Блокчейни покладаються на механізми консенсусу для верифікації транзакцій, але чому важливо, чи є мережа Proof-of-Work (PoW), чи Proof-of-Stake (PoS)? У цьому посібнику ми розберемо PoW проти PoS простими словами, пояснивши, як кожен метод забезпечує безпеку блокчейну, а також розглянемо переваги, недоліки та особливості кожного з них. Ось що потрібно знати у 2025 році.
КЛЮЧОВІ МОМЕНТИ
➤ Proof-of-Work (PoW) використовує енергоємний майнінг для захисту мережі, тоді як Proof-of-Stake (PoS) спирається на валідаторів, які ставлять токени, що робить його більш енергоефективним.
➤ PoW має високу безпеку, але стикається з ризиками централізації через майнінгові пули, тоді як PoS пропонує швидші транзакції, але може концентрувати владу серед багатих валідаторів.
➤ PoS набирає популярності завдяки меншому впливу на довкілля, а перехід Ethereum у 2022 році став важливим кроком індустрії до екологічніших рішень для блокчейнів.
Що таке proof-of-work (PoW)?
Proof-of-Work (PoW) — це механізм консенсусу, у якому майнери використовують обчислювальну потужність для розв’язання складних математичних головоломок і валідації транзакцій у блокчейні. Цей процес передбачає конкуренцію між майнерами, що забезпечує безпеку та децентралізацію мережі.
Уявіть собі масштабний глобальний забіг, де тисячі людей змагаються у розв’язанні найскладніших головоломок у світі. Перша особа, яка завершить головоломку, додає своє рішення до реєстру (блокчейну) та отримує винагороду. Усі інші мають спробувати знову для наступної головоломки. Це запобігає шахрайству, адже для перемоги потрібні реальні зусилля та ресурси.
Ключові характеристики PoW
- Валідація на основі майнінгу: майнери змагаються у вирішенні криптографічних головоломок, а переможець отримує можливість перевірити блок і отримати винагороду.
- Енергоємність: подібно до того, як гігантські змагання головоломок вимагають енергії, PoW використовує багато обчислювальної потужності, що робить його енергоємним.
- Безпека через складність: Складність головоломок ускладнює будь-кому втручання в мережу. Будь-які зміни зажадають повторного вирішення всіх попередніх головоломок, що практично неможливо.
Як PoW забезпечує безпеку та децентралізацію
PoW гарантує безпеку, роблячи атаки чи маніпуляції з мережею надзвичайно витратними. Ресурси, необхідні для шахрайства, настільки великі, що це не варте зусиль. Водночас PoW дозволяє будь-кому з відповідним обладнанням брати участь у майнінгу, що унеможливлює контроль мережі однією особою чи організацією.
Чи знаєте ви? Станом на 2025 майнери біткоїна споживають більше енергії щорічно, ніж деякі невеликі країни, використовуючи приблизно 140 терават-годин (ТВт·год) електроенергії — що еквівалентно річному споживанню енергії Аргентини!
Приклади блокчейнів, що використовують PoW
- Біткойн: перша криптовалюта, яка впровадила PoW, децентралізована мережа Bitcoin покладається на майнерів для захисту блокчейну.
- Litecoin: Форк Bitcoin, Litecoin використовує PoW, але пропонує швидший час транзакцій, що робить його більш придатним для невеликих повсякденних транзакцій.
Що таке proof-of-stake (PoS)?
Proof-of-stake (PoS) — це механізм консенсусу, за допомогою якого валідаторів вибирають для створення нових блоків на основі кількості криптовалюти, якою вони володіють, і готові «стейкінгувати» як заставу. Цей метод зменшує потребу в енергоємних обчисленнях і підвищує ефективність мережі.
Уявіть собі лотерею, де учасники купують квитки. Чим більше квитків ви купуєте, тим вищі ваші шанси бути обраним переможцем. У PoS, чим більше токенів валідатор володіє та заставляє, тим вища ймовірність того, що його оберуть для валідації блоку та отримання винагороди. На відміну від PoW, йдеться не про розв’язання головоломок — а про наявність частки у грі.
Ключові характеристики PoS
- Стейкінг замінює майнінг: замість майнерів PoS використовує валідаторів, які блокують (або заставляють) свої токени для можливості валідувати блоки.
- Енергоефективність: Оскільки PoS не покладається на важкі обчислення, він споживає значно менше енергії, ніж PoW.
- Вибір валідатора на основі стейкінгу: валідаторів вибирають на основі того, скільки монет вони поставили, що стимулює утримання та безпеку мережі.
Процес стейкінгу та вибору валідаторів
У PoS валідатори блокують частину своєї криптовалюти як заставу. Коли їх обирають, вони валідують нові транзакції та додають їх до блокчейну. Якщо вони діють нечесно, їхні заставлені токени можуть бути конфісковані (втрачені), що забезпечує дотримання правил учасниками. Ця система сприяє тим, хто має велику заставу, але також дозволяє брати участь меншим власникам.
Перевірка фактів: У 2022 році Ethereum, друга за величиною криптовалюта за ринковою капіталізацією, перейшла з PoW на PoS, скоротивши споживання енергії більш ніж на 99%. Цей зсув, який отримав назву «Злиття», став однією з найочікуваніших подій в історії криптовалют.
Приклади блокчейнів, що використовують PoS
- Cardano: Провідний блокчейн PoS, відомий своїм підходом, заснованим на дослідженнях, Cardano наголошує на безпеці та стабільності за допомогою стейкінгу.
- Ethereum: Після переходу з PoW у 2022 році Ethereum тепер використовує PoS, що значно підвищує його енергоефективність і масштабованість.
Proof-of-work проти proof-of-stake: порівняння
Хоча відмінності завжди можна детально описати, ось коротка таблиця для довідки, яка може допомогти вам краще зрозуміти, як працює кожна з них:
| Ознака | Proof-of-work (PoW) | Підтвердження частки володіння proof-of-stake (PoS) |
| Енергоспоживання | Високий | Низький |
| Швидкість транзакцій | Повільніше | Швидше |
| Безпека | Висока безпека, але ризики централізація в майнінгових пулах | Безпечний, але ризикує централізацією, якщо багатство сконцентроване. |
| Економічна модель | Винагороди на основі майнінгу | Винагороди на основі стейкінгу |
Уявіть PoW як марафон, де учасники мають фізично бігти до фінішу. Найшвидший бігун перемагає. Натомість PoS більше схожий на лотерею: чим більше квитків ви купуєте (або токенів заставляєте), тим вищі ваші шанси на виграш. Обидва методи виконують завдання, але один вимагає більше фізичних зусиль, тоді як інший залежить від участі та удачі.
Виклики, пов’язані з PoW
Хоча proof-of-work (PoW) широко відомий своєю безпекою та децентралізацією, він пов’язаний зі значними проблемами. Його енергоспоживання, ризики централізації та низька швидкість транзакцій створюють обмеження для масштабованості.
Уявіть, що ви керуєте заводом, який потребує величезної кількості електроенергії для роботи. Щогодини витрати на підтримку світла зростають, і дедалі менше заводів можуть дозволити собі продовжувати діяльність. З часом лише найбільші компанії (або у цьому випадку майнери) можуть утримуватися, що призводить до централізації.
Високе енергоспоживання
Одним із найбільш обговорюваних недоліків PoW є його вплив на довкілля. Енергія, необхідна для розв’язання криптографічних головоломок, є величезною, що викликає занепокоєння щодо сталості. Це спонукало до дискусій про екологічніші альтернативи у технології блокчейн.
Величезні переваги Bitcoin у транзакціях, довірі та безпеці компенсуються активно ресурсомістким дизайном процесу перевірки транзакцій, що тепер ставить під загрозу нашу здатність виживати в залежному від клімату світі.
Трубі, Д. (2018). Декарбонізація біткойнів: науковий напрям
Чи знаєте ви? Споживання енергії для майнінгу Bitcoin у 2024 році перевищило річне споживання електроенергії цілими країнами, такими як Нідерланди, що викликало занепокоєння щодо його довгострокової стійкості.
Наведений нижче графік демонструє зміну в споживанні енергії Ethereum після переходу від механізму консенсусу PoW до PoS.
Ризики централізації через майнінгові пули
У міру того, як майнінг стає все більш конкурентоспроможним і вимогливим до апаратного забезпечення, менші майнери намагаються конкурувати. Це призвело до появи майнінгових пулів — груп майнерів, які об’єднують свої ресурси для спільного вирішення головоломок.
Хоча це робить майнінг більш ефективним, він також ризикує централізувати владу в руках кількох великих пулів, що може підірвати принцип децентралізації PoW.
Повільніший час транзакцій
Мережі PoW, такі як Bitcoin, обробляють транзакції повільніше порівняно з новими механізмами консенсусу. Оскільки майнерам потрібен час для вирішення кожної головоломки, генерація блоків може зайняти більше часу, що спричиняє затримки в перевірці транзакцій, особливо в періоди високого мережевого трафіку.
Проблеми, пов’язані з PoS
Proof-of-stake (PoS) хвалять за енергоефективність і масштабованість, але він стикається з власним набором проблем. До них відносяться:
- Ризики централізації
- Потенційні вразливості системи безпеки
- Складність стейкінгу
Думайте про PoS як про настільну гру, де гравцям потрібно вкладати гроші (робити ставки), щоб отримати місце за столом. Хоча це дозволяє більшій кількості учасників, ніж PoW, з часом найбагатші гравці мають більший вплив, що може призвести до домінування деяких у грі.
Ризики централізації через концентрацію багатства
У системах PoS валідатори з більшими сумами криптовалюти на стейкінгу мають вищі шанси бути обраними для перевірки блоків. Це може призвести до ситуації, коли невелика група заможних учасників контролює значну частину мережі, що викликає занепокоєння щодо централізації.
Чи знаєте ви? У 2023 році Cardano представила систему, яка дозволяє меншим власникам об’єднувати свої ставки та ділитися винагородами, допомагаючи знизити ризики централізації в системах PoS. Такий розвиток подій заохочує ширшу участь, але концентрація багатства залишається проблемою.
Питання безпеки (атаки на далекі відстані, зниження ризиків)
Хоча PoS загалом вважається безпечним, він має свої вразливості. Одним із таких ризиків є атака на далеку відстань, коли зловмисник переписує історію з далекого глибини блокчейну.
Щоб пом’якшити це, PoS-системи впроваджують штрафні санкції (різання) для валідаторів, які діють нечесно. Однак чесні валідатори можуть бути оштрафовані випадково, що призведе до потенційної втрати монет у стейкінгу.
Складність процесу стейкінгу
Стейкінг може бути складним процесом, особливо для новачків. Валідатори повинні розуміти, на яку суму потрібно ставити, керувати ризиками скорочення та залишатися в мережі, щоб зберегти свою роль у мережі.
Ця складність може відбити бажання у менших власників брати участь, потенційно залишаючи систему в руках більш досвідчених або заможніших користувачів.
Станом на 2025 рік досліджуються кілька гібридних моделей, які поєднують аспекти як PoW, так і PoS. Наприклад, проєкти на кшталт Kadena використовують PoW для безпеки та PoS для управління, щоб досягти балансу між безпекою та енергоефективністю.
Який механізм консенсусу кращий: PoS чи PoW?
У дискусії між Proof-of-Work і Proof-of-Stake немає однозначного переможця; кожен має свої сильні та слабкі сторони залежно від сценарію використання. Однак із розвитком технології блокчейн PoS привертає більше уваги завдяки своїй енергоефективності, сталості та масштабованості, тоді як PoW залишається надійним через високий рівень безпеки.
Хоча багато нових ланцюгів прагнуть екологічніших характеристик із PoS, статус першого й найпопулярнішого блокчейну, біткоїна, як PoW гарантує, що енергоємніший механізм консенсусу залишиться актуальним у довгостроковій перспективі.
Поширені запитання
Що безпечніше: proof-of-work чи proof-of-stake?
Чи може блокчейн переключитися з PoW на PoS?
Чому Ethereum перейшов на proof-of-stake?
Які екологічні переваги PoS над PoW?
Дисклеймер
Відповідно до принципів проєкту Trust Project, ця авторська стаття представляє точку зору автора і не обов'язково відображає погляди BeInCrypto. BeInCrypto залишається прихильником прозорої звітності та дотримання найвищих стандартів журналістики. Читачам рекомендується перевіряти інформацію самостійно і консультуватися з професіоналами, перш ніж приймати рішення на основі цього контенту. Зверніть увагу, що наші Загальні положення та умови, Полiтика конфіденційності та Дисклеймер були оновлені.
