प्रूफ-ऑफ-स्टेक (PoS) विरुद्ध प्रूफ-ऑफ-वर्क (PoW)
जेव्हा इथेरियम लाँच झाले, तेव्हा इथेरियम सुरक्षित करण्यासाठी त्यावर विश्वास ठेवण्यापूर्वी प्रूफ-ऑफ-स्टेक (PoS) ला अजूनही खूप संशोधन आणि विकासाची आवश्यकता होती. प्रूफ-ऑफ-वर्क (PoW) ही एक सोपी यंत्रणा होती जी बिटकॉइनद्वारे आधीच सिद्ध झाली होती, याचा अर्थ मुख्य विकासक इथेरियम लाँच करण्यासाठी तिची त्वरित अंमलबजावणी करू शकत होते. प्रूफ-ऑफ-स्टेक विकसित करण्यासाठी आणि त्याची अंमलबजावणी करण्यायोग्य स्थितीपर्यंत पोहोचण्यासाठी आणखी 8 वर्षे लागली.
हे पृष्ठ इथेरियमच्या प्रूफ-ऑफ-वर्क मधून प्रूफ-ऑफ-स्टेक कडे वळण्यामागील कारणे आणि त्यातील तडजोडी स्पष्ट करते.
सुरक्षा
इथेरियम संशोधक प्रूफ-ऑफ-स्टेकला प्रूफ-ऑफ-वर्कपेक्षा अधिक सुरक्षित मानतात. तथापि, हे अलीकडेच खऱ्या इथरियम मेननेटसाठी लागू केले गेले आहे आणि प्रूफ-ऑफ-वर्कच्या तुलनेत कमी काळ सिद्ध झालेले आहे. खालील विभाग प्रूफ-ऑफ-वर्कच्या तुलनेत प्रूफ-ऑफ-स्टेकच्या सुरक्षा मॉडेलचे फायदे आणि तोटे यावर चर्चा करतात.
हल्ल्याचा खर्च
प्रूफ-ऑफ-स्टेक मध्ये, प्रमाणकांना स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्टमध्ये किमान 32 ETH एस्क्रो ("स्टेक") करणे आवश्यक आहे. गैरवर्तन करणाऱ्या प्रमाणकांना शिक्षा करण्यासाठी इथेरियम स्टेक केलेले इथर नष्ट करू शकते. एकमतावर पोहोचण्यासाठी, एकूण स्टेक केलेल्या इथरपैकी किमान 66% इथरने विशिष्ट ब्लॉकच्या संचाच्या बाजूने मत देणे आवश्यक आहे. >=66% स्टेकद्वारे मत दिलेले ब्लॉक "अंतिम झालेले" बनतात, याचा अर्थ ते काढले किंवा पुनर्रचना केले जाऊ शकत नाहीत.
नेटवर्कवर हल्ला करणे म्हणजे चेनला अंतिम होण्यापासून रोखणे किंवा कॅनोनिकल चेनमध्ये ब्लॉकची अशी विशिष्ट रचना सुनिश्चित करणे ज्यामुळे हल्लेखोराला कसा तरी फायदा होईल. यासाठी हल्लेखोराला मोठ्या प्रमाणात इथर जमा करून आणि त्याद्वारे थेट मत देऊन किंवा प्रामाणिक प्रमाणकांना विशिष्ट प्रकारे मत देण्यास फसवून प्रामाणिक एकमताचा मार्ग वळवणे आवश्यक आहे. प्रामाणिक प्रमाणकांना फसवणाऱ्या गुंतागुंतीच्या, कमी-शक्यता असलेल्या हल्ल्यांना बाजूला ठेवल्यास, इथेरियमवर हल्ला करण्याचा खर्च हा त्या स्टेकचा खर्च आहे जो हल्लेखोराला त्यांच्या बाजूने एकमतावर प्रभाव टाकण्यासाठी जमा करावा लागतो.
हल्ल्याचा सर्वात कमी खर्च एकूण स्टेकच्या >33% आहे. एकूण स्टेकच्या >33% धारण करणारा हल्लेखोर केवळ ऑफलाइन जाऊन अंतिमत्व विलंब घडवून आणू शकतो. नेटवर्कसाठी ही तुलनेने किरकोळ समस्या आहे कारण "निष्क्रियता गळती" नावाची एक यंत्रणा आहे जी ऑफलाइन प्रमाणकांकडून स्टेक काढून घेते जोपर्यंत ऑनलाइन बहुमत 66% स्टेकचे प्रतिनिधित्व करत नाही आणि चेन पुन्हा अंतिम करू शकत नाही. हल्लेखोरासाठी एकूण स्टेकच्या 33% पेक्षा थोड्या जास्त स्टेकसह दुहेरी अंतिमत्व घडवून आणणे सैद्धांतिकदृष्ट्या शक्य आहे, जेव्हा त्यांना ब्लॉक उत्पादक होण्यास सांगितले जाते तेव्हा एकाऐवजी दोन ब्लॉक तयार करून आणि नंतर त्यांच्या सर्व प्रमाणकांसह दुहेरी-मत देऊन. प्रत्येक फोर्कला उर्वरित प्रामाणिक प्रमाणकांपैकी फक्त 50% प्रमाणकांनी प्रत्येक ब्लॉक प्रथम पाहणे आवश्यक असते, त्यामुळे जर त्यांनी त्यांच्या संदेशांची वेळ अचूक साधली, तर ते दोन्ही फोर्क अंतिम करू शकतील. याच्या यशाची शक्यता कमी आहे, परंतु जर एखादा हल्लेखोर दुहेरी-अंतिमत्व घडवून आणण्यास सक्षम असेल, तर इथेरियम समुदायाला एका फोर्कचे अनुसरण करण्याचा निर्णय घ्यावा लागेल, अशा परिस्थितीत हल्लेखोराच्या प्रमाणकांना दुसऱ्या फोर्कवर निश्चितपणे स्लॅशिंग केले जाईल.
एकूण स्टेकच्या >33% सह, हल्लेखोराला इथेरियम नेटवर्कवर किरकोळ (अंतिमत्व विलंब) किंवा अधिक गंभीर (दुहेरी अंतिमत्व) प्रभाव पाडण्याची संधी असते. नेटवर्कवर 14,000,000 पेक्षा जास्त ETH स्टेक केलेले असताना आणि $1000/ETH च्या प्रातिनिधिक किंमतीसह, हे हल्ले करण्यासाठी किमान खर्च 1000 x 14,000,000 x 0.33 = $4,620,000,000 आहे. हल्लेखोर स्लॅशिंगद्वारे हे पैसे गमावेल आणि नेटवर्कमधून बाहेर काढला जाईल. पुन्हा हल्ला करण्यासाठी, त्यांना >33% स्टेक (पुन्हा) जमा करावा लागेल आणि तो (पुन्हा) जाळणे आवश्यक असेल. नेटवर्कवर हल्ला करण्याच्या प्रत्येक प्रयत्नासाठी >$4.6 अब्ज ($1000/ETH आणि 14M ETH स्टेक केलेल्या दराने) खर्च येईल. जेव्हा हल्लेखोराचे स्लॅशिंग केले जाते तेव्हा त्यांना नेटवर्कमधून बाहेर काढले जाते आणि पुन्हा सामील होण्यासाठी त्यांना सक्रियकरण रांगेत सामील व्हावे लागते. याचा अर्थ असा की वारंवार होणाऱ्या हल्ल्याचा दर केवळ हल्लेखोर एकूण स्टेकच्या >33% जमा करू शकणाऱ्या दरापुरता मर्यादित नाही तर त्यांच्या सर्व प्रमाणकांना नेटवर्कवर आणण्यासाठी लागणाऱ्या वेळेपुरता देखील मर्यादित आहे. प्रत्येक वेळी जेव्हा हल्लेखोर हल्ला करतो, तेव्हा तो खूप गरीब होतो आणि परिणामी पुरवठ्याच्या धक्क्यामुळे उर्वरित समुदाय अधिक श्रीमंत होतो.
इतर हल्ले, जसे की 51% हल्ला किंवा एकूण स्टेकच्या 66% सह अंतिमत्व उलटवणे, यासाठी लक्षणीयरीत्या अधिक ETH आवश्यक आहे आणि ते हल्लेखोरासाठी खूप जास्त खर्चिक आहेत.
याची तुलना प्रूफ-ऑफ-वर्कशी करा. प्रूफ-ऑफ-वर्क इथेरियमवर हल्ला सुरू करण्याचा खर्च हा एकूण नेटवर्क हॅश दराच्या >50% सातत्याने मालकी असण्याचा खर्च होता. हे प्रूफ-ऑफ-वर्क सोल्यूशन्सची सातत्याने गणना करण्यासाठी इतर खनिजांना मागे टाकण्यासाठी पुरेशा संगणकीय शक्तीच्या हार्डवेअर आणि चालू खर्चाच्या बरोबरीचे होते. इथेरियमचे खनन बहुतांशी ASICs ऐवजी GPUs वापरून केले गेले, ज्यामुळे खर्च कमी राहिला (जरी इथेरियम प्रूफ-ऑफ-वर्कवर राहिले असते, तरी ASIC खनन अधिक लोकप्रिय झाले असते). प्रूफ-ऑफ-वर्क इथेरियम नेटवर्कवर हल्ला करण्यासाठी शत्रूला भरपूर हार्डवेअर खरेदी करावे लागेल आणि ते चालवण्यासाठी विजेचे पैसे द्यावे लागतील, परंतु एकूण खर्च हल्ला सुरू करण्यासाठी पुरेसे ETH जमा करण्यासाठी लागणाऱ्या खर्चापेक्षा कमी असेल. 51% हल्ला प्रूफ-ऑफ-स्टेकच्या तुलनेत प्रूफ-ऑफ-वर्कवर ~20 पट कमी (opens in a new tab) खर्चिक आहे. जर हल्ला शोधला गेला आणि त्यांचे बदल काढून टाकण्यासाठी चेन हार्ड-फोर्क केली गेली, तर हल्लेखोर नवीन फोर्कवर हल्ला करण्यासाठी वारंवार तेच हार्डवेअर वापरू शकतो.
गुंतागुंत
प्रूफ-ऑफ-स्टेक हे प्रूफ-ऑफ-वर्कपेक्षा खूप जास्त गुंतागुंतीचे आहे. हा प्रूफ-ऑफ-वर्कच्या बाजूने एक मुद्दा असू शकतो कारण सोप्या प्रोटोकॉलमध्ये चुकून बग किंवा अनपेक्षित प्रभाव आणणे कठीण असते. तथापि, अनेक वर्षांचे संशोधन आणि विकास, सिम्युलेशन आणि टेस्टनेट अंमलबजावणीद्वारे ही गुंतागुंत आटोक्यात आणली गेली आहे. प्रूफ-ऑफ-स्टेक प्रोटोकॉलची पाच स्वतंत्र संघांद्वारे (अंमलबजावणी आणि सहमती स्तरांपैकी प्रत्येकावर) पाच प्रोग्रामिंग भाषांमध्ये स्वतंत्रपणे अंमलबजावणी केली गेली आहे, ज्यामुळे क्लायंट बग्सविरूद्ध लवचिकता मिळते.
प्रूफ-ऑफ-स्टेक सहमती लॉजिक सुरक्षितपणे विकसित आणि तपासण्यासाठी, इथरियम मेननेटवर प्रूफ-ऑफ-स्टेक लागू होण्याच्या दोन वर्षे आधी बीकन साखळी लाँच केली गेली. बीकन साखळीने प्रूफ-ऑफ-स्टेक चाचणीसाठी सँडबॉक्स म्हणून काम केले, कारण ती एक लाइव्ह ब्लॉकचेन होती जी प्रूफ-ऑफ-स्टेक सहमती लॉजिक लागू करत होती परंतु वास्तविक इथेरियम व्यवहारांना स्पर्श न करता - प्रभावीपणे फक्त स्वतःवर एकमतावर येत होती. एकदा हे पुरेशा वेळेसाठी स्थिर आणि बग-मुक्त झाल्यानंतर, बीकन साखळी इथरियम मेननेटमध्ये "विलीन" केली गेली. या सर्वांनी प्रूफ-ऑफ-स्टेकची गुंतागुंत अशा बिंदूपर्यंत आटोक्यात आणण्यात योगदान दिले की अनपेक्षित परिणामांचा किंवा क्लायंट बग्सचा धोका खूप कमी झाला.
हल्ल्याचे क्षेत्र
प्रूफ-ऑफ-स्टेक हे प्रूफ-ऑफ-वर्कपेक्षा अधिक गुंतागुंतीचे आहे, याचा अर्थ हाताळण्यासाठी अधिक संभाव्य हल्ला वेक्टर आहेत. क्लायंट्सना जोडणाऱ्या एका पीअर-टू-पीअर नेटवर्कऐवजी, दोन आहेत, प्रत्येक एक स्वतंत्र प्रोटोकॉल लागू करतो. प्रत्येक स्लॉटमध्ये ब्लॉक प्रस्तावित करण्यासाठी एका विशिष्ट प्रमाणकाची पूर्व-निवड केल्याने डिनायल-ऑफ-सर्व्हिसची शक्यता निर्माण होते जिथे मोठ्या प्रमाणात नेटवर्क ट्रॅफिक त्या विशिष्ट प्रमाणकाला ऑफलाइन करते.
असेही मार्ग आहेत ज्याद्वारे हल्लेखोर त्यांच्या ब्लॉक्स किंवा प्रमाणीकरणाच्या प्रकाशनाची वेळ काळजीपूर्वक ठरवू शकतात जेणेकरून ते प्रामाणिक नेटवर्कच्या विशिष्ट प्रमाणात प्राप्त होतील, त्यांना विशिष्ट प्रकारे मत देण्यास प्रभावित करतील. शेवटी, हल्लेखोर स्टेक करण्यासाठी आणि सहमती यंत्रणेवर वर्चस्व गाजवण्यासाठी पुरेसे ETH जमा करू शकतो. यापैकी प्रत्येक हल्ला वेक्टरशी संबंधित बचाव आहेत, परंतु प्रूफ-ऑफ-वर्क अंतर्गत बचाव करण्यासाठी ते अस्तित्वात नाहीत.
विकेंद्रीकरण
प्रूफ-ऑफ-स्टेक हे प्रूफ-ऑफ-वर्कपेक्षा अधिक विकेंद्रित आहे कारण खनन हार्डवेअरच्या शर्यतीमुळे व्यक्ती आणि लहान संस्थांना परवडत नाही. जरी तांत्रिकदृष्ट्या कोणीही सामान्य हार्डवेअरसह खनन सुरू करू शकत असले तरी, संस्थात्मक खनन ऑपरेशन्सच्या तुलनेत त्यांना कोणतेही बक्षीस मिळण्याची शक्यता खूपच कमी असते. प्रूफ-ऑफ-स्टेकसह, स्टेकिंगचा खर्च आणि त्या स्टेकवरील परताव्याची टक्केवारी सर्वांसाठी समान आहे. सध्या प्रमाणक चालवण्यासाठी 32 ETH खर्च येतो.
दुसरीकडे, लिक्विड स्टेकिंग डेरिव्हेटिव्ह्जच्या शोधामुळे केंद्रीकरणाच्या चिंता निर्माण झाल्या आहेत कारण काही मोठे प्रदाते मोठ्या प्रमाणात स्टेक केलेले ETH व्यवस्थापित करतात. हे समस्याप्रधान आहे आणि शक्य तितक्या लवकर दुरुस्त करणे आवश्यक आहे, परंतु ते दिसते त्यापेक्षा अधिक सूक्ष्म देखील आहे. केंद्रीकृत स्टेकिंग प्रदात्यांचे प्रमाणकांवर केंद्रीकृत नियंत्रण असणे आवश्यक नाही - बऱ्याचदा हा फक्त ETH चा एक मध्यवर्ती पूल तयार करण्याचा एक मार्ग असतो जो अनेक स्वतंत्र नोड ऑपरेटर स्टेक करू शकतात ज्यामध्ये प्रत्येक सहभागीला स्वतःचे 32 ETH असण्याची आवश्यकता नसते.
इथेरियमसाठी सर्वोत्तम पर्याय म्हणजे प्रमाणक स्थानिक पातळीवर घरगुती संगणकांवर चालवले जाणे, ज्यामुळे विकेंद्रीकरण जास्तीत जास्त होईल. म्हणूनच इथेरियम नोड/प्रमाणक चालवण्यासाठी हार्डवेअर आवश्यकता वाढवणाऱ्या बदलांना विरोध करते.
शाश्वतता
प्रूफ-ऑफ-स्टेक हा ब्लॉकचेन सुरक्षित करण्याचा कार्बन-स्वस्त मार्ग आहे. प्रूफ-ऑफ-वर्क अंतर्गत खनिक ब्लॉकचे खनन करण्याच्या अधिकारासाठी स्पर्धा करतात. जेव्हा खनिक वेगाने गणना करू शकतात तेव्हा ते अधिक यशस्वी होतात, ज्यामुळे हार्डवेअर आणि ऊर्जेच्या वापरामध्ये गुंतवणुकीला प्रोत्साहन मिळते. इथेरियम प्रूफ-ऑफ-स्टेकवर जाण्यापूर्वी हे दिसून आले होते. प्रूफ-ऑफ-स्टेकवर संक्रमण होण्याच्या काही काळ आधी, इथेरियम अंदाजे 78 TWh/yr ऊर्जा वापरत होते - जे एका लहान देशाएवढे आहे. तथापि, प्रूफ-ऑफ-स्टेकवर स्विच केल्याने हा ऊर्जेचा खर्च ~99.98% ने कमी झाला. प्रूफ-ऑफ-स्टेकने इथेरियमला ऊर्जा-कार्यक्षम, कमी कार्बन प्लॅटफॉर्म बनवले.
इथेरियमच्या ऊर्जेच्या वापराबद्दल अधिक
निर्गमन
प्रूफ-ऑफ-स्टेक इथेरियम प्रूफ-ऑफ-वर्क इथेरियमच्या तुलनेत खूप कमी नाण्यांचे निर्गमन करून त्याच्या सुरक्षिततेसाठी पैसे देऊ शकते कारण प्रमाणकांना जास्त वीज खर्च द्यावा लागत नाही. परिणामी, ETH त्याची महागाई कमी करू शकते किंवा जेव्हा मोठ्या प्रमाणात ETH जाळले जाते तेव्हा ते डिफ्लेशनरी देखील होऊ शकते. कमी महागाई पातळीचा अर्थ असा आहे की इथेरियमची सुरक्षा प्रूफ-ऑफ-वर्क अंतर्गत होती त्यापेक्षा स्वस्त आहे.