🇨🇿 Co mají společné PoW a PoS a v čem se liší

Translations
, , ,
1

Překlad do češtiny z AJ originálu

Co mají společné PoW a PoS a v čem se liší

Bitcoinový síťový konsensus Proof-of-Work (PoW) je první, který se rozšířil celosvětově k dosažení jednoho platného stavu ledgeru mezi uzly sítě, které jsou distribuovány po celém světě. Lidé jsou šikovní a dokážou vylepšit jakoukoliv technologii. Lze tak vylepšit také konsenzus sítě tak, aby byl rychlejší, bezpečnější, decentralizovanější a spotřeboval méně energie. Cardano používá síťový konsensus Proof-of-Stake (PoS), který se pokusí takový být. Pojďme se podívat na to, co mají tyto dva protokoly společného a v čem se liší.

CO JE SÍŤOVÝ KONSENZUS A JAKÉ JSOU JEHO KLÍČOVÉ VLASTNOSTI

Celá řada lidí si oblíbila blockchain technologii hlavně kvůli aspektu decentralizace, protože to umožňuje komukoliv na světě provádět transakce s někým jinými, přičemž žádná entita nemá dostatečnou moc k tomu tyto transakce blokovat. Decentralizovaný systém je obecně druh systému, který umožňuje uživatelům přijímat svá vlastní, individuální rozhodnutí. V takových systémech neexistuje žádný určený centrální orgán, který by rozhodoval ve jménu všech účastníků. Místo toho každý účastník činí svá vlastní autonomní rozhodnutí sledující vlastní zájmy, které se mohou střetávat s cíli ostatních účastníků. V otevřeném decentralizovaném systému neexistují žádná omezení ani předpisy pro přístup nových účastníků. Stejně tak může každý nový účastník vstoupit nebo opustit systém podle libosti.

V ideálním světě by každý účastník měl v decentralizovaném systému stejnou moc. Toho však nelze dosáhnout kvůli technickým omezením a s rostoucím počtem nových účastníků je distribuce moci komplikována. Ve světě decentralizovaných síťových protokolů je moc ve smyslu síťového konsensu delegována na několik účastníků z mnoha. Existuje tedy více typů účastníků s různými rolemi v závislosti na konsensu dané sítě.

Cílem konsensu sítě je umožnit účastníkům dohodnout se na jediné verzi pravdy a neustále udržovat neměnnou historii ledgeru. Účastníci se nepřetržitě domlouvají na novější verzi pravdy prostřednictvím nových bloků. Jednotlivý přímí účastníci konsensu sítě se v zásadě musí většinově dohodnout na novém bloku, který má být přidán do blockchainu. Po přidání bloku bude přidán další nový blok a to se opakuje se znovu a znovu. Blockchain tak neustále roste. Je třeba si uvědomit, že účastníci konsensu udržují na svých uzlech vlastní verzi blockchainu. Je to jejich verze pravdy. Dělají to nezávisle na sobě. Síťový konsenzus je mechanismus, který umožňuje aktualizaci blockchainu tak, že většina poctivých uzlů bude mít stejnou verzi blockchainu. To znamená, že pokud menšina uzlů nesouhlasí s navrhovaným blokem, pak většina uzlů stále pokračuje v přidávání nových bloků.

Termín „decentralizovaná síť“ naznačuje, že neexistuje jediný bod selhání ani jediný bod rozhodnutí. Uzel každého účastníka činí rozhodnutí samostatně a nezávisle na rozhodnutí ostatních uzlů. V ideálním případě by byl každý uzel v síti vlastněn nezávislou entitou a měl přesně stejnou rozhodovací pravomoc. To je ovšem nedosažitelný cíl. Ve světě kryptoměn si lze rozhodovací moc koupit. Vždy existuje zdroj, který lze zakoupit, což umožní posílit sílu jednotlivce. Čestné i podvodné subjekty si mohou zdroj koupit prostřednictvím fiatu a získat tak silnější konsensuální moc. V tuto chvíli tomu nelze zabránit.

Decentralizace je klíčovou vlastností technologie blockchain, když bychom měli mluvit pouze o otevřených a veřejných sítích. Druhou nejdůležitější funkcí je zabezpečení. Protokol musí být odolný vůči krátkodobým útokům a musí udržovat ledger dlouhodobě neměnný. Jinými slovy, protokol musí být schopen zabránit krátkodobým útokům nebo být schopen se z útoku zotavit. Útočník se obvykle zaměřuje na probíhající konsenzus v síti a snaží se získat silnější konsensuální sílu, než je konsensuální síla všech poctivých aktérů. Bezpečnostní model decentralizované sítě je založen na předpokladu, že je nákladné získat většinu konsensuální síly. Pokud je útočník schopen získat potřebné množství konsensuální síly, musí být ohroženo jeho bohatství. To je preventivní mechanismus sám o sobě.

Bezpečnost musí být posuzována ze dvou hledisek. Síť musí být odolná nejen vůči vnějším útokům, jako je známý 51% útok, ale také vůči útokům zevnitř. Operátoři velkých poolů tvoří několik jednotlivých bodů selhání. Mohou zneužít své moci k cenzurování transakcím nebo jsou schopni ignorovat bloky vytvořené menšími pooly. Mohou dokonce rozhodnout o minimální výši transakčních poplatků. Mohou zneužít své síly a diktovat podmínky pro další menší operátory nebo uživatele. Teoreticky by dokonce mohli změnit maximální počet mincí. Pamatujte, že pooly provozují lidé a lidská rozhodnutí mohou ovlivnit zabezpečení sítě. Operátoři poolu mohou změnit zdrojový kód klienta, takže v zásadě mohou měnit pravidla protokolu na svých uzlech. Zbytek plných uzlů (full node) by se pravděpodobně musel podřídit novým pravidlům.

Zabezpečení uzlu může být ohroženo síťovým útokem nebo může existovat tlak na operátory uzlů, aby jednali nečestně. Pokud má operátor značnou rozhodovací pravomoc a je schopen spáchat útok, pak je to jen o jeho rozhodnutí. Pokud protivník naruší zabezpečení uzlu, může být rozhodovací síla uzlu zneužita. Bezpečnost je ve skutečnosti velmi úzce spjata s decentralizací. Síť je bezpečnější, čím více je decentralizovaná. Důvodem je to, že pokud existuje více nezávislých účastníků, kteří dělají svá vlastní rozhodnutí, je obtížnější je všechny kompromitovat. Smyslem decentralizace je minimalizovat jednotlivé body selhání. V dnešní době máme velmi zabezpečené databáze. Jsou rychlé a je levné je provozovat. Problémem je přítomnost správců. Jsou to totiž slabá místa potenciálního selhání, protože kterýkoliv z nich může ohrozit databázi. V kryptoměnném prostoru usilujeme hlavně o decentralizaci, která je zároveň dostatečně bezpečná.

ZÁKLADNÍ KONCEPT PRO VYTVOŘENÍ NOVÉHO BLOKU

Mohlo by vás překvapit, že PoW Bitcoinu a PoS Cardana mají jednu významnou podobnost. Když má být nový blok vytvořen a přidán do blockchainu, obvykle existuje jeden producent bloku a mnoho validátorů. Role producenta bloků se mění mezi několika uzly, které jsou schopny tak učinit.

Každý úplný uzel je schopen ověřit blok, včetně transakcí v něm, a rozhodnout o přijetí nebo odmítnutí. Ne každý úplný uzel v síti je však nakonfigurován tak, aby produkoval nové bloky. V sítích PoW i PoS existují uzly provozovatelů poolů, kteří mají roli producentů bloků. S rostoucím počtem nových uživatelů bude vždy méně výrobců bloků než uživatelů, kteří mohou hrát jen roli validátora navržených bloků, pokud si nainstalují plný uzel.

V síti se může stát, že se v krátkém čase vyprodukuje více bloků, a proto validačními uzly přijmou více bloků. Kromě toho by ověřovací uzly mohli přijímat bloky v jiném pořadí kvůli latenci sítě. Je to způsobeno tím, že uzly jsou od sebe geograficky vzdálené, takže šíření bloků trvá různě dlouho. Například blok vytvořený ve střední Evropě se bude pravděpodobně šířit rychleji v celé Evropě, než se dostane do USA nebo Číny, protože musí cestovat na větší vzdálenost. Každý uzel musí řešit situaci autonomně a dělá to tak, že použije pravidla protokolu, která vyberou správný řetězec bloků. Protokol je soubor pravidel, která diktují, co by se mělo stát v každé očekávané situaci. Rozhodnutí o vítězném řetězci bloků je založeno na dalších blocích, které dorazí po bloku, který způsobil fork (vidličku). Fork je popis situace, kdy existuje více možných bloků, které by mohly být přidány za daný blok. Může tedy existovat více řetězců bloků a protokol musí být schopen rozhodnout, který řetězec bude ten, který bude představovat jedinou verzi pravdy. Stejná verze klientů (úplný uzel) má stejná konsensuální pravidla. Většina uzlů má tedy tendenci přijímat stejná rozhodnutí v dlouhodobějším horizontu. Jakmile uzly obdrží více bloků, čestná většina vybere stejný řetězec bloků. Uzly si tak budou udržovat jedinou verzi pravdy v dlouhodobém horizontu, přestože verze blockchainu se může v uzlech v krátkodobém horizontu lišit.

Rychlost šíření bloků je kritická zejména pro uzly, které produkují nové bloky. Takové uzly musí přijmout poslední blok co nejrychleji, protože potřebují rozšířit blockchain. Uzel, který chce vytvořit nový blok, musí nejprve vybrat řetězec bloků, ke kterému připojí nový blok. Může to být snadné, pokud existuje pouze jeden řetězec bloků nebo obtížnější, když je více kandidátů. Jakmile je vybrán řetězec bloků, může být nový blok vytvořen a rozšířen do světa do jiných uzlů.

JAK JE BLOK VYTVOŘEN POMOCÍ BITCOINOVÝCH POW

Jak jsme řekli, princip jednoho výrobce a mnoha validátorů je stejný pro PoW a PoS sítě. Podrobnosti jsou však výrazně odlišné. Pojďme se podívat na PoW uzel, který je nakonfigurován pro vytváření bloků. Dodejme, že se jedná o uzel provozovatele poolu.

  1. Vytváření bloků v systému PoW je otevřenou soutěží mezi všemi uzly poolů. Každý uzel může vytvořit blok po vyřešení matematické logické hry náročné na elektrickou energii. Dokud uzel neobdrží nový platný blok od konkurenta, pracuje na řešení hádanky na svém vlastním bloku. Uzly vyberou transakce z mem-poolu, aby je vložili do nového bloku a začali s prací (řešení hádanky).

  2. Pokud uzel vyřeší hádanku a nebyl obdržen žádný blok od konkurentů, rozšíří blok do zbývajících uzlů. Pokud je to jediný vytvořený blok a neexistuje konkurenční blok, který by byl vytvořen v přibližně stejné době, bude blok přidán na konec blockchainu a zůstane tam navždy. Pokud existuje konkurenční blok, pak další bloky rozhodnou o osudu bloku, který byl aktuálně vytvořen uzlem. Dodejme, že každý uzel přestane pracovat na aktuálním bloku a začíná od kroku 1, pokud je od konkurenta přijat platný blok. Důvod je ten, že uzel musí prodlužovat nejdelší řetězec. Uzel tedy musí přidat nový blok za přijatý blok od konkurenta. To samé totiž učinili všechny ostatní poctivé nody v síti.

  3. Předpokládejme, že uzel rozšířil blok do sítě a neexistuje žádný jiný konkurenční blok. Další uzly v síti jsou nyní v roli ověřovatelů. Blok obdrží a potvrdí jej. Bloková validace sestává hlavně z validace transakcí a ověření důkazu, že uzel vyřešil hádanku. Ověření může být provedeno během sekundy a pokud je blok platný, pak ho všechny čestné uzly přidají do blockchainu.

  4. Uzly poolu vytvoří nový blok okamžitě po obdržení platného bloku a začnou řešit novou hádanku. Proces se opakuje od kroku 1. Úplné uzly čekají na další blok. Uzel, který vyřešil hádanku, začne pracovat na novém bloku jako první. Ostatní mohou začít po obdržení bloku a záleží na latenci sítě, jaké bude zpoždění.

Vytvoření nového bloku a proces ověření trvá sekundu. Řešení matematické hádanky trvá přibližně 10 minut (může to být hodina) a spotřebovává se hodně energie. Pro vaši představivost je to v současné době podobné množství energie, jakou může spotřebovat středně velký evropský stát. Matematická hádanka má dva účely. První z nich je generování náhodnosti. Nelze určit, který uzel najde řešení hádanky jako první. Každý uzel řeší jinou hádanku, ale obtížnost je stejná. Existuje vysoká pravděpodobnost, že uzel poolu, který disponuje velkým hashratem vyhraje. Ale je to jen pravděpodobnost, ne jistota. Obecně řečeno, čím vyšší je velikost hashrate, který má pool k dispozici, tím vyšší je šance na vyluštění hádanky. Druhým účelem je bezpečnost. Aby bylo možné vyrobit blok, musí být v systému PoW spotřebováno hodně elektřiny. Výroba bloku je tedy finančně nákladná. Síť odměňuje uzel, který úspěšně vytvořil nový blok, který zůstává navždy v blockchainu. Síť odměňuje nějaký node za každý nový blok. Pokud není vyrobený blok přidán do blockchainu, nenáleží operátorovi poolu žádná odměna. Operátoři jsou tedy motivováni vyrábět pouze platné bloky a nepodvádět.

JAK JE BLOK VYTVOŘEN CARDANO POS

Začněme teorií. V Cardanu je čas rozdělen na konkrétní logická období zvané epochy. Každá epocha je rozdělena do 21 600 časových slotů, přičemž každý slot trvá přibližně 20 sekund, proto každá epocha trvá přibližně 5 dní. Odměny jsou vypláceny po skončení každé epochy. Na začátku každé epochy se vytvoří snímek blockchainu, aby se zjistilo, jak jsou mince distribuovány. Snímek odráží stav distribuovaných stakovaných mincí v posledním bloku před 2 epochami. Zde se používá mechanismus Follow-the-Satoshi, ve kterém každá stakovaná Lovelace (0,000001 ADA) je něco jako výherní tiket, který by mohl vyhrát právo na vytvoření bloku. Čím více vstupenek má uživatel ve hře, tím vyšší je šance na výhru. Snímek je jedním ze vstupů pro generování náhodnosti, který se používá k určení uzlů, které získají právo vytvořit blok v daném slotu.

Podívejme se nyní, jak se nový blok vyrábí na základě konsensu Ouroboros PoS projektu Cardano.

  1. Pokud se určitý uzel chce účastnit konsensu, musí se připojit k síti a synchronizovat ledger. Poté je uzel zaregistrován k funkci Global Clock, kterou protokol používá pro časování. Funkce Global Clock poskytuje uzlu informace, které říkají, ve které epoše a slotu je ledger.

  2. Před začátkem jakékoli epochy jsou všechny vedoucí slotů (slot lídr) náhodně vylosováni sítí tak, aby nikdo nemohl předvídat, v jakých slotech uzly získají právo vytvořit blok.

  3. Na začátku každého slotu se musí každý uzel zeptat, zda nevyhrál pozici vedoucího slotu. Odpověď je poskytována prostřednictvím Verifiable Random Function (VRF), která je založena na moderní kryptografii. Aby uzel získal odpověď, musí uzel odeslat několik vstupů. Vstupy jsou aktuální index slotu, časové razítko a klíč daného uzlu. Random Oracle vezme náhodná čísla „V“, která jsou obsažena v prvních 2 třetinách slotů z předchozí epochy, zahashuje je a podle toho se vytvoří náhodný SEED. Poslední třetina bloků se nebere v úvahu, protože tyto bloky nemají potřebný počet ověření a stále se mohou změnit. Na základě vstupů přítomných v dotazu z uzlu, pošle Random Oracle zpět uzlu náhodné číslo „V“.

  4. Pokud má číslo „V“ nižší hodnotu než určitá prahová hodnota, uzel se stane vedoucím slotu a může vytvořit nový blok. Z VRF vycházejí dva důležité výstupy. Kromě čísla „V“ je vygenerován důkaz „P“, který bude vložen do nově vytvořeného bloku. Předpokládejme, že uzel získal právo vytvořit nový blok.

  5. Od té doby je pro vítězný uzel vše jednoduché. Vedoucí slotu vybere transakce a vloží je do nového bloku. Vedoucí slotu přidává proměnné „V“ a „P“. Poté uzel vygeneruje nový soukromý klíč pro podepsání dalšího bloku. Aktuální klíč bude použit k podepsání aktuálního bloku. K tomu se používá kryptografie Key Evolving Signature (KES). KES umožňuje udržovat stejný veřejný klíč stejný, zatímco nový odpovídající soukromý klíč může být generován znovu a znovu. Takže nový blok může být podepsán soukromým klíčem, který může být odstraněn hned poté. Díky tomuto opatření není možné falšovat klíč, což znemožňuje přepsat historii blockchainu, protože každý blok je podepsán jedinečným soukromým klíčem. Soukromý klíč, který byl použit pro podpis, zná pouze uzel, který podepsal blok. Lze matematicky dokázat, že i když by uzel klíč zveřejnil nebo pokud by byl klíč odcizen a další uzly by následovaly s odhalováním soukromých klíčů, pak, pokud je v síti dostatek poctivých uzlů, útočníci nemohou využít znalosti klíčů pro kompromitování sítě.

  6. Kombinací „P“ s číslem „V“ mohou ostatní ověřovací uzly snadno ověřit, zda měl uzel jež vyprodukovat blok skutečně právo vytvořit blok v daném slotu. Podvodný uzel proto nemůže náhodně vytvořit blok a prosadit ho, protože nemá šanci vygenerovat správnou kombinaci „V“ a „P“, což ostatním uzlům usnadňuje odhalení protivníka. Je také snadné ověřit podpis bloku.

  7. Pokud jsme stále ve stejné epoše, proces pokračuje krokem 3 a novému vedoucímu slotů je přiděleno právo vyrobit nový blok. Pokud epocha právě skončila, odměny vyplatí se odměny všem účastníkům konsensu a proces pokračuje krokem 2.

Jak vidíte, princip jednoho producenta bloku a mnoho validátorů je stejný jako v síti PoW. Vedoucí slotu musí vložit kryptografický důkaz potvrzující, že má právo vyrobit blok a podepsat blok jedinečným soukromým klíčem. Podobně jako v PoW je pro útočníka téměř nemožné zabránit přidávání nových bloků do blockchainu, cenzurovat transakce nebo provést 51% útok.

Všimněte si, že časování protokolu je pro PoS důležité. Uzly musí mít představu o aktuální epoše a slotu. Existuje tedy funkce Global Clock, která poskytuje tuto službu pro všechny uzly. Protokol Ouroboros je schopen přiřadit uzlu právo vytvořit nový blok. Uzel odešle dotaz a dostane rychlou odpověď. V PoS neexistuje žádná otevřená soutěž mezi uzly, která probíhá v síti PoW. Takže přiřadit uzlu právo vytvořit blok může trvat jen vteřinu. Proto může mít Cardano PoS výrazně kratší dobu bloku. Nový blok může být vytvořen během několika sekund, zatímco v bitcoinové síti to trvá přibližně 10 minut. Uživatelská přívětivost bude v síti Cardano mnohem lepší, protože transakce může být potvrzena a navždy zapsána v ledgeru ve velmi krátké době. Mluvíme maximálně asi o desítkách sekund.

SROVNÁNÍ BEZPEČNOSTI BITCOINOVÝCH POW A CARDANO’S POS

Jakmile je v PoS vybrán vůdce slotu, vytvoření bloku nestojí téměř nic. To představuje slavný problém “Nothing On Bet”, kde se škodlivý uzel může náhodně pokusit vytvořit další větve řetězce libovolné délky právě kvůli skutečnosti, že vytvoření bloku není nic. Jak jsme již vysvětlili výše, protivník nemůže náhodně generovat náhodný řetězec, který by byl založen na stejném Genesis bloku, protože sada slot-leaderů je stále stejná od začátku. Všimněte si, že každý vedoucí slotu má dvě sady klíčů: vlastní privátní klíč jako uzel a speciální sadu klíčů pro podepisování bloků, která je odvozena od soukromého klíče uzlu. Soukromý klíč uzlu se používá jako vstup pro generování KES klíče. Protivník by musel nějak narušit existující uzly, které byly v té době vůdci, a získat jejich klíče, které však již byly vymazány. Bezpečnost PoS plně závisí na pokročilé kryptografii. KES umožňuje uzlu vygenerovat nový soukromý klíč před odesláním nového bloku. Jakýkoli tajný klíč se tedy pro podpis bloku použije pouze jednou a poté se odstraní. Obnovení soukromého klíče by vyžadovalo spotřebu obrovského množství energie. Bylo by to větší množství, než které je spotřebováno pro vytvoření jednoho bloku v PoW. Z pohledu 51% útoku je zabezpečení PoS velmi podobné PoW. Pokud je většina účastníků konsensu poctivá, zůstává blockchain nezměnitelný a bezpečný. PoW síť spotřebovává energii k zabezpečení blockchainu jako součást tvorby bloku, zatímco PoS používá kryptografii, jejíž prolomení by vyžadovalo spotřebu značné množství energie pro vytvoření potřebných soukromých klíčů umožňujících útok.

ROZPOČET NA BEZPEČNOST

Vytvoření rozpočtu na bezpečnost je požadavek na veřejné decentralizované sítě, protože jsou ze své podstaty zranitelné vůči útoku 51%. Síť je udržována dobrovolníky z celého světa, kteří jsou ekonomicky motivováni k čestnému chování. Útok je tedy věcí technické proveditelnosti a nákladů. Vektor útoků je zřejmý. Jakmile má útočník potřebné množství peněz na nákup potřebného zdroje pro útok, má solidní šanci na úspěch, protože může získat dominantní postavení v rámci konsensu sítě. Otázka se tedy zužuje na to, jak drahý je útok.

V PoW Bitcoinu je rozpočet na bezpečnost tvořen novými mincemi a transakčními poplatky:

ROZPOČET NA BEZPEČNOST = NOVÉ MINCE + TRANSAČNÍ POPLATKY

Aby síť mohal motivovat minery k čestnému chování, musí být rozpočet na bezpečnost vyšší než náklady na útok. Respektive útok musí být tak drahý, aby odrazoval do něj investovat. Podívejme se, jak vysoký je denní rozpočet na bezpečnost:

NÁKLADY NA HW + ENERGIE ≤ ROZPOČET NA BEZPEČNOST

Zjednodušíme výpočet tak, abychom zohlednili denní provozní náklady. Zanedbejme náklady na ASIC minery, neboť si je lze najmout nebo si útočník zakoupil starší zařízení. Nenechte se mýlit, náklady na hardware mohou být značné, ale jsou popsány vektory útoku, kde protivník může zneužít existující hashrate k útoku.

Bitcoin přidá 144 nových bloků do blockchainu denně. Odměna za blok je 6,25 BTC v roce 2020 po půlení. Síť tedy vytváří 900 nových mincí denně. Výběr poplatků za blok je přibližně 0,2 BTC, takže celkem je to ~180 BTC za den. Rozpočet zabezpečení Bitcoin protokolu je ~1080 BTC za den. Cena BTC je v době psaní $9700, takže denní bezpečnostní rozpočet Bitcoinu je přibližně $10,5M.

Jak jsme řekli, protivník potřebuje k útoku hardware, takže náklady na útok jsou vyšší. Nyní vysvětlíme bezpečnostní rozpočet PoS projektu Cardano.

Síť Cardano nemusí přímo udržovat rozpočet na bezpečnost, aby za svou ochranu platila skrze blokovou odměnou. Odměny jsou vypláceny na konci každé epochy všem provozovatelům bazénů a zúčastněným stranám. Rozpočet na bezpečnost je vždy přítomen díky všem mincí, které se v daném čase stakují. Jedná se o všechny mince ADA, které vlastní provozovatelé poolů, a mince, které jsou stakeholdery delegovány poolům. Náklady na útok lze vypočítat takto:

NÁKLADY NA ÚTOK > ~STAKOVANÉ MINCE / 2

Protivník potřebuje více než polovinu stakovaných mincí ADA, aby se mohl dopustit útoku. Lze předpokládat, že většina mincí bude použita ke stakokvání, ale rozhodně ne všechny mince. Protivník musí kupovat mince ADA na volném trhu a lze předpokládat, že poptávka by cenu zvýšila. Tím by byl útok velmi drahý. Pojďme nyní spočítat náklady na útok. V době psaní je kapitalizace Cardana přibližně $2,100,000,000. Předpokládejme, že polovina mincí ADA by se použila pro stakování. To by bylo $1,050,000,000 dolarů. Protivník by potřeboval alespoň $525,000,000 za předpokladu, že by bylo možné koupit všechny mince ADA za stejnou cenu.

PoW i PoS spoléhají na tržní cenu mincí. Půlení je mechanismus, který snižuje počet mincí v blokové odměně na polovinu každé 4 roky. Bloková odměna se tak postupně snižuje a očekává se, že buď bude cena tak vysoká, že rozpočet na bezpečnost bude v pořádku, nebo náklady na těžbu pokryjí transakční poplatky. V Cardanu není nic podobného jako půlení. Nové mince budou uvolňovány pouze během několika prvních let provozu sítě a poté budou pro odměňování provozovatelů poolů a všech stakeholderů použity pouze transakční poplatky.

Je velmi nákladné udržovat PoW síť ve srovnání s PoS. Síť PoS tedy s větší pravděpodobností dlouhodobě přežije, bude-li zpracovávat dostatečné množství transakcí. V takovém případě mohou být transakční poplatky nízké a síť vydělá dostatečné množství mincí ADA, aby odměnila provozovatele poolů a stakeholdery. Bezpečnost tedy nebude ohrožena díky půlení, nebo skrze jiný mechanismus. Bitcoin protokol se pravděpodobně nikdy nezmění na první vrstvě, takže transakční poplatky se v budoucnu pravděpodobně zvýší. Po několika půlení to mohou být dokonce stovky dolarů.

DECENTRALIZACE

Jedním z možných pohledů na to, jak měřit decentralizaci, je počet poolů v síti. Uzly, které jsou konfigurovány pro vytváření bloků, jsou nejdůležitější v síti a mají právo vybrat transakce, které budou zahrnuty do bloků. Mohou také vybrat řetězec bloků pro připojení nového bloku v případě výskytu forku. Celé uzly mohou validovat vytvořené bloky, ale neexistuje žádný mechanismus, který by umožňoval nesouhlas s vytvořeným blokem. Předpokládejme, že se provozovatelé poolu rozhodnou změnit pravidla protokolu. Celý uzel by mohl navrhované bloky odmítnout, pokud nejsou platné. Pokud však uzly operátorů poolu považují bloky za platné a přidají je do blockchainu, neexistuje způsob, jak by mohli vlastníci úplných uzlů protestovat. Potřebují pouze upgradovat svého klienta a přijmout nová pravidla protokolu. Pokud se operátoři poolu z jakéhokoli důvodu rozhodnou některé transakce ignorovat, pak plné uzly nemají sílu přesvědčit operátory poolu, aby se chovaly správně. Provozovatelé poolu byste mohli považovat za diktátory. Jediným způsobem, jak oslabit jejich moc, je zajistit, aby jich bylo po celém světě hodně.

V PoW neexistuje mechanismus protokolu, který by regulovat počet poolů v síti. Protože každý provozovatel poolu se vždy snaží maximalizovat zisk, potřebují disponovat velkou konsensuální mocí. Drobní mineři chtějí získat odměnu tak často, jak je to možné, a proto delegují hashrate na největší pooly. Jak nám historie ukázala, v bitcoinové síti je jen několik málo významně velkých poolů a několik malých. Tento trend je zřejmý. Velké pooly získávají stále větší množství konsensuální síly a malé bazény pomalu mizí. Je velmi obtížné udržet vysokou úroveň decentralizace, pokud závisí na zdrojích, které lze koupit na trhu. V ekosystému kryptoměn budou bohužel vždy velryby.

Protokol CardS PoS má výhodu v tom, že vlastní zdroj, který se používá ke stanovení konsensuální síly. Lze nakonfigurovat, kolik ADA mincí musí provozovatel poolu vložit jajko vlastní stake, aby byl konkurenceschopný. Lze také nakonfigurovat maximální velikost poolu v tom smyslu, že i když je pool větší, nedostane větší odměnu. Pokud je pool příliš velký, v určitém okamžiku se dostane do bodu nasycení. Síť snižuje odměny nasyceným poolům. Provozovatel poolu tak může vydělané mince, nebo ty co má navíc, delegovat jinam nebo je prodat. Nižší počet mincí nemůže zvýšit konsensuální sílu operátora. Provozovatel potřebuje větší množství mincí, aby mohl provozovat další pool. Systém je o něco složitější, ale lze očekávat, že uvidíme několik stovek bazénů s velikostí blízkou bodu nasycení.

Pokud definujeme index decentralizace, který by byl založen na počtu poolů, které vytvářejí alespoň několik bloků denně, Bitcoin by dosáhl známky od 10 do 20. Je velmi pravděpodobné, že v síti Cardano uvidíme 1000 poolů během prvního roku. Můžeme tedy říci, že Cardano bude přibližně 50x decentralizovanější než Bitcoin. Pro síť Cardano je to z bezpečnostních důvodů velmi důležité. Uzly produkující bloky musí odstranit klíče, které byly použity pro podepisování bloků. Spolu s decentralizací se zvyšuje bezpečnost sítě Cardano. V ideálním případě by po celém světě existovalo 1000 autonomních a nezávislých provozovatelů poolů. Pro protivníka by bylo velmi obtížné kompromitovat všechny, aby získali soukromé klíče. Navíc nikdy nelze získat klíče, které byly jednou smazány.

Decentralizace je dynamický proces a postupem času se bude vyvíjet. Síť může být na začátku decentralizována a v důsledku různých externalit se může síť v čase centralizovat. Může být nutné aktualizovat parametry protokolu, aby se zajistilo, že síť zůstane decentralizována po celá desetiletí. Za to je odpovědný tým, který musí naslouchat komunitě. Bitcoin byl rozhodně decentralizovanější, když mnoho lidí těžilo BTC na noteboocích. V současné době máme pooly a ASIC minery. Výsledkem je, že síť je spíše centralizovaná. Je to vývoj, kterému musí hlavní tým čelit a něco s ním udělat.

DECENTRALIZACE KONSENSUÁLNÍ MOCI SKRZE ZDROJ

Mohli bychom se podívat na decentralizaci z hlediska distribuce zdroje, který je potřebný pro moc konsensu. Aby měl jedinec moc v síti PoW, musí zaplatit za elektřinu, která je transformována na hashrate. V síti PoS je nutné zakoupit nativní mince ADA. Oboje lze koupit za peníze.

Náklady na elektřinu se liší po celém světě, takže těžba bitcoinů je centralizována v zemích, kde je toto podnikání levné. Navíc je velmi riskantní vstoupit do těžby a konkurovat velkým těžařským halám. Koupit ASIC miner je drahé a v kombinaci s náklady na elektřinu je těžba v mnoha zemích nerentabilní. Konsensuální moc je tedy v rukou několika lidí, kteří vlastní velké těžební haly. Provozovatelé poolů navíc často vlastní těžební haly, takže jejich konsensuální síla je ještě větší.

V Cardano ekosystému je každý držitel ADA stakeholderem. Každý stakeholder může delegovat mince na libovolný pool a zvýšit tak konsensuální moc tohoto poolu. Dá se říci, že decentralizace sítě se zvyšuje s distribucí mincí ADA mezi lidi. Mince ADA mají po celém světě stejnou tržní cenu. Při nákupu ADA tedy neexistují žádná omezení. Každý držitel ADA se aktivně účastní decentralizace sítě. Do poolu lze delegovat i jednu ADA. Pokud stakeholder deleguje mince ADA do poolu a pool uspěje ve výrobě bloků, jsou provozovatelé poolu a stakeholdeři odměněni. Pasivní příjem by mohl být pro uživatele atraktivní, takže lze předpokládat, že bude existovat přirozená poptávka po mincích ADA.

Síť PoW i PoS jsou systémy, ve kterých jednotlivci delegují konsensuální sílu na pooly. Jak jsme řekli, je důležité usilovat o to, aby v síti bylo více operátorů poolů. Je také důležité distribuovat konsensuální moc co nejvíce lidem. PoS je v tom lepší než PoW, protože v PoS má každý uživatel část síly v konsensu sítě. Držitelé ADA jsou v podstatě vlastníky sítě. Totéž nelze říci o systému PoW, kde je těžba samostatným byznysem a držitelé BTC nemají moc v konsensu o síti.

ZÁVĚR

Základní princip mít jednoho výrobce bloků a mnoho validátorů bloků v daném kole je stejné pro sítě PoW i PoS. To je pravděpodobně jediná podobnost a zbytek je zcela odlišný. Bitcoin běží již více než 10 let. Cardano bude muset ukázat světu, že PoS je užitečná alternativa, která může být decentralizovanější než PoW sítě a také bezpečná. Nemáme o Cardano strach a věříme, že Cardano zazáří.

Přečtěte si celý článek v AJ: