Ein nie endender Kampf: PoW vs PoS

Ein nie endender Kampf: PoW vs PoS. Vor kurzem hatte ich das absolute Vergnügen, zwei meiner Lieblingsthemen mit einer Gruppe von Leuten zu besprechen, die ich sehr respektiere: Kernmitglieder von Ardor, darunter ein Hauptentwickler und langjährigen Enthusiasten.
Die Themen diskutierten darüber, welche Konsensmechaniker der sicherste, Proof-of-Work (PoW) oder Proof-of-Stake (PoS) ist und welche der beiden zu einer effektivsten Machtverteilung führt.
Der Ausgangspunkt
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PoW wurde erstmals als Anti-Spamming-Mechanismus eingeführt. Es ist eine wirtschaftliche Maßnahme, um Denial-of-Service-Angriffe und andere Dienstmissbräuche wie Spam in einem Netzwerk abzuschrecken, indem es einige Arbeit vom Service-Requester erfordert, normalerweise bedeutet Verarbeitungszeit durch einen Computer.
Im Wesentlichen erfordert PoW, dass Maschinen Energie (Ressourcen) ausgeben müssen, um Spam-Nachrichten „nichts auf dem Spiel“ zu vermeiden.
PoW wurde auf ähnliche Weise auf das Bitcoin-Protokoll angewendet. Es ermöglichte dezentrales Vertrauen, indem Bergleute um Ihr Vertrauen konkurrieren.
Die Funktionsweise von PoW, die in diesem Stück ausführlich diskutiert wird, ermöglicht es Menschen, Geld digital zu senden, ohne sich um Doppelausgabe-Angriffe kümmern zu müssen. Mit jedem neuen Block, der erstellt wird, wird der Hash komplexer und schwieriger zu finden, was bedeutet, dass Miner mehr Energie verwenden müssen, um die gleiche Anzahl von Blöcken abzubauen. Ziel ist es, Bergleute weniger abhängig von Bitcoin-Prämien und mehr abhängig von Transaktionsgebühren zu machen.
PoW war eine clevere und witzige Einführung einer Anti-Spam-Maßnahme in ein P2P-Klatschprotokoll, ausgerichtet auf einen monetären Anreiz, der als Mechanismus dient, um Vertrauen zwischen den Nutzern zu erreichen.
Die Kritik
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Viele POs befürworten die Schuld an der Verschwendung von Energie, obwohl zum Zeitpunkt des Schreibens gezeigt wurde, dass die prominentesten Bergbaubetriebe jetzt erneuerbare Energien nutzen.
Die Energieverschwenderkritik steht also nicht auf, zumindest nicht meiner Meinung nach.
Welche anderen Kritiken gibt es?
Zwei wichtige Diskussionspunkte wurden während der Debatte mit der Ardor Gemeinschaft angesprochen:
Ist PoW mehr oder weniger sicher als PoS?
Ist PoW mehr oder weniger zentralisiert als POs?
Persönlich möchte ich argumentieren, dass es darum geht, sowohl die Sicherheit als auch die Dezentralisierung zu fördern.
PoW oder POs?
Wir haben bereits besprochen, was PoW ist und wie es funktioniert. POs hat ein ähnliches Ziel, es Benutzern zu ermöglichen, Konsens zu erzielen, ohne einander zu vertrauen. Seine Arbeitsmechanik ist jedoch ganz anders.
PoS hat keine Miner, noch Hashes. Es erfordert keine Knoten zu mir. Token-Inhaber setzen einfach eine bestimmte Menge an Münzen ein und dann können Knoten Transaktionen validieren. Einfach, oder?
Es gibt keine Blockbelohnungen (in reinen POs), nur Transaktionsgebühren, die Fälscher bezahlt werden (der Name, der den Validatoren gegeben wird). Für den Fall, dass ein Validator versucht, doppelt auszugeben, verliert er seinen Einsatz. Das ist der Anreiz, sich nicht zu verhalten und das Problem „nichts auf dem Spiel“ anzugehen. Ein wirklich nettes Beispiel dafür ist Ardor.
Angesichts der Tatsache, dass POs nicht auf Energieausgaben angewiesen sind, kann es sicherer sein als PoW?
Ist PoW mehr oder weniger sicher als PoS?
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Langstreckenangriffe (51% Angriffe) scheinen für PoS-Systeme tödlicher zu sein, während kurzfristige Angriffe (oder doppelte Ausgaben) in PoW-Systemen viel wahrscheinlicher sind.
Einfach gesagt, PoS-Systeme haben ein Problem mit Fernangriffen. Wenn Sie berücksichtigen, was es bedeutet, 51% des Netzwerks zu kontrollieren, erkennen Sie, wer die Kontrolle übernimmt, kann nicht entfernt werden. Von dem Moment an, an dem ich 51% der Münzen besitze, gibt es nichts, was andere Validatoren tun können, um meine Macht zu entfernen. Höchstwahrscheinlich wird dieser Stakeholder seine Macht nur weiter konsolidieren, weil er öfter belohnt wird (wie bei POs, je mehr Einsatz Sie halten, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass Sie einen Block schmieden).
Auf der anderen Seite sind POs ziemlich widerstandsfähig gegen Angriffe mit Doppelausgaben - in dem Moment, in dem sich ein Validator falsch verhält, verlieren sie ihren Einsatz.
Schließlich spielt der Zweck einer Kryptowährung eine wichtige Rolle bei der Wahrnehmung von Sicherheit, je nachdem, ob Sie nach einem langfristigen Wertspeicher suchen, einer Währung, die intelligente Verträge ermöglicht, oder einem schnelleren und skalierbareren Netzwerk.
Am Ende ist es schwierig, zu einer offensichtlichen Schlussfolgerung darüber zu gelangen, welches System am sichersten ist, da die Sicherheit von Angriffszeitrahmen und dem allgemeinen Kryptowährungszweck abhängig zu sein scheint.
Ist PoW mehr oder weniger dezentral als PoS?
Das Argument für die Zentralisierung ist meines Erachtens von der Sicherheit abgeleitet. In der Tat ist es von sehr spezifischen Dimensionen innerhalb der Sicherheit abgeleitet: Zulassungslosigkeit, Offenheit und Unveränderlichkeit. In diesem Sinne, welcher Konsensmechaniker Ihrer Meinung nach fördert ein dezentralisierteres Ergebnis?
Wieder kommt es darauf an. Wenn Sie berücksichtigen, dass Sie bestimmte Hardware kaufen müssen, um PoW-Kryptos abzubauen, könnten Sie argumentieren, dass es eine höhere Zutrittsbarriere gibt, die eindeutig die Zentralisierung fördert. Auf der anderen Seite, da das Netzwerk widerstandsfähig gegen Angriffe auf große Entfernungen ist, müsste ein Angreifer kontinuierlich Energie ausgeben, um die Kontrolle über das Netzwerk aufrechtzuerhalten, was es ziemlich schwierig macht, die Blockchain langfristig zu ändern (Unveränderlichkeit).
In PoS scheint es die einzige Möglichkeit, das Netzwerk vor einem erfolgreichen Langstreckenangriff zu schützen, indem die Blockchain zurückgesetzt wird, die vollständig gegen die Unveränderlichkeitsideologie (Dezentralisierung) verstößt.
Sowohl PoW als auch PoS scheinen gleiche Maß an Zulassungslosigkeit, Offenheit und Unveränderlichkeit zu fördern.
Abhängig von Ihrem Ziel kann es Vorteile bei der Verwendung von beiden geben.
Wenn Sie ein Netzwerk wünschen, das langfristig belastbar ist und für das kein Rollback erforderlich ist, wählen Sie POW-basierte Systeme (Bitcoin).
Wenn Sie ein Netzwerk wünschen, das kurzfristig belastbar ist, einfach skalierbar ist und vor doppelten Angriffen schützt, dann sollten Sie POS-basierte Systeme (Ardor) verwenden.
Schlussfolgerung
Dank des offenen Ansatzes der Ardor Community, insbesondere @AvdiuSazan, @Petkodp, @Ardorgate und @Ardorgate, hatte ich die Chance, eine interessante Debatte um ein Thema zu führen, das mich sehr begeistert. Es scheint, dass sowohl PoW als auch PoS ziemlich sicher sind, abhängig von der Hashrate im ersten Fall und vom Preis des Tokens im zweiten.
Beide Konsensmechaniken bieten Vor- und Nachteile. Allerdings scheint es mir das sicherste Protokoll für ein monetäres System immer noch ein hohes Hash-Rate POW-basiertes System wie Bitcoin zu sein, wenn auch nur für die Tatsache, dass es eine höhere Sicherheit bietet, wenn es einen erfolgreichen Angriff gibt.
Wenn Strom unglaublich billig wird oder PoS ein brennendes Pfahlmodell implementiert, könnte PoW seinen Hauptvorteil verlieren. Da die POS-Sicherheit jedoch stark von den Währungspreisen abhängt, könnten wir unerwünschte Ergebnisse erleben. Darüber hinaus macht es eine Hash-Rate für eine einzelne Entität schwieriger, die Mehrheit des Netzwerks über einen langen Zeitraum zu kontrollieren, angesichts der langfristigen monetären Zwänge.
Dennoch fällt es mir schwer, mit Sicherheit zu schließen, welcher Konsensmechaniker am sichersten ist und der eine stärkere Dezentralisierung fördert, da es eine große Abhängigkeit von den Mitgliedern der Gemeinschaft und deren Durchsetzung sozialer Regeln gibt. Wenn Bitcoins Community nicht so zerstreut und immens wäre wie sie, wären Änderungen leichter durchzusetzen, was sie zur Zentralisierung anfällig macht?
In meinem nächsten Beitrag möchte ich über die Rolle von Belohnungen und Anreizen in Sicherheit und Privatsphäre sowie über die wichtigsten Organisationsstrukturen diskutieren, die am stärksten zu einem dezentralen Ergebnis beitragen. Fragen, die ich in kommenden verwandten Artikeln stellen werde a) Können Anreize und Belohnungen durch besseres Nutzerverhalten ein sichereres System fördern? Und b) Welche Organisationsstrukturen können die dezentralisierten Systeme fördern?