Każdy blockchain musi jakoś ustalać, kto dopisuje kolejny blok transakcji i czyja wersja historii jest prawdziwa, przy czym nikt nikomu nie ufa z góry. Służą do tego mechanizmy konsensusu. Dwa najważniejsze to Proof of Work (dowód pracy) oraz Proof of Stake (dowód stawki). Różnią się filozofią, zużyciem energii i sposobem, w jaki karzą oszustów.
Proof of Work: bezpieczeństwo za cenę prądu
Proof of Work to starszy mechanizm, znany z Bitcoina. Górnicy rywalizują, kto pierwszy rozwiąże trudną zagadkę obliczeniową, polegającą na wielokrotnym liczeniu skrótów, aż trafi się wynik spełniający zadany warunek. Zwycięzca dopisuje blok i dostaje nagrodę. Zagadka jest celowo kosztowna, bo to właśnie realny koszt sprzętu i energii chroni sieć.
Aby przepisać historię, atakujący musiałby kontrolować ponad połowę mocy obliczeniowej całej sieci, czyli przeprowadzić tak zwany atak 51 procent. Przy dużych sieciach jest to gigantycznie drogie. Wadą jest apetyt na energię: przed zmianą mechanizmu Ethereum zużywało jej mniej więcej tyle co średniej wielkości państwo.
Proof of Stake: bezpieczeństwo za cenę kapitału
Proof of Stake zamienia moc obliczeniową na zdeponowany kapitał. Zamiast górników są walidatorzy, którzy blokują (stawiają) własne monety jako zabezpieczenie. Sieć losuje spośród nich tego, kto zaproponuje kolejny blok, a pozostali go sprawdzają. Kto zachowa się uczciwie, dostaje nagrodę. Kto próbuje oszukać, traci część stawki w mechanizmie zwanym slashing.
Najgłośniejszym przykładem jest Ethereum, które we wrześniu 2022 roku przeszło z Proof of Work na Proof of Stake w aktualizacji zwanej The Merge. Szacuje się, że zużycie energii sieci spadło wtedy o około 99,95 procent.
Czym się różnią w praktyce
Uproszczone porównanie obu podejść:
- Zabezpieczenie: PoW opiera się na sprzęcie i energii, PoS na zablokowanym kapitale.
- Zużycie energii: PoW jest bardzo energochłonny, PoS zużywa jej znikomo.
- Kara za oszustwo: w PoW to zmarnowany prąd, w PoS utrata części stawki.
- Wejście do gry: w PoW liczy się dostęp do wydajnych maszyn, w PoS ilość posiadanych monet.
Żadne z podejść nie jest bezwzględnie lepsze. Zwolennicy PoW cenią jego prostotę i sprawdzoną odporność. Zwolennicy PoS wskazują na niższe zużycie energii oraz tańsze uczestnictwo. Krytycy PoS ostrzegają zaś, że mechanizm może sprzyjać koncentracji wpływów u największych posiadaczy monet.
Zamiast pytać, który mechanizm wygra, warto pytać, jakie kompromisy jesteśmy gotowi zaakceptować za bezpieczeństwo sieci.
Proof of Work i Proof of Stake rozwiązują ten sam problem: jak zmusić nieznajomych do zgody bez zaufanego pośrednika. Robią to jednak inaczej, jeden stawia na fizyczny koszt, drugi na ekonomiczne ryzyko. Zrozumienie tej różnicy pomaga świadomiej patrzeć na to, jak działa dana kryptowaluta.