Открытый блокчейн представляет собой распределенную систему с большим количеством пользователей. Внутри сети для записи и хранения информации обо всех транзакциях используются блоки. В блокчейне нет центрального администратора или другого лица, которое регулирует все операции. Именно за счет децентрализации появилась необходимость создания механизма консенсуса с нефальцифицированными голосами.
Сеть коллективно приходит к соглашению о содержании блоков – базовых элементов блокчейна. Ее общество обеспечивает согласованность данных внутри блокчейна, создает доверие (доказательство согласованности данных) и помогает избегать двойного расходования. Каждая новая транзакция проходит через процесс консенсуса, в то время как сеть принимает ее. Основной целью консенсуса является защита сети и предотвращение злонамеренных действий пользователей.
Большинство открытых блокчейнов используют два типа консенсусных механизмов – PoW и PoS. Однако блокчейн Emercoin использует оба типа консенсуса, так называемый гибридный майнинг. Чтобы понять, что стоит за нашим решением использовать этот вид майнинга, необходимо сначала разобраться в особенностях, а также плюсах и минусах этих механизмов.
PoW
Алгоритм PoW (proof-of-work – доказательство выполнения работы) определяет процесс применения обширных вычислительных способностей для создания новой группы доверенных (это означает, вам не нужно доверять сторонним сервисам) транзакций в блокчейне. Все компьютеры в сети работают над решением математической задачи, которую называют хэш и ее решение легко верифицировать. Машина, которая первой находит решение проблемы, доказывает другим пользователям блокчейна, что она проделала необходимую работу и получает право на добавление нового блока в блокчейн. Пользователь получает вознаграждение, предоставляемое блокчейном. В случае с Emercoin это криптовалюта EMC. Этот тип майнинга используется большинством блокчейнов и криптовалют.
Несмотря на популярность, PoW майнинг не безупречный с точки зрения безопасности, надежности и удобства использования. Предоставляя всем пользователям сети возможность принимать активное участие в построении блокчейна, он также накладывает некоторые ограничения.
Сложность генерации новых блоков пересчитывается каждые 14 дней в случае с Bitcoin и после каждого закрытия блока в случае с Emercoin. Она повышается при появлении в сети новых и более мощных компьютеров. Конкуренция между майнерами постоянная и побуждает их обновлять свои устройства, добавляя более мощное оборудование. Увеличение параметра сложности делает генерацию блоков более дорогой и сложной. В результате, эти ограничения создают потребность в высокопроизводительных компьютерах, для того чтобы майнер мог активно действовать в блокчейне. Как результат, те, у кого самые мощные и дорогое машины, имеют более высокую вероятность генерации новых блоков и получения вознаграждения. Это одновременно одно из главных преимуществ и недостатков этого механизма майнинга. Майнеры постоянно находятся в поиске самых эффективных устройств с точки зрения энергопотребления и вычислительной мощности. Только сочетав эти параметры, они могут максимизировать прибыль в виде криптовалюты. И только небольшая часть из них имеет «реальное» влияние на блокчейн.
Основная задача консенсусного механизма заключается в обеспечении безопасности блокчейна и PoW успешно предотвращает Атаку Сивиллы (Sybil attack), во время которой пользователи создают множество аккаунтов для использования их в злонамеренных целях. Однако этот алгоритм уязвим к так называемой атаке 51%. Кто-либо, кто владеет 50+% всей вычислительной мощности блокчейна, может им манипулировать. Этот человек или, скорее, группа людей, могут предотвращать подтверждение новых транзакций и даже выполнять двойное расходование, создавая совершенно разные версии блокчейна (форки). Несмотря на то, что такие действия требуют больших затрат и могут стоить миллионы долларов, возможность такой атаки по-прежнему представляет собой риск для владельцев монет всех блокчейнов, использующих этот алгоритм майнинга.
PoS
PoS (proof of stake – доказательство доли владения) – это еще один алгоритм, используемый сетью блокчейна для обеспечения распределенного консенсуса, но с другим подходом. Его также называют минтингом и он считается менее затратным с точки зрения требуемого оборудования и энергопотребления.
В PoW вероятность добавления нового блока конкретным пользователем определяется хэшрейтом этого пользователя. В PoS, напротив, вероятность определяется количеством монет, которые находятся во владении участника. Он похож на лотерею, где большее количество билетов означает более высокий шанс выигрыша. Чем больше монет у вас в кошельке (ваша ставка) и чем дольше они остаются неизрасходованными, тем выше вероятность закрытия нового блока и более высокая ценность вашего голоса при проверке транзакций.
PoS позволяет большему количество людей быть частью консенсуса, поскольку им не нужно покупать высококачественное и дорогостоящее оборудование. В то же время, алгоритм накладывает ограничения, поскольку только пользователи, которые могут позволить приобрести монеты и не расходовать их, имеют реальный шанс получить вознаграждение.
В случае с Emercoin, время «созревания» монет составляет 30 дней. Это означает, что UTXO (выход неизрасходованных транзакций) должен оставаться неизменным в течение 30 дней, прежде чем его владелец сможет создать новый блок. Однако если у вас есть UTXO с 1000 EMC и вы отправляете 3 EMC на другой адрес, тогда время «созревания» обнуляется и вас снова нужно ждать еще 30 дней для получения вознаграждения. Максимальный вес ставки достигается через 90 дней. Коэффициент PoS составляет около 6% в год, а вознаграждение за минтинг зависит от «возраста» монет и в соответствии с ним наблюдаются колебания.
Алгоритм PoS может противостоять не всем атакам. Если пользователю удастся заполучить более 50% криптовалюты в системе, тогда он сможет создать альтернативный блокчейн и обойти все протоколы безопасности – проводить двойное расходование и подтверждать любые вредоносные действия. Однако, вероятность такой атаки очень низкая.
PoW+PoS – гибридный майнинг
Так почему же мы объединили PoW и PoS в алгоритме с гибридным консенсусным механизмом? Если вы прочитала все вышеизложенное, возможно вы уже поняли, что повлияло на принятие такого решения.
Используя PoW и PoS, мы создали равные условия для всех пользователей и улучшили их вовлеченность в блокчейн Emercoin. Они могут использовать один из механизмов или одновременно оба, увеличивая вероятность получения вознаграждения в виде криптовалюты EMC за создание новых блоков.
PoS побуждает пользователей удерживать свои монеты как минимум в течение 30 дней. Они получают дополнительную прибыль, просто не тратя их. В отличие от PoW, который заставляет пользователей обновлять оборудование, им не нужно тратить много средств на минтинг.
Гибридный алгоритм обладает повышенным уровнем безопасности по сравнению с консенсусом PoW/PoS. Чтобы совершить какие-либо вредоносные манипуляции в блокчейне Emercoin, нужно контролировать 50+% хэшрейта и 50+% всех монет EMC в сети. Принимая во внимание финансовые ресурсы, необходимые для такой атаки, становится ясной маловероятность такого действия. Только лица, обладающие большим желанием уничтожить Emercoin и располагающие несколькими миллионами долларов, могут попытаться нарушить безопасность нашего блокчейна.
Emercoin также поддерживает объединенный майнинг (merged mining). Когда майнинг-ферма участника сети настроена на майнинг EMC, она одновременно майнит биткоины. Это означает, что один мощный компьютер приносит двойную награду.
