Proof of work(PoW) je konsenzus algoritam koji se najčešće sreće kod kriptovaluta i blockchain tehnologiji. Dve najpoznatije kriptovalute Bitcoin i Ether koriste upravo ovaj konsenzus algoritam. Međutim u narednim godinama Ethereum želi da pređe na PoS konsenzus algoritam. Na ovu temu se već dugo debatuje pa hajde da prvo razjasnimo šta je konsenzus u blockchain tehnologiji.

Sadržaj

• Koliko je zapravo bitan blockchain konsenzus?
• Šta je PoW algoritam?
• Šta je PoS algoritam?
• Koji je konsenzus algoritam bolji PoW ili PoS?

Koliko je zapravo bitan blockchain konsenzus?

Dva najvažnija obećanja koja nam daje blockchain tehnologija su decentralizacija i nepenetrabilnost i nekoruptivnost podataka. Blockchain predstavlja distribuiranu mrežu databaza na mnogo računara, svaki računar koji sačinjava mrežu nazivamo node(čvor). Svaki node ima u sebi podatke celokupnog ledgera(svih zapisa u data bazi), zato i neki autori referišu ka blockchain tehnologiji kao DLT(Distributed Ledger Network). A mrežu ne možete uništiti ukoliko uništitie samo par servera.

Data baza se zapisuje u tzv. blokovima koje povezuje određeni protokol i onemugućava da bilo koji blok bude izbrisan ili promenjen. Nadogradnja novog bloka se uvek transmituje na mreži i može ga ugraditi bilo koji node blockchain mreže.

Nekada nodovi mogu da kreiraju nestandardizovane blokove na mreži. U početku će ga ostali nodovi ignorisati. Međutim ako on nastavi da kreira ovakve blokove i još nekoliko nodova počne da kreira iste nestandardizovane blokove može nastati problem u zajednici. Pa ukoliko želi grupa nodova da kreira drugačije ne stadardne nodove dešava se hard fork neoriginalnog blockchain(blockchain počne da se račva od trenutka hard forka, ostaje originalni blockchain koji funckioniše po starim pravilima, i stvara se novi koji će funkcionisati po novim standardima).

Ukoliko se ne dešavaju često hard forkovi ne prave probleme glavnom blockchainu, međutim ukoliko počnu često da se dešavaju hard forkovi blockchain postaje nestabilan. Iz ovog razloga je potreban konsenzus mehanizam koji neće dozvoljavati lako kreiranje ne stadardizovanih blokova i samim tim novih hard forkova.

Druga opasnost je da mogu postojati zaraženi nodovi koji DDoS napadima pokušavaju da kompromituju mrežu i omoguće duplo trošenje(double spend problem, kada ista valuta 2 puta biva potrošena).

Šta je PoW algoritam?

Cynthia Dwork i Moni Naor su konceptualizovale PoW 1993 godine, a samo ime konsenzus algoritmu je dao Markus jakobsson 1999. Bitcoin je najpoznatija primena PoW algoritma pa ćemo i objasniti na primeru Bitcoina kako ovaj konsenzus mehanizam funkcioniše.

Transakcije na Bitcoin mreži su grupisane u memori poolove ili kako je poznatije Mempool-ove. Novi blok na Bitcoin mreži se kreira svake 10 minuta. Kako bi se transkcije ostvarile one moraju da budu preuzete iz Mempoola i verifikovane od strane rudara. Verifikacija transakcija se naziva rudarenje. Kada rudar pokupi transakcije iz mempoola njegov nod počinje da upisuje ove transakcije u blok koji treba da se kreira. Nakon što se blok napuni informacijama, nod rešava matematički problem, koji zapravo kriptuje blok i ugrađuje ga u blockchain.

Kako bi rudar ugradio novi blok i verifikovao sve transakcije koje je upisao u blok, njegov računar treba da zna hash kriptografsku vrednost prethodnog bloka. Kako bi otkrio ovaj hash kopijuter metodom ‘brute force’(upisuje nasumično kombinacije jednu za drugom). Kada reši ovaj matematički problem, rudar biva nagrađen delom bitcona i provizijom koju je zaradio od transakcija koje ej verifikovao.

Kada pronađe hash nod emotuje na mreži da je povezao novi blok i njegove transakcije iz mempoola su verifikovane. Hash se svakih 14 dana modifikuje tako da je potrebno više računarske snage kako bi verifikovao novi blok.

Ukoliko haker pokuša da preuzme 51% mreže, za ovaj poduhavat je potrebna tolika količina enregije i računarske snage da se jednsotavno ne isplati ovo raditi. I ovog razloga je PoW konsenzus algoritam veoma siguran.

Međutim ova sigurnost ne dolazi bez cene, za osiguranje mreže je potrebno mnogo elektrišne energije i potreba zakonzumiranjem još energije se povećava iz dana u dan. Da bi se održala bitcoin mreža potrebno je električne energije koliko Island koristi za sve stanovnike.. Pored ovoga javlja se problem skalabilnosti mreže za još širu upotrebu.

Takođe ova težina je polako izbacila iz trke individualne rudare koji nisu mogli da prate promenu jačine nadograđujući konstatno svoje rigove, pa je došlo do ukrpunjavanja rudarskih postrojenja što je dovelo do centralizacije mreže na velike korporacije koje imaju ogromna postrojenja za rudarenje. Ovo se zapravo kosi sa osnovnim principom decentralizacije koju blockchain obećava.

Šta je PoS algoritam?

Kada za verifikovanje transakcija, za postizanje konsenzusa nije potrebna računarska snaga već da nodovi založe svoje kriptovalute kako bi one verifikovale transakcije. Nodovi koji obavljaju ovavku verifikaciju se nazivaju stakers. Što imate više kriptovaluta i duže ih stakujete imate veće šanse da verifikujete trasnsakcije.

Ovo se dešava kada su sve kriptovalute jednog blockchaina izrudarene pa nema šta da se rudari. Ovo rešava problem rešavanja teške kriptografske slagalice, potreba za konstatnim unapređenjem kompijutera ne postoji više kao i težina same kriptografske slagalice koju treba rešiti. Ovaj proces nazivaju forging(kovanje). Prednsot je što transakcije više ne mora verifikovati cela mreža i ovo poboljšava skalabilnost. PoS omogućava još jednu implementaciju nove funkcionlanosti na mreži koja se naziva sharding. Ovo je termin koji je povezan sa menadžemntom data baza i odnosi se na koncept koji predlaže da se različiti delovi data baze čuvaju na različitim kompijuterima, što posledično znači veća efikasnost.

Koji je konsenzus algoritam bolji PoW ili PoS?

PoW je dokazano pouzdan i koristi ga veliki broj kriptovaluta. DDoS napadi na je nemoguće sproveti sa današnjom tehnolgijom. Međutim visoka energetska cena, pogoršanje klime, povećana centralizacija rudarenja i spore transakcije će biti budući problemi sa kojima će se suočavati PoW algoritam.

PoS algoritam omogućava bolju skalabilnost, veću brzinu transakcija i već ga je nekoliko projekata prihvatilo DASH, Ether razmatra… Ali pruža manju sigurnost nego decentralizovani PoW algoritam.

Ono što jeste problem je što lako mali broj individua može otkupiti celokupni blockchain i manipulisati podacima. Protiv ovoga se bore sami ekonomski mehanizmi tržišta, jer kada neko pokuša da kupi ogromnu količinu tokena cena će rasti neprestano, čime će se smanjiti mogućnost od prodaje i akvizicije velikog dela jednog blockchaina.

Moguće je da neki staker namerno počne da validuje loše transkcije. Pošto Etherum pokušava tranziciju na PoS oni su razvili Casper protocol koji je dizaniran da pronalazi ovakve stakere i zaplenjuje njihove tokene.

Ukoliko Etherum uspe da pređe na PoS ovo će biti jak signal da PoW zajednica treba prihvatiti činjenicu da je ovaj algoritam efikasniji.

Ali dok se ne reše svi problemi oba ova algoritma će biti prisutni i biti činioci revolucije i promene oblika novca kakav poznajemo.