Mikä on Proof of Stake?

Proof of Stake on konsensusmekanismi, usein lyhennettynä PoS, jota monet suositut kryptovaluutat käyttävät verkon suojaamiseen, transaktioiden validoimiseen ja uusien lohkojen luomiseen.

Konsensusmekanismit ovat keskeisiä lohkoketjuteknologiassa, sillä ne mahdollistavat hajautettujen verkkojen yhteisymmärryksen siitä, mitkä transaktiot ovat kelvollisia ja missä järjestyksessä ne lisätään lohkoketjuun.

Proof of Stake kehitettiin vaihtoehdoksi Proof of Workille, ja sen tavoitteena on tarjota huomattavasti energiatehokkaampi ratkaisu verrattuna Proof of Workin vaatimaan suureen energiankulutukseen.

Miten Proof of Stake toimii?

Proof of Stake käyttää validoijia transaktioiden tarkistamiseen ja uusien lohkojen ehdottamiseen verkossa. Validoijaksi ryhtyminen edellyttää, että käyttäjä lukitsee eli steikkaa (stake) tietyn määrän verkon kryptovaluuttaa vakuudeksi. Mitä enemmän käyttäjä steikkaa, sitä suurempi on todennäköisyys tulla valituksi seuraavan lohkon validoijaksi.

Yksinkertaistettuna validoijien valinta tapahtuu usein satunnaisesti, mutta valintatodennäköisyys kasvaa steikatun kryptovaluutan määrän mukaan.

Järjestelmä on suunniteltu siten, että verkon manipulointi on taloudellisesti kannattamatonta. Sääntöjen rikkominen voi johtaa koko tai osan steikatun panoksen menettämiseen. Tämä luo kannustimen toimia rehellisesti ja vahvistaa verkon turvallisuutta.

Alla on esitelty erilaisia Proof of Stake -malleja, joissa validoijien valintatapa vaihtelee.

Proof of Staken eri muodot

• Satunnainen valinta, jossa suurempi panos lisää todennäköisyyttä tulla valituksi
• Delegated Proof of Stake, jossa käyttäjät äänestävät edustajia, jotka toimivat validoijina
• Nominated Proof of Stake, jossa tietyt validoijat nimetään muiden toimesta ja eniten nimityksiä saaneet valitaan

Kun lohko on ehdotettu, joukko muita validoijia tarkistaa sen. Kun riittävän moni on vahvistanut lohkon kelvollisuuden, sitä pidetään lopullisena. Prosessiin osallistuvat validoijat saavat palkkioita, yleensä transaktiomaksujen tai uusien kryptokolikoiden muodossa.

Hyödyt ja haitat

Proof of Stake on suosittu konsensusmekanismi, jolla on useita etuja, mutta se ei ole täysin vailla haittapuolia.

Proof of Staken tärkeimmät edut:

• Energiatehokkuus, PoS kuluttaa huomattavasti vähemmän sähköä kuin Proof of Work
• Skaalautuvuus, PoS pystyy käsittelemään suuren määrän transaktioita sekunnissa
• Edullisempi kuin louhinta, osallistuminen ei vaadi kallista louhintalaitteistoa, vaan pelkästään kryptovaluutan omistamista ja steikkaamista
• Laajempi osallistuminen, monet PoS-verkot mahdollistavat myös pienempien käyttäjien osallistumisen staking-pooleihin tai delegoinnin kautta

Proof of Staken tärkeimmät haitat:

• Nothing at Stake -ongelma, validoijat voivat tukea useita ketjuja ristiriitatilanteissa, mikä voi heikentää turvallisuutta
• Keskittämisriski, jos pieni joukko validoijia hallitsee suurta osaa steikatusta pääomasta
• Monimutkaisuus, PoS-järjestelmät ovat usein teknisesti monimutkaisempia kuin perinteiset PoW-ratkaisut
• Epätasa-arvo verkossa, suuret omistajat saavat helpommin uusia palkkioita, mikä voi lisätä varallisuuseroja

Mitkä suositut lohkoketjut käyttävät Proof of Stakea?

Proof of Stake on nykyään käytössä monissa maailman suurimmista lohkoketjuista. Alla muutamia tunnetuimpia esimerkkejä:

• Ethereum siirtyi Proof of Workista Proof of Stakeen vuonna 2022, mikä vähensi energiankulutusta merkittävästi
• Cardano käyttää Proof of Stake -protokollaa nimeltä Ouroboros
• Solana yhdistää Proof of Staken omaan menetelmäänsä nimeltä Proof of History, mikä mahdollistaa erittäin korkeat transaktionopeudet
• Polkadot käyttää Nominated Proof of Stake -mallia, jossa käyttäjät nimittävät validoijia hajautetun ja skaalautuvan verkon luomiseksi

Mikä on ero Proof of Staken ja Proof of Workin välillä?

Proof of Stake ja Proof of Work ovat kaksi yleisintä lohkoketjujen konsensusmekanismia, mutta ne toimivat hyvin eri tavoin.

Proof of Workissa louhijat käyttävät suuria määriä laskentatehoa ratkaistakseen monimutkaisia matemaattisia ongelmia. Ensimmäisenä ratkaisun löytänyt saa lisätä uuden lohkon ketjuun ja ansaitsee kryptopalkkion. Tämä johtaa korkeaan energiankulutukseen ja vaatii erikoistunutta laitteistoa.

Proof of Stakessa laskentateho korvataan steikkaamisella, jossa validoijat asettavat omia varojaan vakuudeksi saadakseen oikeuden luoda uusia lohkoja ja validoida transaktioita.

Todennäköisyys tulla valituksi kasvaa panoksen koon myötä. Energiankulutus on huomattavasti pienempi, ja laitteistona riittää tavallinen tietokone.

Taulukko Proof of Staken ja Proof of Workin eroista

Alla oleva taulukko tiivistää tärkeimmät erot:

Ominaisuus	Proof of Work	Proof of Stake
Lohkot validoi	Louhijat	Validoijat
Valintamekanismi	Laskentateho	Panoksen suuruus
Laitteistovaatimukset	Erikoistunut laitteisto	Tavallinen tietokone tai palvelin
Energiankulutus	Erittäin korkea	Huomattavasti matalampi
Osallistuminen	Korkea aloituskustannus	Matalampi pääomavaatimus
Palkkiot	Lohkopalkkio ja maksut	Transaktiomaksut, joskus uusia tokeneita
51 prosentin hyökkäys	Laskentatehon hallinta	Staeikatun valuutan hallinta
Tunnettuja esimerkkejä	Bitcoin	Ethereum, Cardano, Solana

Taulukko Proof of Staken (PoS) ja Proof of Workin (PoW) välisistä eroista.

Proof of Staken turvallisuus

Proof of Stakessa on useita sisäänrakennettuja turvamekanismeja. Validoijat asettavat omat varansa vakuudeksi, mikä tarkoittaa, että vilpillinen toiminta voi johtaa koko tai osan panoksen menettämiseen.

Tämä toimii taloudellisena pelotteena vihamielisiä toimia vastaan. Täysin hajautetuissa verkoissa on myös erittäin kallista kerätä riittävän suuri osuus kaikista tokeneista 51 prosentin hyökkäyksen toteuttamiseksi, jossa yksi toimija hallitsisi enemmistöä stakatusta pääomasta.

Useimmissa PoS-verkoissa on lisäksi järjestelmiä, jotka tunnistavat sääntöjä rikkovat validoijat. Esimerkiksi slashing-mekanismi voi poistaa osan tai koko panoksen. Monissa verkoissa muut validoijat voivat jättää huomiotta selvästi hyökkäyksen seurauksena syntyneet lohkot, mikä vahvistaa hajautusta ja turvallisuutta.

Yhteenveto

Proof of Stake on kehittynyt vuosien varrella energiatehokkaaksi, skaalautuvaksi ja osallistujaystävälliseksi vaihtoehdoksi perinteiselle Proof of Workille.

Järjestelmä perustuu siihen, että validoijat asettavat omat varansa vakuudeksi ja saavat palkkioita rehellisestä toiminnasta. Samalla energiankulutus on huomattavasti pienempi kuin Proof of Workissa, ja hajautetun verkon rakentaminen on helpompaa.

Keskittämisriski on kuitenkin olemassa, minkä vuoksi uusia Proof of Stake -malleja kehitetään jatkuvasti tämän riskin minimoimiseksi.

Usein kysytyt kysymykset Proof of Stakesta