. . .

Energochłonność blockchainu, czyli czy „Proof Of Work” przestanie istnieć?

Kamil   2023-11-28 16:24

W ostatnich latach na rynku kryptowalut można było dostrzec wyraźny trend związany z wyborem systemu konsensusu. W zdecydowanej większości nowo powstałych projektów korzystano z rozwiązań systemu „Proof Of Stake”. Ten artykuł jest próbą odpowiedzi na pytania czy „Proof Of Work” jest przestarzały z uwagi na generowanie dodatkowych kosztów oraz przy okazji sprawdzenia, czy „Proof Of Stake” faktycznie stał się Złotym Graalem świata kryptowalut?

Energochłonność blockchainu, czyli czy „Proof Of Work” przestanie istnieć?

Słowem wstępu warto zaznaczyć, że artykuł jest skierowany raczej do osób, które orientują się w sferze podstawowej terminologii kryptowalut. Oczywiście zgodnie z potrzebami tego tekstu, część pojęć będzie wymagała bardziej szczegółowego wyjaśnienia, co jest w głównej mierze podyktowane właściwą analizą obu systemów konsensusu.

Jeżeli jednak któryś z odbiorców czuję potrzebę poznania fundamentów działania algorytmu „Proof Of Work”, przystępną rekomendacją jest wskazanie artykułu "Co To Jest Bitcoin?". Co do „Proof Of Stake” natomiast, godna polecenia jest niedawna publikacja na temat blockchainu Avalanche - "Avalanche Od A Do Z - Co Oferuje Trójwarstwowy Blockchain?". W wyniku opisania tego ekosystemu można dowiedzieć się o elementach kształtujących drugi ze wskazanych algorytmów.

Dodatkowo zastrzega się, że mimo zawarcia w tym artykule wybranych danych ekonomicznych, nie należy traktować tego tekstu jako porady inwestycyjnej. Spekulacyjne modele instrumentów „Proof Of Work” oraz „Proof Of Stake” powinny być analizowane poprzez własne badania, doświadczenie oraz wiedzę. Celem tego tekstu jest porównanie działających algorytmów, sprawdzenie ich wpływu na rynek oraz określenie potencjału rozwojowego aspektów technologicznych.

Tekst ten został podzielony na określone sekcje tematyczne. Umożliwia to przejrzysty odbiór, a w miarę potrzeby, powrót lub przejście tylko do wybranych przez nas elementów. Na początku pod lupę należy wziąć pierwszy powstały algorytm – „Proof Of Work”. W pierwszej kolejności zostaną wymienione fundamentalne w skali działania tego systemu części składowe. Posłużą one do analizy nie tylko starszych, ale również nowo powstałych projektów pod kątem użyteczności rynkowej. Pod tym terminem należy rozumieć sprawdzenie zgodności z istniejącymi trendami.

Odnośnie do „Proof Of Stake”, algorytm ten będzie podany nieco innej analizie. Zostaną omówione nie tylko części wspólne projektów tego systemu konsensusu, ale również różnice między nimi. Dodatkowo inna jest też część przypadająca na opisy wybranych systemów kryptowalutowych „Proof Of Stake”. Jest to podyktowane tym, że na Blokpres.pl jest sporo dedykowanych artykułów właśnie takim platformom. W tekście zostaną dodane odnośniki oraz krótkie przypisy pomagające zrozumieć oferowane narzędzia i rozwiązania.

Ostatnią sekcją tematyczną, w oparciu o poznane właściwości jest sprawdzenie obu systemów konsensusu pod kątem użyteczności, energochłonności czy też dostępności dla użytkownika. Zostaną omówione wady oraz zalety, co w ogólnym rozrachunku powinno pomóc uzyskać odpowiedź na pytanie zawarte w tytule artykułu, czyli czy „Proof Of Work” przestanie istnieć?

  1.  „Proof Of Work”, czyli cyfrowa kopalnia
    1.1. Sposoby kopania kryptowalut, hashrate oraz zużycie energii
    1.2. Dogecoin – waluta mem
    1.3. Kaspa – nowy Bitcoin
  2. „Proof Of Stake”, czyli ekologiczny blockchain
    2.1. Różnice „Proof Of Stake” w wybranych projektach
    2.2. „Proof Of Stake” a najnowsze trendy
  3. Wady oraz zalety
  4. Zakończenie

1. „Proof Of Work”, czyli cyfrowa kopalnia

1.1. Sposoby kopania kryptowalut, hashrate oraz zużycie energii

Algorytm konsensusu „Proof Of Work” oferuje użytkownikom kilka dostępnych możliwości, aby znaleźć się po stronie podażowej określonego blockchainu. Zaliczyć można do nich:

  • kopanie na GPU (ang. Graphics Processing Unit) - wykorzystując karty graficzne,
  • kopanie na CPU (ang. Central Processing Unit) - wykorzystując procesor komputera osobistego,
  • kopanie na dedykowanych urządzeniach ASIC (ang. Application Specific Integrated Circuit),
  • kopanie przy zastosowaniu chmury - złożenie zamówienia u górnika, który za opłatą odda użytkownikowi część swojej mocy obliczeniowej.

W pierwszej kolejności należy się skupić na omówieniu możliwości kopania kryptowalut za sprawą kart graficznych. Metoda ta polega na wykorzystywaniu specjalnie dedykowanych kart graficznych bądź pobraniu tzw. Minera. Jest to aplikacja umożliwiająca podłączenie karty graficznej pod wybrany blockchain. Za przykład takiego programu można wskazać BzMiner. Sposób ten jest relatywnie bezpieczny z uwagi na właściwości open source (otwartego oprogramowania) projektów kryptowalutowych. Programiści co do zasady nie udostępniają złośliwego oprogramowania na serwisach typu GitHub, ponieważ byliby zagrożeni przede wszystkim ostracyzmem. Zatem kopanie kryptowalut drogą GPU jest niczym innym jak użyczeniem mocy obliczeniowej karty graficznej (w tym przypadku) komputera osobistego użytkownika.

Sposób kopania kryptowalut w oparciu o metodę przy użyciu CPU jest właściwie analogiczny co do GPU. Różnicą jest jednak wykorzystanie innego elementu komputera osobistego – procesora. Tak samo jak w przypadku stosowania kart graficznych oprogramowanie jest szeroko dostępne. Zresztą, bardzo często się zdarza, że aplikacje takie jak wymieniony BzMiner oferują wybór, którego elementu komputera osobistego chcemy użyć. Warto również dodać, że te metody znacząco wpływają na grzanie się sprzętu elektronicznego, więc w przypadku kopania kryptowalut w oparciu o GPU bądź CPU inwestuje się dodatkowo w optymalne systemy chłodzenia.

Urządzeniami ASIC są specjalnie zaprojektowane układy scalone dedykowane pod wykonywanie konkretnego procesu informatycznego. Od niedawna jednym z sposobów użycia takich urządzeń jest właśnie kopanie kryptowalut. W związku z opisem urządzeń ASIC warto najpierw wskazać wcześniejsze sposoby na efektywniejsze otrzymywanie nagród w postaci kryptowalut. Jeszcze kilka lat temu „kopalnie kryptowalut” były najczęściej tworzone przy pomocy wielu kart graficznych. Przykładową ówczesną koparkę można zobaczyć na poniższym zdjęciu:

koparka kryptowalut gpuźródło: https://www.benchmark.pl/aktualnosci/koparka-kryptowalut-z-10-kartami-geforce-rtx-3060-ti-ile-mozna.html 

Można zauważyć, że efektywniejsze otrzymywanie nagród zostało osiągnięte poprzez zwiększenie ilości kart graficznych (co jest zasadniczo dość logiczne). Jednakże, stosowanie metody kopania poprzez GPU na większą skalę znacząco wpłynęło na zwiększenie popytu na dany element komputerów, co tak naprawdę jest użytkowaniem niezgodnym z pierwotnym przeznaczeniem. Dlatego też w ramach odpowiedzi na wyższe ceny oraz utrzymanie efektywniejszego poziomu wydobycia, zadecydowano o tworzeniu specjalnie dedykowanych urządzeń. Poniżej znajduje się zdjęcie przedstawiające jedną z takich maszyn:

Koparka kryptowalut ASIC

Zatem, próbując pokrótce opisać na czym dokładnie polega kopanie z udziałem systemów ASIC. Jest to wykorzystywanie specjalnie utworzonych pod kopanie kryptowalut jednowymiarowych urządzeń.

Ostatnią opisywaną metodą na kopanie kryptowalut jest wykorzystywanie pośredników, czyli innych górników. Jest to bardziej sposób, chęć podjęcia udziału w procesach podtrzymywania sieci algorytmów „Proof Of Work”, aniżeli sama kapitałochłonna metoda. Z biegiem postępu oraz rozwoju kopalń kryptowalutowych na rynku pojawiło się dużo serwisów oferujących oddanie za opłatą części „wykopywanych” zysków. Jednymi z platform, które można wymienić w ramach tego sposobu są nicehash.com czy caminers.pro. Zastrzega się jednak, że artykuł nie jest reklamą następujących stron, dlatego sprawdzenie bezpieczeństwa oraz opłacalności potencjalnych zakupów znajduje się po stronie odbiorcy tego tekstu.

W wyniku poznania danych sposobów kopania kryptowalut można przejść do kolejnego tematu tej sekcji tematycznej – hashrate’u. Jednakże, zanim zdefiniuje się ten istotny dla tego tekstu termin należy dodać, że w opisie sposobów kopania kryptowalut celowo pominięto wiele istotnych kwestii. Jedną z nich jest przykładowo powstawanie różnego rodzaju blokad oprogramowania dla niektórych kart graficznych w celu przeciwdziałania kopania kryptowalut. Zostało to podyktowane innym celem tego artykułu. Stąd też, aby spróbować odpowiedzieć na pytanie natury dalszej egzystencji „Proof Of Work”, czym właściwie jest ten hashrate?

Hashrate

Hashrate najprościej mówiąc jest miarą mocy obliczeniowej koparki kryptowalutowej. Jej zdolnością do przetwarzania transakcji, podtrzymywania systemów oraz innych operacji na systemach kryptowalutowych. Pojęcie, co można wywnioskować z nazwy, jest ściśle powiązane z terminem hash. Oznacza one (w największym możliwym skrócie) tworzenie w określony sposób kolejnych bloków danych w oparciu o zawartą w kodzie aplikacji (danej platformy) domyślną funkcję matematyczną. Dlatego hashrate jest niczym innym jak zmierzeniem zdolności koparki kryptowalutowej do tworzenia danych w systemie „Proof Of Work”. Hashrate mierzy ilość wykonanych przez system haszy w ujęciu sekundowym, dlatego jednostką odpowiadającą temu procesowi są po prostu H/s (hasze / sekundę).

Aby lepiej zrozumieć miarę hashrate’u należy wymienić powszechnie stosowane prefiksy takie jak:

  • kilohasz / sekundę (kH/s), tysiąc haszy na sekundę,
  • megahasz / sekundę (mH/s), milion haszy na sekundę,
  • gigahasz / sekundę (gH/s), miliard haszy na sekundę,
  • terahasz / sekundę (tH/s), bilion haszy na sekundę.

Oczywiście, miara jest bardziej rozbudowana i istnieją prefiksy przypadające zdecydowanie większej mocy obliczeniowej. Jednak z uwagi na niewystępowanie na rynku urządzeń o takiej specyfikacji, nie potrzeba ich wskazania.

Skoro udało się wskazać oraz opisać podstawowe pojęcia związane z użytkowaniem koparek kryptowalutowych, można spróbować odnieść wybrane dane do kosztów zużycia energii. 

W momencie pisania tego artykułu średnia stawka dla gospodarstw domowych za energię elektryczną w Polsce w 2023 roku wynosi 0,85 PLN za 1 kWh (samorzad.gov.pl). W celu uproszczenia, obliczenia nie będą uzupełniane o stawki po przekroczeniu limitów oraz o te dostępne dla podmiotów gospodarczych. Zdarza się, że osoby prawne mają specjalnie dostosowane umowy w ramach obecności kwot ryczałtowych. Dlatego w ramach tej sekcji, oczywiście niekoniecznie miarodajnie dla każdego istniejącego przypadku, odpowiednie jest przyjąć prosty i przejrzysty sposób.

Co do zasady działania koparek kryptowalutowych, im wyższy hashrate urządzenia, tym większe zużycie energii elektrycznej. Jest to podyktowane potrzebą zastosowania większej mocy przerobowej danej maszyny. Po poznaniu głównej zależności między efektywnością wydobycia a energochłonnością można przejść do obliczeń:

1. Koparka z hashratem równym 100 mh/s o mocy 50W;

50W / 1000 = 0,05kW -> 0,05kW x 24h = 1,2kWh -> 1,2kWh x 0,85 PLN = 1,02 PLN

W tym przypadku dzienny koszt działania takiej koparki wynosi zaledwie nieco ponad 1 PLN. Warto jednak podkreślić, że przykład ten jest lekkim, mimo że prawdziwym, zakłamaniem rzeczywistości. Takie urządzenie bardzo prawdopodobne, że raz raczej nie istnieje, tak dwa mogłoby mieć trudności w rywalizacji ze specjalnie dostosowanymi urządzeniami ASIC. W celu zilustrowania tego przykładu warto sprawdzić wykres trudności wydobycia Bitcoina.

Bitcoin-hashrateNa wykresie można zaobserwować, że hasrate w sieci wynosi (na 28.11.2023) niecałe 500 eH/s. Zatem policzmy dla dostępnego na rynku urządzenia ASIC z mocą obliczeniowa 58 tH/s przy średniej stawce dla gospodarstw domowych:

2. Koparka z hashratem równym 58 tH/s o mocy 3360W;

3360W / 1000 = 3,36kW -> 3,36kW x 24h = 80,64kWh -> 80,64kWh x 0,85 PLN = 68,54 PLN

Widać wyraźnie większą różnicę względem kosztów energii elektrycznej. Jednak mimo otrzymanych wyników, artykuł ten nie jest analizą opłacalności kopania kryptowalut. Obliczenia te są potrzebne do lepszego zrozumienia algorytmu „Proof Of Work”.

Zanim przejdziemy do omówienia całkowitej energochłonności „Proof Of Work” należy zastrzec, że wymienione wartości będą miały umowny charakter. Nie tylko jest nierealne wyznaczenie całej dostępnej mocy obliczeniowej, ale również wyliczenie idących za nią kosztów energii elektrycznej. Jest to podyktowane różnymi stawkami energii w różnych krajach oraz wieloma innymi zmiennymi takimi jak między innymi obciążenie sieci kryptowalutowych, jak i trudności wydobycia poszczególnych bloków. Dlatego posiłkując się danymi z wielu stron internetowych (Bitcoin wymaga niemal 500 eH/s) ustalmy moc wszystkich koparek kryptowalutowych algorytmu „Proof Of work” na 500 eH/s (500 eksahaszów / sekundę – 500 milionów terahaszów / sekundę).

Dodatkowo w oparciu o dane dostępne w sieci przyjmijmy zużycie energii elektrycznej na poziomie 200 tWh (terawatogodzin). Dzięki temu można spróbować zilustrować skalę kosztów utrzymania globalnego „Proof Of Work”. Oczywiście obliczenia nie są
zgodne z realnym kosztem, ponieważ w celu uproszczenia również stosuje się przyjętą wcześniej średnią. Chodzi jedynie o ukazanie rzędów wielkości energochłonności opisywanego systemu konsensusu. Zatem:

200 tWh = 200 000 000 000 kWh -> 200 000 000 000 kWh x 0,85 PLN = 170 000 000 000 PLN

Na podstawie otrzymanego wyniku, nawet w przypadku pomyłki przy doborze odpowiedniej stawki czy różnicy o 50 tWh w skali roku, wciąż jest mowa o setkach milionów bądź miliardach złotych przeznaczanych na energię elektryczną. System „Proof Of Work” wymaga mnóstwo prądu do prawidłowego utrzymywania sieci oraz przetwarzania transakcji. Niemniej jednak, dzięki opisaniu sposobów kopania, wytłumaczeniu definicji hashrate’u oraz poznaniu kosztów związanych z wydobyciem kryptowalut, można przejść do kolejnej części pierwszej sekcji – opisywania projektów działających na algorytmie „Proof Of Work”.

1.2 Dogecoin – waluta mem

Wybór Dogecoina, jakby nie patrzeć w całkiem merytorycznym tekście, może być kwestią co najmniej dyskusyjną. Pełna zgoda, ponieważ oprócz Bitcoina powstały zdecydowanie bardziej zaawansowane technologicznie projekty takie jak przykładowo Ethereum Classic, Litecoin czy Monero. Rolą tego tekstu nie jest jednak omawianie poszczególnych projektów od strony oferowanych rozwiązań, a w oparciu o poznane mechanizmy algorytmów konsensusu, wymienienie funkcjonalności w ramach trendów rynkowych.

Dogecoin jest mimo swojej natury całkiem często stosowanym środkiem płatniczym. Może to być widoczne na różnego rodzaju stronach internetowych oferujących usługi z zakresu rynku kryptowalut. Dogecoin jest niemal zawsze dostępny, co stanowi uzasadniony argument.

Dodatkowo wybrana waluta jest obecna w powszechnej świadomości społecznej. Oczywiście między innymi za sprawą dziwnych ruchów pewnego ekscentrycznego amerykańskiego miliardera. Nie stanowi to jednak żadnego merytorycznego kontrargumentu, ponieważ, jak ze sławą nie tylko polskich celebrytów, nie liczy się droga do sławy, a jedynie jej osiągnięcie. Dlatego też miarodajnym jest sprawdzenie Dogecoina, czyli jednego ze starszych projektów algorytmu „Proof Of Work”, w jaki sposób radzi sobie z nowymi trendami.

Zanim przejdzie się do głównych elementów opisu Dogecoina zdefiniujmy najpierw ten projekt. Dogecoin to kryptowaluta, która powstała na bazie popularnego mema związanego z wizerunkiem psa rasy Shiba Inu. Blockchain został oficjalnie uruchomiony 6 grudnia 2013 roku w oparciu o algorytm „Proof Of Work”. Tłumacząc pokrótce tokenomię waluty, Dogecoin nie posiada limitu podażowego, czyli ilość dostarczonych przez górników monet na rynek jest nieskończona. Dostawienie bloku do łańcucha trwa około minutę, a nagroda za tę operację wynosi 10 000 jednostek kryptowaluty. W teorii na blok średnio składa się 4 tysiące transakcji o rozmiarze 1 MB.

Po poznaniu podstawowych informacji na temat Dogecoina warto sprawdzić działanie projektu względem sposobów kopania. Na stronie dogecoin.com można przeczytać, że blockchain już dawno przestał korzystać z podtrzymywania sieci przez komputery osobiste użytkowników. Owszem, jest możliwe skonfigurowanie własnych urządzeń GPU bądź CPU, jednak jest to odradzane z uwagi na dzierżenie prymu przez wykwalifikowany sprzęt ASIC.

Skala trudności wydobycia jednego bloku względem mocy obliczeniowej jest trudna do jednoznacznego wskazania. Co nie oznacza, że nie można wywnioskować z użytkowania głównie urządzeń ASIC, że wymagana jest wysoka moc obliczeniowa koparek kryptowalutowych do zapewnienia efektywnego poziomu wydobycia. Dogecoin stał się projektem przemysłowym podążając w zgodzie z nurtem obranym przez Bitcoina i inne duże projekty systemu „Proof Of Work”.

Nadrzędną funkcją Dogecoina jest funkcja płatnicza. Co ciekawe, na platformie nie są rozwijane raczej nowe instrumenty blockchainu, te ukształtowane przez zeszłe hossy. Blockchain nie obsługuje inteligentnych umów, a NFT, mimo że w planach, na koncie twórców w serwisie github.com nie zawarto nawet szczątkowych informacji na ten temat. Ten projekt utworzony zgodnie z zasadami algorytmu „Proof Of Work” specjalizuje się głównie w tworzeniu aplikacji ułatwiających bezpieczne przeprowadzanie płatności w Internecie.

1.3 Kaspa – nowy Bitcoin

Na początku opisu drugiego wybranego projektu wykorzystującego algorytm „Proof Of Work” warto wyjaśnić tytuł. Kaspa, wbrew wszelkim spekulacjom czy elementom technicznym nie jest tak unikalna jak Bitcoin. Nie dostarcza na rynek jedynych w swoim rodzaju rozwiązań, które mogłyby ją definiować jako platformę na niezwykle nowatorskim poziomie. Co więcej, każdy tworzony blockchain w oparciu o opisywany system konsensusu jest tworzony na wzór nowego, lepszego Bitcoina. Zatem skoro nie należy doszukiwać się jakiejkolwiek przełomowości lub można zarzucić nawet posiłkowanie się pewnego rodzaju clickbait’em, skąd ten tytuł?

Otóż z niezwykle prostego powodu. Wybór Kaspy został podyktowany rozwiązaniami, które zostały wykorzystane do zbudowania nowej platformy w oparciu o system „Proof Of Work”. Są one co najmniej interesujące nie tylko z punktu widzenia zwyczajnych odbiorców instrumentów systemów kryptowalutowych, ale przede wszystkim strony podażowej. Kaspa jest bardzo przyjazna dla nowych użytkowników, niezależnie czy są oni programistami, górnikami czy osobami chcącymi dokonywać bezpiecznych oraz bezpośrednich transakcji w Internecie. Blockchain rozwiązuje kilka problemów Bitcoina, stąd też poprawnym jest określanie jej mianem nowego Bitcoina, Bitcoina 2.0 (jak wcześniej zasugerowano – w granicach rozsądku).

Zanim omówi się bardziej szczegółowe dane zgodnie z celem tego tekstu, należy wymienić podstawowe informacje na temat Kaspy. Kaspa została uruchomiona stosunkowo niedawno, siódmego listopada 2021 roku. Data jest całkiem ciekawa, ponieważ w ówczesnej dobie tworzenia bezwartościowych projektów opartych na zasadach „Graj Aby Zarabiać” (ang. play to earn) oraz NFT, Kaspa przyjęła model ulepszenia instrumentów zdefiniowanych przez twórcę Bitcoina – Satoshiego Nakamoto. Całkowitą podaż kryptowaluty ustalono na niecałe 29 miliardów monet (28 505 175 828). Tak samo jak w przypadku Bitcoina występuje halving (w przypadku Kaspy działa na nieco innej zasadzie). Szczegóły odnośnie do tokenomii czy nagród za blok dla górników można znaleźć w tym dokumencie.

Aby zrozumieć dokładnie wybór tego systemu należy wskazać co Kaspa robi lepiej od Bitcoina. Przede wszystkim Kaspa jest zdecydowanie najszybszym oraz najbardziej skalowalnych blockchainem „Proof Of Work”. Tworzenie się nowych bloków danych ma miejsce już po jednej sekundzie (!), co w przypadku systemów wybudowanych w zgodzie z tym algorytmem jest czymś godnym podziwu.

Kolejnym aspektem, który warto opisać w ramach tego zagadnienia jest zdecydowanie niższa energochłonność. Kaspa skupia swoją uwagę na przetransferowaniu kosztów górników z kosztów energii elektrycznej na koszty związane ze sprzętem górniczym. Oznacza to nie tylko projektowanie urządzeń ASIC o niższym zużyciu energii, ale również zwiększeniem mocy obliczeniowej standardowych kart graficznych w komputerach osobistych. Może to być zauważone na poniższym zdjęciu w kolumnie „miner hr”:

Kopanie Kaspa GPUŹródło: opracowanie własne

Wyraźnie widać, że standardowa karta graficzna jest w stanie osiągnąć całkiem przyzwoitą moc obliczeniową (310,37 mh/s). Jest to o tyle ciekawe, że w porównaniu do poprzednio omawianego Dogecoina, moc tej samej karty graficznej osiągnęła wartość około 10-krotnie wyższą!

Niemniej jednak, przechodząc do jednego z celów tego artykułu, niestety tak kolorowo jest tylko pozornie. Kaspa mimo swoich niezwykle interesujących właściwości z perspektywy działalności górniczej jest wciąż systemem nowym, co oznacza, że nie posiada na ten moment żadnych dodatkowych funkcji z perspektywy nowo ukształtowanych instrumentów rynkowych. Nie istnieją żadne aplikacje do tworzenia inteligentnych umów, brak jest rynku NFT czy warstw L2. Stanowi to zdecydowany minus w kontekście podążania za najnowszymi trendami.

Nie oznacza to jednak, że Kaspa nie zamierza się rozwijać. Jak zostało wcześniej wspomniane, platforma jest bardzo transparentna ze swoimi informacjami oraz planami, co może być widoczne w sekcji Q&A. Twórcy informują o planach dotyczących rozwoju platformy oraz co najważniejsze, umożliwiają deweloperom znalezienie przydatnych narzędzi pomagających tworzyć zupełnie nowe funkcje.

2. „Proof Of Stake”, czyli ekologiczny blockchain

2.1. Różnice „Proof Of Stake” w wybranych projektach

„Proof Of Stake” jest systemem konsensusu, który powstał głównie z myślą o wyeliminowaniu skomplikowanego technologicznie i energochłonnego kopania kryptowalut. Tak naprawdę system ten można w skrócie opisać jako taką bardziej rozbudowaną lokatę bankową. Górnikami, czyli stroną podażową stają się użytkownicy oddelegowujący swoje środki otrzymując za to nagrodę – pewien ustalony procent od danej kwoty. Ten procent może być wyznaczany w zależności od wielu rzeczy. Może być on stałą zależną jedynie od ilości przeznaczonych przez użytkownika środków, może być zależny od obciążenia sieci lub może być podyktowany długością oddelegowania, zablokowania owych monet.

Jednak we wszystkich projektach wykorzystujących „Proof Of Stake” istnieje jedna wspólna część składowa – jest to występowanie pojęcia walidacji. Walidacja, co samo pojęcie oznacza, jest akceptowaniem wszelkich operacji mających miejsce na sieci projektu wykorzystującego algorytm „Proof Of Stake”. Stwierdzenie ważności tych operacji uruchamia stworzenie bloku danych, który jest dodawany do łańcucha danego projektu. Co do zasady, im wyższa wartość zastawionych (ang. staked) monet przez walidatora (użytkownika), tym większa nagroda. Należy dodać, że niektóre projekty określają wartość otrzymywanych nagród losowo, jednak zawsze są one w większym bądź mniejszym stopniu zależne od ilości zastawionych środków.

W związku z określeniem części wspólnej projektów „Proof Of Stake” można określić potencjalne różnice. Przede wszystkim w zależności od wybranego projektu różnią się najniższe możliwe kwoty umożliwiające stanie się stroną podażową danego systemu. Przykładowo projekt Polkadot wymaga posiadania co najmniej 2 jednostek monetarnych w swoim portfelu. Jest to podyktowane minimum wynoszącym 1 jednostką DOT oraz występowaniem pojęcia „Depozytu Egzystencjonalnego”, gdzie każdy portfel musi posiadać co najmniej 1 monetę. Więcej na ten temat warto przeczytać w (nie)pełnym opisie projektu Polkadot.

Avalanche natomiast wymaga użycia aż 2 000 AVAX! Ilość robi wrażenie w porównaniu do wcześniej wymienionego systemu kryptowalutowego, dlatego twórcy umożliwili zastawianie również mniejszą ilością monet za sprawą delegowania przy pomocy 25 jednostek AVAX. Więcej szczegółów odnośnie do sposobu blokowania kryptowaluty AVAX można znaleźć w wymienionym już wcześniej artykule. Co ciekawe, istnieją również systemy bez żadnej określonej kwoty pozwalającej na zastawianie. Taką platformą jest Solana, o której więcej informacji można wyczytać z tego tekstu.

W przypadku funkcjonalności „Proof Of Stake” różnią się również okresy podczas których środki użytkowników są zablokowane. W ramach tego zagadnienia warto przytoczyć dane wymienionych przed chwilą systemów – Avalanche oraz Polkadot. Na Avalanche walidator jest w stanie wybrać przedział od dwóch tygodniu do jednego roku. Oczywiście, im dłuższy okres zastawienia, tym większe nagrody. W przypadku Polkadot, użytkownik nie wybiera czasu zastawienia, a jedynie ma zablokowaną możliwość „odstakowania” własnych środków na okres 30 dni. Procent otrzymanej nagrody jest zmienną zależną od stanu sieci i jest obliczany w skali roku.

Można zauważyć, że różnice względem mechanizmów różnych projektów działających w oparciu o „Proof Of Stake” są w gruncie rzeczy kosmetyczne. Z grubsza polegają one na podobnych właściwościach, a kontrasty wynikają ze specyfikacji określonych systemów kryptowalutowych. Dlatego w przypadku chęci poznania większej ilości szczegółów odnośnie do działania poszczególnych algorytmów „Proof Of Stake”, warto sprawdzić inne teksty dedykowane wybranym projektom na Blokpres.pl.

2.2. „Proof Of Stake” a najnowsze trendy.

W przypadku tego podrozdziału należy wskazać istotną cechę w kwestii projektów działających w oparciu o algorytm „Proof Of Stake”. Jeżeli któryś z systemów blokowania monet nie oferuje pewnych rozwiązań, pewnych instrumentów, nawet tych nowo utworzonych, może napotkać problemy w skutecznym utrzymaniu się na rynku. Oczywiście zasada jest uniwersalna, również w przypadku „Proof Of Work”, jednak konkurencja między blockchainami „Proof Of Stake” jest zdecydowanie większa. Co zostało ukazane, jest to podyktowane zupełnie innym modelem utrzymania sieci, przez co blockchainy te muszą być bardziej konkurencyjne oferując więcej możliwości swoim użytkownikom. Posiadają one z reguły większe skalowalności czy lepszą dostępność dla początkujących, więc muszą dostarczać na rynek znacznie obszerniejszą ilość dostępnych funkcji, aniżeli jedynie możliwość przeprowadzania transakcji.

Dla przykładu z systemów „Proof Of Work” oferującym użytkownikom tworzenie inteligentnych umów z większych, jak i jedynych używanych powszechnie platform można wymienić Ethereum Classic bądź Bitcoin Cash. W porównaniu do systemów opartych na algorytmie zastawiania środków funkcja ta stała się niemal obowiązującym standardem.

Jest zresztą tak samo z resztą instrumentów sektora kryptowalut. Niemal każda L1 (w celu uproszczenia należy się skupić na altcoinach) rozbudowuje własne systemy o skuteczne DEFI, możliwość tworzenia NFT, gry czy o podsystemy wspierające efektywniejsze przetwarzanie transakcji (L2). Projekty działające poprzez algorytm „Proof Of Stake” muszą w zdecydowanie czynniejszy sposób podążać za najnowszymi trendami.

3. Wady oraz zalety

W związku z poznaniem istotnych z punktu widzenia tego artykułu informacji na temat algorytmów konsensusu oraz wykorzystujących je projektów, można omówić wady oraz zalety. Zacznijmy może od wad.

W przypadku „Proof Of Work” największą wadą, co zostało już w dość bezpośredni sposób przedstawione, jest znacząca energochłonność systemów. Kapitałochłonność na poziomie niecałych 70 złotych dziennie (!) za pracę standardowej maszyny obsługującej podaż Bitocoina jest akceptowalna tylko i wyłącznie dla dużych podmiotów gospodarczych lub osób fizycznych ze sporym kapitałem. Przekłada się to oczywiście na zauważalny wpływ na środowisko naturalne, choć ten aspekt należy traktować niejednoznacznie.

Trzeba się z pewnością zgodzić, że wpływ na czynniki przyrodnicze jest zdecydowanym minusem w przypadku pozyskiwania energii z surowców nieodnawialnych, tak stosowanie już przykładowo instalacji fotowoltaicznej bądź innego rozwiązania OZE jest jak najbardziej ekologiczne. Przynajmniej, jak można wywnioskować z wszelkiego rodzaju światowych trendów związanych pozyskiwaniem energii, jak i całym marketingiem różnego rodzaju przedsiębiorstw.

W takim przypadku za minus należy traktować samą energochłonność, ale już niekoniecznie oddziaływanie na środowisko naturalne. Problemem w tym przypadku jest przyczyna występowania wpływu na otaczającą przyrodę za sprawą pozyskiwania energii, a nie skutek w postaci jej konsumpcji.

Inną wadą, która w pewien sposób została już ukazana, to „Proof Of Work” jest zupełnie nieprzystosowany dla użytkowników, którzy dopiero zaczynają przygodę z kryptowalutami. Zagadnienie go kształtujące jak między innymi opisane w tym artykule kopanie jest po prostu trudne. Przeciętny odbiorca treści w Internecie (co w pełni zrozumiałe) nie zna nawet podstaw z zakresu programowania czy reguł kryptograficznych używanych na blockchainach. Może to być nawet zauważalne na różnych sklepach zajmujących się sprzedażą urządzeń ASIC. Jak zrozumienie podstawowych parametrów jak moc czy hashrate może być stosunkowo przystępne, tak konfiguracja, mimo że z odpowiednim wsparciem i licznymi poradnikami, może być mało przejrzysta. „Proof Of Work jest zwyczajnie skomplikowany.

W wyniku wskazania głównych wad „Proof Of Work” można wymienić teraz minusy systemu „Proof Of Stake”. Przede wszystkim algorytm ten jest zdecydowanie bardziej narażony na scentralizowanie się. Jak jest to problem, który może występować również w pierwszym wymienionym algorytmie, tak jest to zdecydowanie trudniejsze z uwagi na obecność samego kopania. Zdarza się, że nawet na dość popularnych projektach algorytmu „Proof Of Stake” istnieje jedynie 20 walidatorów, gdzie w porównaniu do Bitcoina istnieją tysiące różnych węzłów stawiających bloki. Może to powodować problemy z działaniem sieci oraz ograniczać otrzymywanie nagród.

Dodatkowym zarzutem w stronę algorytmu „Proof Of Stake”, który powtarza się stosunkowo często jest model bogatych stawania się jeszcze bogatszymi. Oczywiście nie chodzi tutaj o zaglądanie innym do portfela, niech każdy użytkownik określonego systemu żyje w bogactwie, prestiżu i zdrowiu. Chodzi o to, że uczestnicy nie są zobowiązani do wydawania zasobów na kopalnictwo, a jedynie do obstawiania stawki. Oznacza to, że w rezultacie zdobywają więcej monet z nagród, co po czasie ekspotencjalnie zwiększa ich wpływ w sieci na stałe.

Po poznaniu z grubsza wad tych algorytmów, można omówić zalety określonych systemów konsensusu. Jedną z fundamentalnych zalet „Proof Of Work” jest tendencja do utrzymywania niezaprzeczalnej decentralizacji systemu. Mimo, że dodano o wystąpieniu pewnych możliwych nieprawidłowości, tak inwestowanie w sprzęt górniczy i proces kopania znacząco niwelują scentralizowanie się.

Zaletą „Proof Of Stake” jest natomiast wydajność. Blockchainy te oferują zdecydowanie wyższe możliwości przerabiania transakcji. Dla przykładu weźmy pod lupę dwa blockchany – Bitcoina oraz wymienioną już wcześniej Solanę. Bitcoin jest w stanie przerobić 7 transakcji między użytkownikami na sekundę, a Solana 50 000… Różnica jest kolosalna i tylko udowadnia potencjał algorytmu „Proof Of Stake” odnośnie do rozwijana opracowanych przez „Proof Of Work” utworzonych instrumentów.

4. Zakończenie

W wyniku opisania tych dwóch najczęściej stosowanych algorytmów można zauważyć różnice nie tylko w stosunku do sposobu działania, ale również do potrzeb wynikających z dostarczania określonych funkcji na rynek. Widoczne są przede wszystkim inne cele obu algorytmów w uczestnictwie na światowych rynkach. Systemy „Proof Of Work” są głównie nastawione na ulepszanie funkcji Bitcoina optymalizując procesy górnicze. Na przykładzie Kaspy jest widoczne, że to jest nadrzędny element systemów tworzonych przez potocznie zwane kopalnie. Z kolei to projekty budowane w oparciu o „Proof Of Stake” definiują nowe trendy oraz najbardziej liczą się z dostosowaniem do obecnych potrzeb rynkowych. Muszą one w większym stopniu zachęcać użytkowników do uczestnictwa w danym przedsięwzięciu.

Dlatego też, próbując odpowiedzieć na pierwsze pytanie zawarte na początku tego artykułu - czy „Proof Of Work” umrze śmiercią naturalną za sprawą pojawienia się „Proof Of Stake”? Raczej nie. Jest to system nastawiony w głównej mierze na jak największą decentralizację strony podażowej, a do tej pory nie opracowano lepszej metody, aniżeli obecności górników. Wymownym jest również dodanie, że miano największej kryptowaluty dzierży nieprzerwanie nieefektywny oraz niezbyt zaawansowany technologicznie Bitcoin. Niewiele skłania się ku myśleniu, że ta kryptowaluta przestanie cieszyć się swoją popularnością, więc odpowiadając na to pytanie można rzec: Im działa Bitcoin, tym „Proof Of Work” będzie optymalizowany oraz rozwijany.

Co do drugiego pytania – czy „Proof Of Stake” faktycznie stał się systemem, który zawsze docelowo będzie wyborem wszystkich projektów kryptowalutowych? No też raczej nie. Mimo znacznie większego potencjału z uwagi na mniejszą energochłonność, ten system konsensusu też posiada pewne wady, które w klarowny sposób definiują, że potrzebny jest rozwój systemów konsensusu na rynku kryptowalut. Jednak należy podkreślić, że przy obecnym poziomie rozwoju projektów kryptowalutowych, system „Proof Of Stake” będzie nadal nie bez przyczyny wybierany częściej przez twórców systemów zdecentralizowanych łańcuchów bloków.

Popularne