedrag van de pool, de beschikbaarheid van hardware, de geografische spreiding, energiecontracten en de swapkosten van de miners.

Liquid staking, platformen en grote auditors: centrale factoren in PoS

Liquid staking, platformen en grote validator-operators kunnen de centralisatie van Proof of Stake (PoS) vergroten door gebruikersstortingen te bundelen. Een gebruiker kan een liquid staking-token of -saldo op een platform aanhouden, terwijl een andere partij de daadwerkelijke validator-infrastructuur beheert.

Liquid staking kan de toegang en liquiditeit verbeteren, maar het kan ook leiden tot een concentratie van governance, de selectie van auditors en operationele afhankelijkheden.

Niet alle grote aanbieders van stalkingdiensten zijn gelijk. Sommige spreiden hun controles uit over onafhankelijke operators, terwijl anderen een meer gecentraliseerde infrastructuur gebruiken. De controles zijn hier concreet:

• De mate van marktaandeel die één aanbieder kan beïnvloeden.
• Of de auditors nu verspreid zijn over verschillende onafhankelijke operators of geconcentreerd zijn in één enkele organisatie.
• Wat gebeurt er als de aanbieder stopt met werken, onder toezicht komt te staan ​​of een overstapprobleem ondervindt?

Hoe verifieert het node-operationele proces de blockproducenten?

De werking van het knooppunt verifieert de blokproducenten door gebruikers in staat te stellen de regels direct te controleren. Een miner of validator stelt een blok voor, maar het knooppunt beslist of dat blok geldig is. Deze rollen overlappen elkaar niet automatisch, wat belangrijk is voor het vertrouwen van gebruikers in de blokproducenten.

Beginners zien dit onderscheid gemakkelijk over het hoofd:

• Een Bitcoin-miner is niet hetzelfde als een volwaardige Bitcoin-node.
• Een Ethereum-validator is niet hetzelfde als een niet-gevalideerde Ethereum-node.
• De stalkerclient helpt niet automatisch bij het direct controleren van elk blok.

Onafhankelijke knooppunten verhogen de kosten van het wijzigen van regels zonder medeweten van de gebruiker. Ze elimineren niet alle risico's van centralisatie, maar ze maken de blokproductie wel transparant volgens regels die door een groter aantal deelnemers kunnen worden geverifieerd.

Proof of work versus proof of stake: snelheid, kosten en schaalbaarheid

Consensus beïnvloedt de transactiesnelheid en -definitiviteit, maar bepaalt niet als enige de kosten of schaalbaarheid. Kosten zijn afhankelijk van de blokgrootte, de vraag, de uitvoeringsregels, de beschikbaarheid van gegevens, het gedrag van de wallet en de schaalbaarheidslagen.

De Ethereum Merge illustreert dit onderscheid duidelijk. Ethereum is overgestapt van Proof-of-Work (PoW) naar Proof-of-Stake (PoS), maar deze update was niet bedoeld om de transactiekosten (gas fees) significant te verlagen of de Layer 1 (L1)-doorvoer te verhogen. Schaalbaarheid is afhankelijk van afzonderlijke roadmap-projecten en Layer 2 (L2)-systemen.

Voor gebruikers zijn de relevante overwegingen specifieker dan alleen het benoemen van het consensusmechanisme:

• De bloktijd heeft invloed op hoe snel de transactie wordt verwerkt.
• De uiteindelijke uitkomst bepaalt hoe snel en hoe moeilijk het wordt om de transactie terug te draaien.
• De tarieven zijn gebaseerd op de vraag naar beperkte beschikbare ruimte, niet alleen op consensus.
• Rollups en andere lagen veranderen de locatie waar de activiteit daadwerkelijk plaatsvindt.
• Bruggen en bewegingen over kettingen brengen, naast het egaliseren van de basislaag, extra risico's met zich mee.

Proof-of-Stake (PoS) kan het ontwerpen van endpoints versnellen, maar een snellere PoS-keten is niet per se veiliger of automatisch goedkoper. Proof-of-Work (PoW) is mogelijk trager op de basislaag, maar een tragere afwikkeling kan een acceptabele afweging zijn voor netwerken die prioriteit geven aan eenvoud en de zekerheid van de liquiditeit op de lange termijn. De terminologie rond schaalbaarheid kan ook de grenzen tussen proof-of-work en consensusmechanismen vervagen. Zero-knowledge proofs (ZK Proofs) kunnen rollups en privacysystemen ondersteunen, maar ze zijn niet hetzelfde als Proof-of-Work (PoW) of Proof-of-Stake (PoS).

Waarom gebruikt Bitcoin nog steeds Proof of Work (PoW)?

Het Bitcoin-systeem maakt nog steeds gebruik van Proof-of-Work (PoW) omdat de community en de protocolcultuur veel waarde hechten aan eenvoudige regels, lage miningkosten en weerstand tegen snelle geldwisselingen. Dit model koppelt de blokproductie aan stroom en hardware in plaats van aan het bezit van tokens.

Bitcoin kan nog steeds veranderen door consensus, maar een wijziging van het consensusmechanisme vereist brede overeenstemming tussen gebruikers, ontwikkelaars, miners, bedrijven en node-beheerders. Er bestaat momenteel geen standaard stappenplan voor de overgang van Bitcoin naar Proof-of-Stake (PoS).

Waarom is Ethereum overgestapt op Proof of Stake (PoS)?

Ethereum is overgestapt op een Proof-of-Stake (PoS)-mechanisme om mining uit de blokproductie te verwijderen, het energieverbruik te verminderen en de langetermijnstrategie van het netwerk te ondersteunen. Deze verandering hield geen wisseling van tokens in of de creatie van een nieuwe blockchain voor gewone gebruikers.

De Merge veranderde de manier waarop het Ethereum-netwerk wordt beveiligd. Validators vervingen miners, gestakete ETH werd onderdeel van het beveiligingsbudget en node-operators moesten voortaan rekening houden met zowel consensus- als uitvoeringsclients.

Wat is er na de transformatie niet veranderd?

Deze verandering op zich maakte de transactiekosten van Ethereum niet goedkoper, elimineerde de risico's van smart contracts niet en transformeerde staking niet in een risicovrij, op rendement gebaseerd product. Het veranderde het consensusmechanisme, maar niet elk aspect van de gebruikerservaring.

De transactiegeschiedenis van Ethereum bleef behouden tijdens de "fusie" en de ETH-munt bleef ongewijzigd. Gebruikers hoefden geen munten te migreren, omdat de oude uitvoeringsgeschiedenis was geïntegreerd in de nieuwe Proof-of-Stake-consensuslaag. Dit helpt om consensus los te koppelen van applicaties. Gedecentraliseerde financiële (DeFi) applicaties, bridges, wallets, non-fungible tokens (NFT's), rollups en tokengoedkeuringen brengen allemaal risico's met zich mee die niet worden verminderd simpelweg omdat de onderliggende blockchain validators in plaats van miners gebruikt.

Wanneer is Proof of Work (PoW) of Proof of Stake (PoS) geschikter voor blockchain?

Proof-of-Work (PoW) of Proof-of-Stake (PoS) is het meest geschikt voor blockchains wanneer de beveiligingsuitgangspunten aansluiten bij het doel van de blockchain. Een netwerk dat gericht is op afwikkeling, zoals Bitcoin, zou de eenvoud en de lage kosten van Proof-of-Work kunnen waarderen. Omgekeerd zou een applicatieplatform, zoals het Cardano-ecosysteem, de permanentie, het lage energieverbruik en de op validators gebaseerde upgrades van Proof-of-Stake kunnen verkiezen.

Kleine proof-of-work-ketens kunnen kwetsbaar zijn als het huren of omleiden van rekenkracht goedkoop is. Evenzo kunnen kleine proof-of-stake-ketens kwetsbaar zijn als insiders of beurzen een te groot deel van de markt in handen hebben. En grote netwerken blijven risico's lopen op het gebied van governance, software en concentratie, ongeacht het model dat ze gebruiken.

De vergelijkingspunten voor elke reeks omvatten het volgende:

• Wat is de schaarse grondstof die de toeleveringsketen waarborgt?
• Kunnen gewone gebruikers verificatieknooppunten uitvoeren?
• Wie kan de blokken produceren?
• Hoe geconcentreerd zijn de mijnwerkers, auditors, verzamelaars of opslagaanbieders?
• Wat gebeurt er na een aanval?
• Heeft de serie een snelle app-finale nodig?
• Worden de kosten in onderling overleg vastgesteld of op basis van de vraag naar beschikbare ruimte?

Er bestaan ​​ook andere mechanismen. Delegated Proof of Stake geeft tokenhouders stem- of delegatierechten. Proof of Authority vertrouwt op bekende validators. Proof of Space gebruikt opslagruimte als een schaarse hulpbron. Hybride ontwerpen combineren aannames, wat afhankelijk van de blockchain de complexiteit kan vergroten of juist vereenvoudigen.

veelgestelde vragen

Is het bewijzen van eigendom beter dan het bewijzen van arbeid?

Proof-of-Stake (PoS) is niet inherent superieur aan Proof-of-Work (PoW), aangezien elk model een ander beveiligingsmechanisme gebruikt dat gebaseerd is op een schaarse hulpbron. PoS heeft doorgaans een aanzienlijk hogere energie-efficiëntie en de mogelijkheid om expliciete finaliteit te ondersteunen, terwijl PoW een eenvoudiger extern kostenmodel biedt dat Bitcoin-gebruikers waarderen voor het afwikkelen van financiële transacties.

Het doel van de blockchain bepaalt het antwoord. Een hoogwaardig afwikkelingsnetwerk, een applicatieplatform en een kleine experimentele blockchain kunnen verschillende beveiligingsbehoeften hebben.

Is een bewijs van eigendom minder betrouwbaar dan een bewijs van werkgelegenheid?

Proof of Stake (PoS) is niet automatisch minder veilig dan Proof of Work (PoW), maar het brengt wel andere risico's met zich mee. De veiligheid van PoS hangt af van de toewijzing van inzetten, het gedrag van auditors, de regels voor slashing, de diversiteit van de klanten en de aannames van sociale verlossing.

Hoewel Proof-of-Work afhankelijk is van rekenkracht, de economische aspecten van mining, de beschikbaarheid van hardware, de toegang tot stroom en het gedrag van miningpools, kunnen beide modellen verzwakt worden als de bron die ze beveiligen geconcentreerd raakt.

Waarom is Ethereum overgestapt van Proof-of-Work naar Proof-of-Stake?

Ethereum is overgestapt van Proof-of-Work (PoW) naar Proof-of-Stake (PoS) om mining uit het blokproductieproces te verwijderen, het energieverbruik te verminderen en de bredere roadmap te ondersteunen. Deze overgang werd voltooid met wat bekend staat als "The Merge" op 15 september 2022, en de officiële Ethereum Merge-pagina beschrijft de energiebesparing als ongeveer 99.95%.

Deze verschuiving op zich verminderde de gaskosten op de eerste laag (laag-1) niet. Het veranderde het consensusmechanisme, terwijl de uitbreidingsinspanningen werden voortgezet door middel van rollups en andere upgrades.

Gebruik je Bitcoin Proof of Stake?

Het Bitcoin-netwerk maakt geen gebruik van een Proof-of-Stake (PoS)-mechanisme. In plaats daarvan vertrouwt het op een Proof-of-Work (PoW)-mechanisme, waarbij miners concurreren om blokken toe te voegen en nodes verifiëren dat deze blokken aan de regels voldoen.

Er bestaat momenteel geen standaardplan voor Bitcoin dat mining vervangt door staking. Een dergelijke verandering zou brede consensus binnen het ecosysteem vereisen.

Kan een bewijs van eigen vermogen de rijken nóg rijker maken?

Proof of Stake (PoS) kan de concentratie versterken als grote houders, beurzen of aanbieders van liquide staking een zeer groot aandeel in handen hebben. Auditors met grotere aandelen kunnen meer mogelijkheden krijgen en gebundelde diensten kunnen de leverage van veel kleinere gebruikers bundelen.

Dit risico is niet uniek voor PoS. Proof of Work (PoW) kan zich ook concentreren rond grote miners, goedkope energie, toegang tot ASIC-apparaten en miningpools.

Kun je Proof-of-Stake-munten minen?

Je kunt Proof-of-Stake (PoS) tokens doorgaans niet "minen" op de traditionele manier zoals bij Proof-of-Work (PoW). PoS-netwerken gebruiken validators, staking, delegatie of vergelijkbare mechanismen in plaats van competitief minen.

Sommige mensen gebruiken de term 'mining' onnauwkeurig wanneer ze 'het verdienen van stakingbeloningen' bedoelen, maar de mechanismen zijn verschillend. Mining verbruikt rekenkracht, terwijl staking risico's met zich meebrengt die verband houden met de tokens die worden aangehouden en de prestaties van de validator.