Mitä PoS (Proof-of-Stake) tarkoittaa kryptossa?

Proof-of-Stakessa voit lukita kryptovaluuttasi ansaitaksesi palkkioita validoimalla transaktioita, samaan tapaan kuin panostamalla. Tässä artikkelissa asiantuntijamme selittävät yksityiskohtaisesti PoS:n ja antavat esimerkkejä, hyötyjä ja haittoja.

Mitä on Proof-of-Stake lohkoketjussa?

Proof-of-stake (PoS) on lohkoketjuverkoissa käytetty konsensusmekanismi, jolla saavutetaan yhteisymmärrys lohkoketjun tilasta. Toisin kuin Proof-of-Work (PoW), joka vaatii louhijoita ratkaisemaan monimutkaisia matemaattisia pulmia transaktioiden validoimiseksi ja uusien lohkojen luomiseksi, PoS valitsee validoijat luomaan ja validoimaan uusia lohkoja sen perusteella, kuinka paljon kryptovaluuttaa heillä on hallussaan ja kuinka paljon he ovat valmiita “panostamaan” vakuudeksi.

Tässä on muutamia keskeisiä seikkoja PoS:stä:

• Energiatehokkaampi: Koska se ei luota raakaan laskentatehoon, PoS kuluttaa paljon vähemmän energiaa kuin PoW.
• Nopeammat transaktioajat: Yksinkertaistetun validointiprosessin ansiosta PoS-lohkoketjut voivat usein käsitellä transaktioita nopeammin kuin PoW-ketjut.
• Lisääntynyt saavutettavuus: Kuka tahansa, jolla on tarpeeksi kryptovaluuttaa, voi osallistua panostukseen, toisin kuin PoW, joka vaatii erikoistunutta laitteistoa.
• Turvallisuusongelmat: Jotkut väittävät, että PoS-järjestelmät ovat vähemmän turvallisia kuin PoW, koska suuret sidosryhmät voivat mahdollisesti manipuloida verkkoa.

Miten Proof-of-Stake toimii?

Tässä on erittely:

• Panostaminen: PoS-järjestelmässä osallistujien, joita kutsutaan usein validoijiksi, on “panostettava” tietty määrä lohkoketjun alkuperäistä kryptovaluuttaa. Tämä panos toimii vakuutena, ja sitä säilytetään nimetyssä lompakossa tai älysopimuksessa. Panostetun kryptovaluutan määrä voi vaihdella lohkoketjuprotokollasta riippuen.
• Lohkojen luominen ja validointi: Validoijat valitaan luomaan uusia lohkoja ja validoimaan transaktioita valinta-algoritmin perusteella. Todennäköisyys tulla valituksi validoijaksi on usein verrannollinen panostetun kryptovaluutan määrään – niillä, jotka panostavat enemmän, on suurempi mahdollisuus tulla valituksi.
• Lohkoehdotus: Uuden lohkon luomiseen valitut validoijat ehdottavat uutta lohkoa, jossa on joukko transaktioita. Tämä ehdotettu lohko sisältää edellisen lohkon kryptografisen hashin, joka muodostaa lohkojen ketjun – lohkoketjun.
• Äänestys: Tämän jälkeen muut verkon validoijat arvioivat ehdotetun lohkon pätevyyden. He voivat äänestää siitä, onko ehdotettu lohko heidän mielestään kelvollinen vai ei. Validoijilla voi olla mahdollisuus äänestää suoraan, tai heidän panoksensa voi äänestää automaattisesti heidän puolestaan.
• Konsensus: Konsensus saavutetaan, kun validoijien ylivoimainen enemmistö (usein vähintään kahden kolmasosan enemmistö) on samaa mieltä ehdotetun lohkon pätevyydestä. Kun konsensus on saavutettu, lohko lisätään lohkoketjuun, ja prosessi alkaa alusta seuraavaa lohkoa varten.
• Palkkioiden jakautuminen: Lohkojen luomiseen ja validointiin osallistuvat validoijat palkitaan transaktiomaksuilla ja joskus vastapainetuilla kolikoilla. Palkkiot jaetaan validoijien kesken heidän panoksensa ja verkostoon osallistumisensa perusteella.
• Rangaistukset: Validoijat, jotka toimivat ilkeästi tai yrittävät validoida vilpillisiä transaktioita, voivat joutua kärsimään rangaistuksia, mukaan lukien osan panostamistaan kolikoista leikataan tai he voivat menettää panostusoikeutensa väliaikaisesti tai pysyvästi.
• Turvallisuus: PoS-järjestelmät sisältävät usein mekanismeja, joilla varmistetaan verkon turvallisuus ja estetään keskittäminen. Tähän voi kuulua validoijien valinnan satunnaistaminen, rangaistukset epärehellisestä käytöksestä ja mekanismit, joilla estetään yksittäistä tahoa hallitsemasta merkittävää osaa verkosta.

Kaiken kaikkiaan PoS tarjoaa energiatehokkaan vaihtoehdon PoW-konsensusmekanismeille ja kannustaa validoijia toimimaan rehellisesti verkon turvaamisessa.

Miten Proof-of-Stake eroaa Proof-of-Workista?

Proof-of-Stake (PoS) ja Proof-of-Work (PoW) ovat kaksi perustavanlaatuista konsensusmekanismia, joita käytetään lohkoketjuissa transaktioiden validointiin ja verkon turvaamiseen. Vaikka molemmilla saavutetaan sama tavoite, niiden lähestymistavat eroavat merkittävästi toisistaan, mikä johtaa erilaisiin etuihin ja haittoihin.

Tässä on erittely tärkeimmistä eroista:

Ominaisuus	Proof-of-Stake (PoS)	Proof-of… Work (PoW)
Validointiprosessi	Kryptovaluutan panostaminen	Kompleksisten arvoitusten ratkaiseminen laskentateholla
Energiankulutus	Erittäin suuri alhainen	erittäin korkea
Saavutettavuus	Kuka tahansa, jolla on tarpeeksi kryptovaluuttaa, voi panostaa	Tarvitsee erikoistunutta laitteistoa
Turvallisuus	Kehittyy, mahdollisia huolenaiheita suurten sidosryhmien kanssa	Vakiintunut, mutta haavoittuvainen kaivospoolien hyökkäyksille
Transaktioiden nopeus	Yleisesti nopeampi	Yleisesti hitaampi
Desentralisaatio	Voi olla vähemmän hajautettu kaivospoolien keskittymisen vuoksi	Voi olla erittäin hajautettu
Ympäristönäkökulma Impact	Low	High
Cost of Entry	Lower	Higher
Rewards	Earned for the lohkojen validoinnista	Lohkojen louhimisesta
Kypsyysaste	Uusi teknologia	Vakiintunut teknologia

Validointiprosessi

• PoW: Louhinta turvaa lohkoketjuverkkoja ratkaisemalla monimutkaisia matemaattisia arvoituksia, validoimalla transaktioita ja luomalla uusia lohkoja, ja kannustaa louhijoita palkinnoilla heidän laskentaponnisteluistaan.
• PoS: Käyttäjät “panostavat” olemassa olevia kryptovaluuttaomistuksiaan ja lukitsevat ne käytännössä joksikin aikaa. Panostettu määrä määrittää heidän mahdollisuutensa tulla valituksi satunnaisesti seuraavan lohkon validoijaksi. Validoijat tarkistavat transaktioita ja lisäävät uusia lohkoja ketjuun ansaiten palkkiota työstään.

Energiankulutus

• PoW: Kilpailullisen louhintaprosessin vuoksi PoW-lohkoketjut, kuten Bitcoin, kuluttavat valtavia määriä energiaa, mikä herättää huolta ympäristöstä.
• PoS: PoS-lohkoketjut ovat huomattavasti energiatehokkaampia poistamalla tehokkaiden louhintalaitteistojen tarpeen, mikä vähentää niiden ympäristövaikutuksia.

Saavutettavuus

• PoW: PoW-louhintaan osallistuminen vaatii usein kalliita erikoislaitteistoja, mikä tekee siitä vaikeammin saavutettavissa olevaa henkilöille, joilla on rajalliset resurssit.
• PoS: Kuka tahansa, jolla on tarpeeksi kryptovaluuttaa, voi osallistua panostukseen, mikä tekee siitä helpommin lähestyttävää ja demokraattisempaa.

Turvallisuus

• PoW: Louhinnan hajautettu luonne monien osallistujien kanssa tekee PoW-lohkoketjuista yleensä vastustuskykyisiä hyökkäyksille. Suurten louhintapoolien mahdollisuus saada hallintaansa herättää kuitenkin turvallisuushuolia.
• PoS: Vaikka PoS tarjoaa kohtuullisen turvallisuuden, jotkut väittävät, että suuret sidosryhmät, joilla on merkittäviä määriä panostettua kryptoa, voisivat mahdollisesti manipuloida verkkoa. Tämä on jatkuvan keskustelun ja tutkimuksen aihe.

Transaktionopeus

• PoW: PoW:n monimutkainen validointiprosessi voi johtaa hitaampiin transaktioaikoihin, erityisesti korkean verkkoaktiivisuuden aikana.
• PoS: PoS: Yksinkertaisempi validointiprosessi PoS:ssa johtaa usein nopeampaan transaktionopeuteen verrattuna PoW:hen.

Valinta PoW:n ja PoS:n välillä riippuu lohkoketjuprojektin erityisistä prioriteeteista. Vaikka PoW tarjoaa todistetusti turvallisuutta, sen energiankulutus on merkittävä haittapuoli. PoS tarjoaa ympäristöystävällisemmän ja osallistavamman vaihtoehdon, mutta se on vielä kehitteillä, ja sen pitkän aikavälin turvallisuusvaikutuksia arvioidaan parhaillaan.

Takaisinottotodistuksen päätavoitteet

• Turvallinen ja hajautettu verkosto: PoW:n tavoin PoS:n tavoitteena on ensisijaisesti turvata lohkoketjuverkko ja säilyttää sen hajautuneisuus. Tämä tarkoittaa transaktiotietojen oikeellisuuden ja muuttumattomuuden varmistamista ja samalla vastustuskykyä yksittäisen tahon manipuloinnille tai valvonnalle.
• Parannettu tehokkuus: PoS pyrkii saavuttamaan turvallisuuden ja hajauttamisen tehokkaammin kuin PoW. Se poistaa energiaintensiivisen louhinnan tarpeen, mikä johtaa nopeampaan transaktioiden käsittelyyn ja pienempiin ympäristövaikutuksiin.
• Lisätty saavutettavuus: PoS pyrkii tekemään lohkoketjuun osallistumisesta helpommin lähestyttävää poistamalla PoW-louhintaan liittyvät laitteistoesteet. Kuka tahansa, jolla on tarpeeksi kryptovaluuttaa, voi osallistua panostukseen, mikä edistää laajempaa osallistumista verkkoon.
• Kestävä kasvu: PoS pyrkii varmistamaan lohkoketjuekosysteemin kestävän kasvun puuttumalla PoW:n suureen energiankulutukseen liittyviin huolenaiheisiin. Tämä mahdollistaa laajemman käyttöönoton ja reaalimaailman sovelluspotentiaalin.
• Dynaamiset kannustimet: PoS kannustaa osallistumiseen tarjoamalla dynaamisia palkkioita transaktioiden validoinnista ja verkon turvaamisesta. Tämä kannustaa rehelliseen käyttäytymiseen ja estää väärää toimintaa.

Vaikka turvallisuus on edelleen keskeinen tavoite, PoS pyrkii saavuttamaan sen tehokkaammalla, helpommin saatavilla olevalla ja kestävämmällä tavalla, mikä tasoittaa tietä lohkoketjuteknologian laajemmalle käyttöönotolle ja kehitykselle.

Turvallisuuden todistaminen

PoS-turvaiity pyörii kahden pääperiaatteen ympärillä: taloudelliset kannustimet ja satunnaistettu validointi. Molemmat toimivat yhdessä luodakseen järjestelmän, jossa rehellisestä käyttäytymisestä palkitaan ja haitallisesta toiminnasta rangaistaan.

Taloudelliset kannustimet

• Panostus: Käyttäjät “panostavat” oman kryptovaluuttansa, jolloin ne käytännössä lukitaan joksikin aikaa. Tämä toimii vakuutena, samanlaisena kuin vakuustalletus.
• Slashing: Jos validoija käyttäytyy epärehellisesti, hän menettää osan panostamastaan kryptovaluutasta, mikä luo voimakkaan halun huijaamiseen.
• Palkkiot: Hyveät validoijat, jotka auttavat verkon turvaamisessa, ansaitsevat palkkioita, mikä motivoi heitä edelleen toimimaan rehellisesti.

Satunnaisvalidointi

• Validoijat: Kaikki eivät voi validoida tapahtumia. Sen sijaan validoijat valitaan satunnaisesti heidän panoksensa koon ja muiden tekijöiden perusteella.
• Hyökkäyksen vaikeus: Satunnaisuuden ansiosta yksittäisen tahon on vaikea hallita verkkoa tai manipuloida transaktioita, koska se ei tietäisi etukäteen, ketkä ovat validoijia.
• Byzantin vikasietoisuus (BFT): Jotkut PoS-järjestelmät käyttävät BFT:tä, jolloin verkko voi toimia, vaikka pieni osa validoijista olisi pahantahtoisia tai ei olisi käytettävissä.

Haasteita ja huomioita

• Stake Concentration: Jos pieni ryhmä hallitsee suurta osaa panostetuista kolikoista, se voisi mahdollisesti manipuloida verkkoa. Tämä on suuri huolenaihe ja aktiivinen tutkimusalue.
• Uusi teknologia: PoS on uudempi kuin PoW, ja sen pitkän aikavälin turvallisuusvaikutuksia tutkitaan ja niistä keskustellaan edelleen.
• Social Engineering: Kohdistetut hyökkäykset voivat huijata validoijia toimimaan huonosti.
• Smart Contract -haavoittuvuudet: Lohkoketjussa käyttöönotettujen älykkäiden sopimusten haavoittuvuuksia voidaan hyödyntää riippumatta konsensusmekanismista.

PoS tarjoaa lupaavan lähestymistavan lohkoketjun turvallisuuteen, mutta se ei ole täydellinen. Tietoturva on jatkuva prosessi, joka vaatii jatkuvaa seurantaa, päivityksiä ja tutkimusta kehittyvien uhkien torjumiseksi. Valinta PoS:n ja PoW:n välillä riippuu lohkoketjuprojektin erityistarpeista ja turvallisuusprioriteeteista.

Proof-of-Stake-hyödyt

• Energiatehokkuus: PoS poistaa energiaintensiivisen louhintalaitteiston tarpeen, mikä vähentää merkittävästi lohkoketjuteknologian ympäristövaikutuksia. Tämä vastaa kasvavaa huolta Bitcoinin kaltaisten PoW-järjestelmien kestävyydestä.
• Nopeammat transaktiot: PoS tarjoaa yleensä nopeammat transaktioiden käsittelyajat verrattuna PooW. Tämä johtuu yksinkertaistetusta validointiprosessista, jossa validoijat valitaan satunnaisesti sen sijaan, että ne kilpailisivat monimutkaisten laskutoimitusten kautta.
• Lisääntynyt saavutettavuus: Kuka tahansa, jolla on tarpeeksi kryptovaluuttaa, voi osallistua panostukseen, mikä tekee PoS:sta helpommin saavutettavan kuin PoW, joka vaatii erikoistunutta laitteistoa. Tämä laajempi osallistuminen vahvistaa verkon hajautuneisuutta ja turvallisuutta.
• Alhaisemmat transaktiomaksut: Pienemmän energiankulutuksen ja yksinkertaistetun validointiprosessin vuoksi PoS-lohkoketjuilla on usein alhaisemmat transaktiomaksut verrattuna PoW-lohkoketjuihin. Tämä voi olla erityisen hyödyllistä mikrotransaktioille ja jokapäiväisille käyttötapauksille.

Todisteet panoksen haittapuolista

• Takuun keskittyminen: Jos pieni joukko yksityishenkilöitä tai yhteisöjä omistaa merkittävän osan panostetuista kolikoista, he voivat mahdollisesti manipuloida verkkoa tai vaikuttaa päätöksentekoon. 
• Delegointi ja poolaus: Validoijat voivat delegoida panostusvaltansa kolmansille osapuolille, jolloin syntyy panostuspooleja. Vaikka tämä lisää saatavuutta, se voi myös johtaa keskittämiseen, jos suuret poolit saavat liikaa vaikutusvaltaa.
• Uudempi teknologia: PoW:iin verrattuna PoS on suhteellisen uusi teknologia, ja sen pitkän aikavälin turvallisuusvaikutuksia tutkitaan ja niistä keskustellaan edelleen aktiivisesti.
• Social Engineering hyökkäykset: Kohdennetut social engineering -hyökkäykset voivat mahdollisesti huijata validoijia toimimaan huonosti.
• Älykkäiden sopimusten haavoittuvuudet: Lohkoketjussa käyttöönotettujen älykkäiden sopimusten haavoittuvuuksia voidaan hyödyntää riippumatta konsensusmekanismista.
• Alkuperäisen kolikon jakelu: Riippuen siitä, miten alkuperäinen kryptovaluutta jaettiin, voi olla huolenaiheita oikeudenmukaisuudesta ja mahdollisesta keskittämisestä, jos suuri osuus keskittyy harvojen käsiin.
• Nothing-at-Stake-hyökkäykset: Jotkut PoS-toteutukset saattavat olla alttiita “nothing-at-stake”-hyökkäyksille, joissa validoijat voivat validoida sekä validoituja että validoimattomia lohkoja ilman rangaistusta.
• Sääntelyllinen epävarmuus: Kryptovaluuttoja ja PoS-järjestelmiä ympäröivä sääntely on vielä kehittymässä, mikä luo epävarmuutta käyttäjille.

Missä kryptovaluutoissa käytetään Proof of Stakea?

Monet tunnetut kryptovaluutat käyttävät Proof-of-Stake (PoS) -konsensusmekanismeja, kuten Ethereum (ETH), Cardano (ADA), Binance Coin (BNB), Polkadot (DOT), Solana (SOL), Tezos (XTZ), Cosmos (ATOM) ja Algorand (ALGO).

• Ethereum (ETH): Siirtymässä parhaillaan PoW:sta PoS:iin Ethereum 2.0 -päivityksensä kautta, jonka tavoitteena on lisätä skaalautuvuutta ja tehokkuutta.
• Cardano (ADA): Yksi ensimmäisistä laajalti käyttöönotetuista PoS-lohkoketjuista, joka tunnetaan tutkimukseen perustuvasta lähestymistavastaan ja keskittymisestä älykkäisiin sopimuksiin.
• Binance Coin (BNB): Binance-pörssin kotimainen token, joka on toteuttanut PoS- ja Proof-of-Authority (PoA) -hybridijärjestelmän nopeampiin transaktioihin.
• Polkadot (DOT): Moniketjuinen verkko, jossa on ainutlaatuinen sharding-arkkitehtuuri, joka hyödyntää PoS:ää pääketjussaan ja sallii joustavuuden eri konsensusmekanismeille yksittäisissä paraketjuissa.
• Solana (SOL): High-performance-lohkoketju, joka tunnetaan nopeista transaktionopeuksistaan ja alhaisista maksuista, käyttää ainutlaatuista hybridi-PoS-mekanismia, jossa on validointisolmut ja proof-of-history.
• Tezos (XTZ): On-chain-hallinta-alusta, joka tunnetaan muodollisesta todentamisprosessistaan ja muutoksista, toimii delegoidulla PoS-järjestelmällä.
• Cosmos (ATOM): Keskuslohkoketju, joka yhdistää itsenäisiä lohkoketjuja, käyttää pääketjussaan Byzantine Fault Tolerance (BFT) -pohjaista PoS-järjestelmää.
• Algorand (ALGO): Puhdas PoS-lohkoketju, joka tunnetaan tehokkaasta ja turvallisesta konsensusmekanismista, joka on suunniteltu nopeaksi ja skaalautuvaksi.

Loppusanat Proof-of-Stake (PoS)

PoS tarjoaa lupaavan vaihtoehdon PoW:lle ja puuttuu sen keskeisiin rajoituksiin. On kuitenkin tärkeää olla tietoinen sen haasteista ja jatkuvista kehitystoimista, jotta voidaan varmistaa turvallinen ja hajautettu tulevaisuus.

FAQ About Proof-of-stake (PoS)