Proof of Stake (PoS)

Varför oss?

Lär dig vad som menas med Proof of Stake, förkortat PoS, inom kryptovärlden. Techopedia ger dig en fullständig definition av denna mekanism och förklarar steg för steg hur den fungerar. Vi erbjuder även en jämförelse mellan PoS och PoW (Proof of Work), tillsammans med för- och nackdelar att ta hänsyn till.

Vad är Proof of Stake (PoS)?

Proof of stake (PoS) är en konsensusmekanism som används av blockkedjenätverk för att validera och autentisera kryptotransaktioner och uppnå enighet om huvudbokens tillstånd. Per definition använder proof of stake-mekanismer validerare som sätter in, eller låser, sina kryptovalutainnehav till blockkedjan för att ha rätt att konkurrera om att validera block av transaktioner och lägga till dem i kedjan.

PoS syftar till att tillhandahålla en mer energieffektiv, skalbar och ekonomiskt motiverad metod för att uppnå decentraliserat samförstånd i nätverk för distribuerade liggare.

Techopedia förklarar innebörden av Proof of Stake (PoS)

 En illustration som förklarar Proof of Stake (PoS).

PoS utvecklades för att förbättra skalbarheten och förbruka mindre energi än sin föregångare Proof of Work (PoW), vilket innebär att Proof of Stake har omdefinierat hur decentraliserade nätverk validerar transaktioner och upprätthåller integriteten i sina huvudböcker.

I ett decentraliserat nätverk som en blockkedja finns det ingen central myndighet som validerar transaktioner och upprätthåller huvudbokens integritet. Istället tillåter konsensusmekanismer nätverksdeltagare, så kallade noder, att arbeta tillsammans för att komma överens om transaktionernas ordning och giltighet, vilket säkerställer att alla noder når samma slutsats om blockkedjans tillstånd.

Genom att utnyttja PoS kan blockkedjenätverk uppnå konsensus på ett mer energieffektivt sätt, vilket minskar den miljöpåverkan som är förknippad med traditionella PoW-baserade system. PoS erbjuder också skalbarhetsfördelar, eftersom det minskar beräkningsomkostnaderna som krävs för att validera block, vilket möjliggör snabbare transaktionsbehandling och nätverksgenomströmning.

Hur Proof of Stake fungerar

PoS-mekanismen bygger på konceptet staking, vilket innebär att validerare som kör datorsystem låser upp en viss mängd av sina kryptovalutamynt i blockkedjan. Dessa mynt fungerar som säkerhet för att delta i valideringen och skapandet av nya block som innehåller transaktioner att lägga till i kedjan.

Det insatta beloppet fungerar som en säkerhetsdeposition och ger validerare incitament att agera ärligt och följa nätverkets regler. Ju högre insats, desto större är sannolikheten att bli vald som validerare, så validerare har ett egenintresse av att upprätthålla nätverkets integritet för att skydda sina insatta tillgångar.

Utvalda validerare turas om att föreslå nya block som ska läggas till i blockkedjan. Valideraren skapar ett nytt block som innehåller ett antal giltiga transaktioner, och prioriterar vanligtvis transaktioner med högre avgifter eller de som har väntat längst i transaktionspoolen.

När en validerare föreslår ett block verifierar andra validerare i nätverket att de transaktioner som ingår i blocket följer nätverkets konsensusregler och inte har brutit mot några protokollriktlinjer, till exempel dubbelt spenderande eller ogiltiga signaturer.

Konsensus uppnås när en supermajoritet av validerarna är överens om att det föreslagna blocket är giltigt. Denna överenskommelse uppnås vanligtvis genom mekanismer som BFT (Byzantine Fault Tolerance) eller DPoS (Delegated Proof of Stake), där ett fördefinierat antal validerare måste signalera att de accepterar det föreslagna blocket.

När ett block har validerats och godkänts av nätverket läggs det till i blockkedjan och blir en del av den oföränderliga huvudboken. Denna process säkerställer att alla deltagande noder i nätverket upprätthåller en konsekvent bild av transaktionshistoriken, vilket förhindrar dubbelspendering och säkerställer blockkedjans integritet.

I utbyte mot sitt deltagande belönas validatorerna med ytterligare kryptovalutatokens – vanligtvis en andel av transaktionsavgifterna i proportion till deras insatta belopp och hur länge de låter sina mynt vara låsta till nätverket.

Illustration som förklarar hur Proof of Stake fungerar i 6 steg.
Källa: immunebytes

Olika PoS-mekanismer kan använda olika metoder för att nå konsensus. På blockkedjor som använder sharding, som delar upp transaktionssatser i shards för snabbare bearbetning, lägger till exempel validerare som verifierar transaktionerna till dem i ett shard-block, vilket kräver att ett visst antal validerare bildar en röstningskommitté för att komma fram till ett samförstånd om att ett block är giltigt och kan stängas.

Proof of Stake på Ethereum 2.0

Ethereum 2.0, den efterlängtade uppgraderingen av Ethereums blockkedja, är en av de mest betydelsefulla implementeringarna av PoS hittills. Ethereum gjorde övergången från PoW till PoS för att hantera skalbarhetsproblem och skapa ett mer hållbart och ekonomiskt livskraftigt blockkedjeekosystem.

Ethereums proof of stake-mekanism, känd som Beacon Chain, introducerar valideringsnoder som satsar Ether (ETH)-mynt för att säkra nätverket och få belöningar för sina bidrag. För att bli en validator på Ethereum 2.0 måste deltagarna satsa minst 32 ETH, låsa upp sina mynt i ett smart kontrakt på Ethereum 1.0-kedjan och effektivt överföra dem till Beacon Chain. Validerare får belöningar för sitt deltagande i form av ytterligare ETH.

Ethereum 2.0 implementerar en slutgiltighetsmekanism som kallas Casper Friendly Finality Gadget (FFG). Casper FFG introducerar konceptet ”finalized blocks”, vilket är block som har uppnått irreversibel konsensus över nätverket, i syfte att minska risken för kedjeomorganisationer och attacker med dubbelt spenderande.

Vilka kryptovalutor använder PoS?

Flera kryptovalutor använder PoS som sin konsensusmekanism förutom Ethereum, inklusive:

Dessa nätverk använder PoS för att uppnå konsensus på ett effektivt och hållbart sätt och erbjuder ett alternativ till den resurskrävande PoW.

Proof of Stake vs Proof of Work

PoS och PoW är två olika metoder för att uppnå konsensus i ett blockkedjenätverk. Till skillnad från PoW, som förlitar sig på beräkningskraft och konkurrenskraftig gruvdrift för att validera transaktioner, fungerar PoS utifrån förutsättningen att validerare satsar sina kryptoinnehav för att bearbeta block baserat på deras insatsstorlek.

PoS-säkerhet

Slashing

Genom att sätta in sina kryptoinnehav som säkerhet har validerare ett egenintresse av att upprätthålla nätverkets värde och säkerhet. De riskerar att förlora en del av sina insatta tillgångar om de upptäcks ägna sig åt skadligt beteende eller bryter mot nätverksregler, till exempel dubbelsignering av block, försök att manipulera konsensus eller underlåtenhet att fullgöra sina skyldigheter.

Så kallade slashing-straff ger validerare incitament att agera ärligt och upprätthålla nätverkets integritet.

Randomiserade urvalsmekanismer
PoS-nätverk implementerar också dessa mekanismer för att tilldela validerare att föreslå och verifiera block. Detta säkerställer att processen för blockskapande förblir oförutsägbar och motståndskraftig mot manipulation.

Eftersom validerarnas uppdrag kan rotera över tiden är det svårt för en enskild enhet att utöva ett oproportionerligt inflytande över nätverket.

Motståndskraft mot angrepp

PoS-nätverk är utformade för att motstå olika former av attacker och störningar genom mekanismer som Byzantine Fault Tolerance (BFT) och adaptiva konsensusalgoritmer, som kan tolerera en viss grad av skadligt beteende eller nätverksfel utan att äventyra den övergripande konsensus.

Sårbarheter och utmaningar

Attacker med lång räckvidd

PoS-nätverk är känsliga för långdistansattacker, där en angripare med en betydande insatsstorlek kan försöka skriva om blockkedjans historia genom att skapa en alternativ kedja från en tidigare tidsstämpel.

Till skillnad från PoW, där omskrivning av historien kräver enorm beräkningskraft och är ekonomiskt oöverkomligt, tillåter PoS angripare att satsa sina tokens på flera kedjor samtidigt, vilket gör långdistansattacker mer genomförbara.

Nothing at Stake-problem

Eftersom PoS-validerare teoretiskt sett kan validera flera kedjor utan att drabbas av betydande kostnader har de inte mycket att förlora på att validera flera motstridiga block eller kedjor samtidigt, vilket leder till kedjefragmentering och tvetydig konsensus.

Detta är känt som ”Nothing at Stake”-problemet. Även om olika tekniker, såsom sänkta straff och kontrollpunkter, syftar till att mildra problemet, är det fortfarande ett ihållande problem i PoS-nätverk.

Sybil-attacker

PoS-nätverk kan också vara sårbara för Sybil-attacker, där en angripare skapar flera pseudonyma identiteter (sybils) för att få ett oproportionerligt stort inflytande över nätverket.

Angripare kan öka sina chanser att bli utvalda för att validera block och potentiellt utöva kontroll över nätverkets konsensus genom att fördela sin insats över flera valideringsnoder.

Proof of Stake fördelar och nackdelar

Fördelar pros

  • Miljömässigt hållbar
  • Effektiv transaktionshantering
  • Uppmuntrad ärlighet
  • Säkerhetsåtgärder
  • Snabbare slutförande av transaktioner
  • Styrning på kedjan

Nackdelar cons

  • Risk för centralisering
  • Sårbarhet för attacker
  • ”Nothing at Stake”-problemet
  • Ekonomisk centralisering
  • Uteslutning av mindre deltagare
  • Beroende av aktiva validerare

Slutsatsen om Proof of Stake

Proof of stake utgör en utveckling av blockkedjornas konsensusmekanismer och erbjuder energieffektiva och skalbara alternativ till den traditionella proof of work-metoden.

PoS gör det möjligt för nätverksdeltagare att sätta in sin kryptovaluta i blockkedjan, istället för att behöva investera i dyr hårdvara i form av en mining-rigg. Staking ger ett incitament för validerare att bidra till blockkedjans integritet och säkerhet, även om det också ger möjligheter för illvilliga angripare att få kontroll.

Variationer på PoS-mekanismer kommer sannolikt att dyka upp när blockkedjeutvecklare letar efter sätt att öka blockkedjans säkerhet och effektivitet och samtidigt begränsa deras miljöpåverkan.

Vanliga frågor om PoS-mekanism

Vad är proof of stake i enkla termer?

Kan du tjäna pengar med proof of stake?

Hur säkert är proof of stake?

Vilket krypto använder proof of stake?

Relaterade termer

Nicole Willing
Technology Journalist
Nicole Willing
Teknikskribent

Nicole Willing har två decenniers erfarenhet av att skriva och redigera innehåll om teknik och ekonomi. Hon har utvecklat expertis inom bevakning av råvaru-, aktie- och kryptovalutamarknaderna samt de senaste trenderna inom tekniksektorn, från halvledare till elfordon. Hennes bakgrund inom rapportering om utvecklingen av utrustning och tjänster för telekomnätverk och industriell metallproduktion ger henne ett unikt perspektiv på konvergensen mellan Internet-of-Things teknik och tillverkning.