Uthibitisho wa Dau (PoS) dhidi ya Uthibitisho wa Kazi (PoW)
Wakati Ethereum ilipozinduliwa, Uthibitisho wa Dau (PoS) bado ulihitaji utafiti na maendeleo mengi kabla ya kuaminika kulinda Ethereum. Uthibitisho wa Kazi (PoW) ulikuwa utaratibu rahisi zaidi ambao tayari ulikuwa umethibitishwa na Bitcoin, ikimaanisha watengenezaji wakuu wangeweza kuutekeleza mara moja ili kuzindua Ethereum. Ilichukua miaka mingine minane kuendeleza Uthibitisho wa Dau (PoS) hadi kufikia hatua ambapo ungeweza kutekelezwa.
Ukurasa huu unaelezea sababu za msingi za Ethereum kubadili kwenda kwenye Uthibitisho wa Dau (PoS) kutoka kwenye Uthibitisho wa Kazi (PoW) na faida na hasara zinazohusika.
Usalama
Watafiti wa Ethereum wanaona Uthibitisho wa Dau (PoS) kuwa salama zaidi kuliko Uthibitisho wa Kazi (PoW). Hata hivyo, umetekelezwa hivi karibuni tu kwa Mtandao Mkuu wa Ethereum halisi na haujathibitishwa kwa muda mrefu kama Uthibitisho wa Kazi (PoW). Sehemu zifuatazo zinajadili faida na hasara za muundo wa usalama wa Uthibitisho wa Dau (PoS) ukilinganishwa na Uthibitisho wa Kazi (PoW).
Gharama ya kushambulia
Katika Uthibitisho wa Dau (PoS), wathibitishaji wanahitajika kuweka rehani ("kuweka dhamana") angalau ETH 32 kwenye mkataba mahiri. Ethereum inaweza kuteketeza Etha iliyowekwa dhamana ili kuwaadhibu wathibitishaji wanaofanya makosa. Ili kufikia mwafaka, angalau 66% ya jumla ya Etha iliyowekwa dhamana inapaswa kupiga kura kuunga mkono seti fulani ya vitalu. Vitalu vilivyopigiwa kura na >=66% ya dhamana vinakuwa "viliokamilishwa", ikimaanisha haviwezi kuondolewa au kupangwa upya.
Kushambulia mtandao kunaweza kumaanisha kuzuia mnyororo kukamilika au kuhakikisha mpangilio fulani wa vitalu katika mnyororo mkuu ambao kwa namna fulani unamnufaisha mshambuliaji. Hili linahitaji mshambuliaji kupotosha njia ya mwafaka wa uaminifu ama kwa kukusanya kiasi kikubwa cha Etha na kupiga kura nayo moja kwa moja au kuwahadaa wathibitishaji waaminifu kupiga kura kwa njia fulani. Tukiweka kando mashambulizi ya kisasa, yenye uwezekano mdogo yanayohadaa wathibitishaji waaminifu, gharama ya kushambulia Ethereum ni gharama ya dhamana ambayo mshambuliaji anapaswa kukusanya ili kushawishi mwafaka kwa faida yake.
Gharama ya chini kabisa ya shambulio ni >33% ya jumla ya dhamana. Mshambuliaji anayeshikilia >33% ya jumla ya dhamana anaweza kusababisha ucheleweshaji wa ukamilifu kwa kwenda nje ya mtandao tu. Hili ni tatizo dogo kiasi kwa mtandao kwani kuna utaratibu unaojulikana kama "uvujaji wa kutotenda" ambao unavujisha dhamana kutoka kwa wathibitishaji walio nje ya mtandao hadi walio wengi mtandaoni wawakilishe 66% ya dhamana na waweze kukamilisha mnyororo tena. Pia inawezekana kinadharia kwa mshambuliaji kusababisha ukamilifu maradufu kwa kuwa na zaidi kidogo ya 33% ya jumla ya dhamana kwa kuunda vitalu viwili badala ya kimoja wanapoombwa kuwa mzalishaji wa kitalu na kisha kupiga kura mara mbili na wathibitishaji wao wote. Kila mchepuo unahitaji tu 50% ya wathibitishaji waaminifu waliosalia kuona kila kitalu kwanza, kwa hivyo wakifanikiwa kupanga muda wa jumbe zao kwa usahihi, wanaweza kukamilisha michepuo yote miwili. Hili lina uwezekano mdogo wa kufanikiwa, lakini ikiwa mshambuliaji aliweza kusababisha ukamilifu maradufu, jamii ya Ethereum ingelazimika kuamua kufuata mchepuo mmoja, ambapo wathibitishaji wa mshambuliaji wangefanyiwa ukataji kwenye mchepuo mwingine.
Kwa >33% ya jumla ya dhamana, mshambuliaji ana nafasi ya kuwa na athari ndogo (ucheleweshaji wa ukamilifu) au kali zaidi (ukamilifu maradufu) kwenye mtandao wa Ethereum. Kwa zaidi ya ETH 14,000,000 zilizowekwa dhamana kwenye mtandao na bei ya uwakilishi ya $1000/ETH, gharama ya chini ya kufanya mashambulizi haya ni 1000 x 14,000,000 x 0.33 = $4,620,000,000. Mshambuliaji angepoteza pesa hizi kupitia ukataji na kutolewa kwenye mtandao. Ili kushambulia tena, wangelazimika kukusanya >33% ya dhamana (tena) na kuiteketeza (tena). Kila jaribio la kushambulia mtandao lingegharimu >$4.6 bilioni (kwa $1000/ETH na ETH 14M zilizowekwa dhamana). Mshambuliaji pia hutolewa kwenye mtandao anapofanyiwa ukataji, na inabidi ajiunge na foleni ya uanzishaji ili kujiunga tena. Hii inamaanisha kiwango cha shambulio la kurudia kinadhibitiwa sio tu na kiwango ambacho mshambuliaji anaweza kukusanya >33% ya jumla ya dhamana bali pia muda unaochukua kuwaingiza wathibitishaji wao wote kwenye mtandao. Kila wakati mshambuliaji anaposhambulia, anakuwa maskini zaidi, na jamii iliyosalia inakuwa tajiri zaidi, kutokana na mshtuko wa usambazaji unaotokea.
Mashambulizi mengine, kama vile shambulio la asilimia 51 au urejeshaji wa ukamilifu kwa 66% ya jumla ya dhamana, yanahitaji ETH nyingi zaidi na ni ya gharama kubwa zaidi kwa mshambuliaji.
Linganisha hili na Uthibitisho wa Kazi (PoW). Gharama ya kuanzisha shambulio kwenye Uthibitisho wa Kazi (PoW) wa Ethereum ilikuwa gharama ya kumiliki mara kwa mara >50% ya jumla ya kasi ya heshi ya mtandao. Hii ilijumuisha vifaa na gharama za uendeshaji za nguvu ya kutosha ya kompyuta ili kuwashinda wachimbaji wengine katika kukokotoa suluhu za Uthibitisho wa Kazi (PoW) mara kwa mara. Ethereum ilichimbwa zaidi kwa kutumia GPU badala ya ASIC, jambo ambalo liliweka gharama chini (ingawa kama Ethereum ingebaki kwenye Uthibitisho wa Kazi (PoW), uchimbaji wa ASIC ungeweza kuwa maarufu zaidi). Adui angelazimika kununua vifaa vingi na kulipia umeme wa kuviendesha ili kushambulia mtandao wa Ethereum wa Uthibitisho wa Kazi (PoW), lakini jumla ya gharama ingekuwa chini ya gharama inayohitajika kukusanya ETH za kutosha kuanzisha shambulio. Shambulio la asilimia 51 ni ~mara 20 chini (opens in a new tab) ya gharama kwenye Uthibitisho wa Kazi (PoW) kuliko Uthibitisho wa Dau (PoS). Ikiwa shambulio liligunduliwa na mnyororo ukafanyiwa mchepuo mgumu ili kuondoa mabadiliko yao, mshambuliaji angeweza kutumia vifaa vilevile mara kwa mara kushambulia mchepuo mpya.
Utata
Uthibitisho wa Dau (PoS) una utata zaidi kuliko Uthibitisho wa Kazi (PoW). Hii inaweza kuwa hoja inayounga mkono Uthibitisho wa Kazi (PoW) kwani ni vigumu zaidi kuingiza hitilafu au athari zisizokusudiwa kwenye itifaki rahisi kwa bahati mbaya. Hata hivyo, utata huo umedhibitiwa na miaka ya utafiti na maendeleo, uigaji, na utekelezaji wa mtandao wa majaribio. Itifaki ya Uthibitisho wa Dau (PoS) imetekelezwa kwa kujitegemea na timu tano tofauti (kwenye kila moja ya tabaka za utekelezaji na mwafaka) katika lugha tano za programu, ikitoa ustahimilivu dhidi ya hitilafu za mteja.
Ili kuendeleza na kujaribu kwa usalama mantiki ya mwafaka ya Uthibitisho wa Dau (PoS), Mnyororo wa Beacon ulizinduliwa miaka miwili kabla ya Uthibitisho wa Dau (PoS) kutekelezwa kwenye Mtandao Mkuu wa Ethereum. Mnyororo wa Beacon ulifanya kazi kama uwanja wa majaribio kwa Uthibitisho wa Dau (PoS), kwani ulikuwa mnyororo wa vitalu hai uliotekeleza mantiki ya mwafaka ya Uthibitisho wa Dau (PoS) lakini bila kugusa miamala halisi ya Ethereum - kimsingi ukifikia mwafaka juu yake wenyewe. Baada ya huu kuwa thabiti na usio na hitilafu kwa muda wa kutosha, Mnyororo wa Beacon "uliunganishwa" na Mtandao Mkuu wa Ethereum. Haya yote yalichangia kudhibiti utata wa Uthibitisho wa Dau (PoS) hadi kufikia hatua ambayo hatari ya matokeo yasiyokusudiwa au hitilafu za mteja ilikuwa ndogo sana.
Eneo la shambulio
Uthibitisho wa Dau (PoS) una utata zaidi kuliko Uthibitisho wa Kazi (PoW), ambayo inamaanisha kuna njia nyingi zaidi za mashambulizi zinazowezekana za kushughulikia. Badala ya mtandao mmoja wa rika-kwa-rika unaounganisha wateja, kuna miwili, kila mmoja ukitekeleza itifaki tofauti. Kuwa na mthibitishaji mmoja maalum aliyechaguliwa mapema kupendekeza kitalu katika kila sloti kunaunda uwezekano wa kunyimwa huduma ambapo kiasi kikubwa cha trafiki ya mtandao kinamtoa mthibitishaji huyo maalum nje ya mtandao.
Pia kuna njia ambazo washambuliaji wanaweza kupanga kwa uangalifu muda wa kutoa vitalu vyao au uthibitisho ili vipokelewe na asilimia fulani ya mtandao wa uaminifu, na kuwashawishi kupiga kura kwa njia fulani. Hatimaye, mshambuliaji anaweza tu kukusanya ETH za kutosha kuweka dhamana na kutawala utaratibu wa makubaliano. Kila moja ya njia hizi za mashambulizi ina ulinzi unaohusiana, lakini hazipo ili kulindwa chini ya Uthibitisho wa Kazi (PoW).
Ugatuzi
Uthibitisho wa Dau (PoS) umepewa ugatuzi zaidi kuliko Uthibitisho wa Kazi (PoW) kwa sababu mashindano ya vifaa vya uchimbaji huwa yanawaondoa watu binafsi na mashirika madogo kutokana na gharama. Ingawa mtu yeyote anaweza kuanza kuchimba kinadharia kwa vifaa vya kawaida, uwezekano wao wa kupokea tuzo yoyote ni mdogo sana ukilinganishwa na shughuli za uchimbaji za kitaasisi. Kwa Uthibitisho wa Dau (PoS), gharama ya uwekaji dhamana na asilimia ya faida kwenye dhamana hiyo ni sawa kwa kila mtu. Kwa sasa inagharimu ETH 32 kuendesha mthibitishaji.
Kwa upande mwingine, uvumbuzi wa uwekaji dhamana wenye ukwasi umesababisha wasiwasi wa uwekaji kati kwa sababu watoa huduma wachache wakubwa wanasimamia kiasi kikubwa cha ETH zilizowekwa dhamana. Hili ni tatizo na linahitaji kurekebishwa haraka iwezekanavyo, lakini pia lina utata zaidi kuliko inavyoonekana. Watoa huduma wa uwekaji dhamana waliowekwa kati si lazima wawe na udhibiti wa kati wa wathibitishaji - mara nyingi ni njia tu ya kuunda bwawa kuu la ETH ambalo waendeshaji wengi wa nodi wanaojitegemea wanaweza kuweka dhamana bila kila mshiriki kuhitaji ETH 32 zake mwenyewe.
Chaguo bora kwa Ethereum ni kwa wathibitishaji kuendeshwa ndani ya nchi kwenye kompyuta za nyumbani, na kuongeza ugatuzi. Hii ndiyo sababu Ethereum inapinga mabadiliko yanayoongeza mahitaji ya vifaa kwa ajili ya kuendesha nodi/mthibitishaji.
Uendelevu
Uthibitisho wa Dau (PoS) ni njia ya bei nafuu ya kaboni kulinda mnyororo wa vitalu. Chini ya Uthibitisho wa Kazi (PoW) wachimbaji hushindana kwa haki ya kuchimba kitalu. Wachimbaji wanafanikiwa zaidi wanapoweza kufanya hesabu haraka zaidi, na kuhamasisha uwekezaji katika vifaa na matumizi ya nishati. Hili lilizingatiwa kwa Ethereum kabla ya kubadili kwenda kwenye Uthibitisho wa Dau (PoS). Muda mfupi kabla ya mpito kwenda kwenye Uthibitisho wa Dau (PoS), Ethereum ilikuwa inatumia takriban TWh 78 kwa mwaka - sawa na nchi ndogo. Hata hivyo, kubadili kwenda kwenye Uthibitisho wa Dau (PoS) kulipunguza matumizi haya ya nishati kwa ~99.98%. Uthibitisho wa Dau (PoS) uliifanya Ethereum kuwa jukwaa lenye ufanisi wa nishati na kaboni ya chini.
Zaidi kuhusu matumizi ya nishati ya Ethereum
Utoaji
Uthibitisho wa Dau (PoS) wa Ethereum unaweza kulipia usalama wake kwa kutoa sarafu chache sana kuliko Uthibitisho wa Kazi (PoW) wa Ethereum kwa sababu wathibitishaji hawalazimiki kulipa gharama kubwa za umeme. Kutokana na hili, ETH inaweza kupunguza mfumuko wake wa bei au hata kuwa na upungufu wa bei wakati kiasi kikubwa cha ETH kinapoteketezwa. Viwango vya chini vya mfumuko wa bei vinamaanisha usalama wa Ethereum ni wa bei nafuu kuliko ulivyokuwa chini ya Uthibitisho wa Kazi (PoW).