Bukti Kerja lwn. Bukti Pertaruhan

Bukti kerja (PoW) dan bukti penguncian (PoS) ialah dua mekanisme konsensus yang paling biasa digunakan oleh rangkaian blok rantai awam. Sistem ini menyediakan keselamatan rangkaian dan memberikan insentif kepada kumpulan peserta ternyahpusat untuk bekerjasama demi kebaikan rangkaian.

Sesiapa sahaja di dunia boleh menyertai sistem berasaskan blok rantai awam. Tiada syarikat tunggal, bank pusat, atau kerajaan yang menguruskan cara rangkaian ini beroperasi. Ini bermakna tiada sesiapa yang mempunyai kawalan langsung ke atas blok rantai popular seperti Bitcoin, Ethereum, Dogecoin, atau Monero.

Itu kerana teknologi ini adalah ternyahpusat. Seperti Internet, tiada sesiapa atau kumpulan yang bertanggungjawab untuk penyelenggaraan dan pemeliharaan mereka. Sebaliknya, tanggungjawab ini dikongsi kepada ribuan individu di seluruh dunia. Namun, penyahpusatan disertakan dengan beberapa soalan penting:

1. Bagaimanakah anda mencipta sistem yang kukuh dan tanpa kepercayaan yang tahan terhadap agen berniat jahat?
2. Jika sesiapa boleh menyertai rangkaian, bagaimanakah anda menggalakkan penyertaan yang jujur dan menghalang pelaku jahat?
3. Tanpa pengurus yang mengawasi, bagaimanakah anda memilih siapa yang boleh mencadangkan, mengesahkan, dan merekod data di blok rantai?

Di sinilah bukti kerja (PoW) dan bukti penguncian (PoS), yang lebih dikenali sebagai mekanisme konsensus blok rantai, memainkan peranan.

Konsensus merujuk kepada persetujuan mengenai maklumat tertentu dalam kalangan sistem atau kumpulan orang.

Konsensus blok rantai ialah keadaan persetujuan dalam kalangan rangkaian komputer teragih mengenai urutan dan kesahihan maklumat yang disimpan dalam pangkalan data bersama.

Blok rantai Bitcoin dan blok rantai lain yang mengikutinya ialah revolusioner kerana mereka menyelesaikan masalah lama yang dipanggil masalah Jeneral Byzantine. 

Masalah Jeneral Byzantine ialah masalah klasik dalam pengkomputeran teragih yang berkaitan dengan isu kepercayaan. Ia masalah konsensus dalam kalangan platun teragih, apabila beberapa jeneral cuba menyelaraskan serangan ke atas sebuah bandar. Dalam masalah ini, jeneral tidak dapat berkomunikasi secara langsung antara satu sama lain dan beberapa jeneral mungkin pengkhianat yang menghantar mesej palsu kepada jeneral yang lain.

Dalam konteks blok rantai, Masalah Jeneral Byzantine ialah masalah konsensus. Dalam rangkaian blok rantai, terdapat banyak nod yang cuba mencapai konsensus mengenai keadaan lejar. Walau bagaimanapun, beberapa nod mungkin berniat jahat, dan cuba menghantar maklumat palsu kepada nod lain. Masalahnya ialah nod lain mesti dapat mempercayai maklumat yang diterima untuk mencapai konsensus.

Blok rantai menyelesaikan Masalah Jeneral Byzantine dengan menggunakan algoritma konsensus untuk memberikan insentif kepada semua peserta dalam rangkaian untuk bersetuju pada satu versi kebenaran. Ini dilakukan dengan membenarkan setiap nod dalam rangkaian mengesahkan transaksi dan mencapai persetujuan mengenai kesahihan transaksi. Sistem kemudiannya merekodkan konsensus ini pada blok rantai, dengan itu mencipta sumber kebenaran yang tidak boleh diubah, selamat dan dikongsi secara kolektif. Mekanisme konsensus memastikan bahawa semua peserta dalam rangkaian mempunyai versi kebenaran yang sama dan bahawa transaksi adalah sah.

Ahli sains komputer memikirkan masalah ini pada tahun 1980-an, tetapi konsep asasnya berasal daripada bidang ekonomi yang lebih lama yang dipanggil teori permainan. Ahli matematik, John Von Neumann dan Oskar Morgenstern, mempelopori teori permainan 30 tahun sebelum masalah Jeneral Byzantine. Penyelidikan mereka menganalisis hasil permainan berdasarkan tingkah laku individu pemain, ganjaran, dan hukuman.

Mekanisme konsensus blok rantai menggabungkan prinsip teori ini. Pemain yang mengambil bahagian dalam rangkaian blok rantai diberikan insentif untuk bertindak dengan jujur bagi diri mereka sendiri dan untuk kebaikan rangkaian yang lebih besar. Pelaku berniat jahat, sebaliknya, menghadapi hukuman untuk tingkah laku tidak jujur.

Perkara yang menarik adalah cara sistem PoW dan PoS mencapai konsensus tanpa kepercayaan dengan cara yang berbeza sama sekali.

Bukti kerja ialah sejenis mekanisme konsensus yang memerlukan pengguna rangkaian yang dipanggil "pelombong" memperuntukkan kuasa pengkomputeran untuk menyelesaikan tugas.

Mekanisme konsensus bukti kerja (PoW) diperkenalkan pada awal 1990-an sebagai sistem untuk mencegah spam e-mel. Kaedah ini memerlukan pengguna menyelesaikan masalah kriptografi sebelum dapat menghantar e-mel.

Bagi pengguna sah yang hanya menghantar beberapa e-mel, menyelesaikan teka-teki kriptografi tunggal ini ialah tugas yang mudah. Walau bagaimanapun, bagi pelakon tidak jujur yang ingin menghantar e-mel spam secara besar-besaran, jumlah kuasa pengkomputeran yang diperlukan menjadikan usaha itu jauh lebih mahal.

Pada Januari 2009, penulis kertas putih bitcoin bernama samaran, Satoshi Nakamoto, melancarkan protokol Bitcoin. Sistem wang elektronik rakan kepada rakan ini menampilkan versi yang disesuaikan daripada mekanisme PoW untuk menyelesaikan masalah Jeneral Byzantine yang disebutkan di atas.

Mekanisme konsensus PoW yang digunakan dalam protokol Bitcoin menggabungkan persaingan berasaskan kriptografi. Pengguna bersaing untuk ​​hak mencadangkan entri baharu dalam lejar menggunakan komputer mereka.

Melalui proses perlombongan bitcoin, pelombong menghasilkan kod rawak dengan panjang tetap yang dipanggil hash. Mereka mencipta hash ini dengan menjalankan input secara rawak melalui algoritma hash kriptografi. Melakukan tindakan ini menghasilkan kod unik 64 heksadesimal (kod yang hanya mengandungi nombor daripada 0-9 dan huruf A-F).

Pelombong menghasilkan hash secara rawak sehingga satu hash mempunyai jumlah sifar yang sama atau lebih di hadapan berbanding dengan hash sasaran.

Hash sasaran ialah nombor yang ditetapkan oleh algoritma penyesuaian kesukaran protokol blok rantai.

Apabila pelombong yang berjaya mengatasi hash sasaran, mereka memperoleh hak untuk mencadangkan blok transaksi baharu untuk disertakan dalam blok rantai. Jika rangkaian menganggap blok yang dicadangkan sebagai sah, pelombong menerima ganjaran blok untuk usaha mereka. Jika rangkaian menentukan blok itu tidak sah atau penipuan, nod menolak blok tersebut dan usaha pelombong itu sia-sia.

Jika anda berminat untuk mengetahui lebih lanjut tentang kriptografi di sebalik mata wang kripto, anda boleh menyemak panduan pemula kami tentang carra mata wang kripto menggunakan kriptografi.

Sebagai balasan atas usaha mereka, pelombong yang berjaya memperoleh bitcoin yang baru dicetak dan mana-mana yuran untuk transaksi yang ditambahkan pada blok baharu. Ganjaran ini dikenali sebagai ganjaran blok.

Pelombong individu mungkin boleh menggabungkan sumber pengkomputeran mereka bersama-sama menggunakan kumpulan perlombongan untuk meningkatkan peluang mereka memenangi persaingan perlombongan. Apa-apa ganjaran blok yang diperoleh dibahagikan secara berkadar dalam kalangan peserta kumpulan.

Ganjaran blok biasanya mematuhi dasar monetari yang ketat dan telah ditetapkan yang mengurangkan ganjaran secara sistematik dari semasa ke semasa. Bitcoin, sebagai contoh, mengurangkan jumlah syiling yang baru dicetak yang diberikan bagi setiap blok sebanyak separuh setiap 210,000 blok (kira-kira sekali setiap empat tahun). Pengurangan ini, yang dikenali sebagai Bitcoin Halving, mengurangkan pengeluaran syiling baharu yang memasuki edaran dari semasa ke semasa.

Anda boleh membaca lebih lanjut mengenai Bitcoin Halving dalam laporan Kraken Intelligence kami, The Halving: Trend & Implikasi Mekanisme Inflasi Bekalan Bitcoin.

Setelah blok transaksi baharu dicadangkan oleh pelombong yang menang, pelombong lain dalam rangkaian kemudiannya mengesahkan transaksi tersebut secara bebas. Setelah mereka mencapai konsensus mengenai kesahihan maklumat yang disimpan dalam blok, blok tersebut menyertai blok rantai secara kekal.

Dengan memerlukan semua pengguna dalam rangkaian mengesahkan transaksi yang dicadangkan secara bebas sebelum dimuktamadkan, hampir mustahil untuk membelanjakan baki seseorang sebanyak dua kali. Potensi untuk membelanjakan syiling yang sama dua kali hanya menjadi ancaman jika 51% atau lebih pengesah tidak jujur. Namun, jenis serangan ini menjadi semakin sukar untuk dilaksanakan seiring dengan pertumbuhan rangkaian blok rantai.

Setelah persaingan perlombongan untuk setiap blok baharu berakhir, ia kemudiannya bermula semula berdasarkan masa blok yang diprogramkan untuk diikuti oleh setiap protokol. Bagi Bitcoin, blok baharu ditemui kira-kira setiap 10 minit, tetapi masa blok berbeza antara mata wang kripto. Mata wang kripto lain seperti Litecoin dan ZCash, mencipta blok baharu setiap 2.5 minit dan 75 saat, setiap satu.

Ciri ini bukan sahaja memastikan rangkaian selamat, tetapi juga memastikan unit baharu mata wang kripto dikeluarkan ke dalam edaran pada kadar tetap yang telah ditentukan.

Satu kelebihan menggunakan sistem PoW ialah keselamatan. Transaksi penipuan pada blok rantai PoW yang telah ditetapkan memerlukan jumlah kuasa pengkomputeran yang besar untuk dilaksanakan.

Pelaku tidak jujur hanya boleh melakukan penipuan jika mereka mengawal majoriti, atau lebih daripada 50 peratus, kuasa pengkomputeran rangkaian. Jenis kerentanan ini dikenali sebagai serangan 51%. Jika seseorang dapat mengawal lebih daripada 51% rangkaian, mereka boleh menyusun semula transaksi, membelanjakan dua kali ganda baki, dan menyekat pembayaran masuk tertentu. 

Sistem PoW sukar untuk diserang kerana mereka memerlukan peralatan khusus dan sejumlah besar tenaga untuk mengeksploitasi rangkaian.

Jumlah tenaga yang digunakan oleh blok rantai berasaskan PoW, bagaimanapun, ialah kritikan biasa dalam kalangan penentang kripto. Tetapi, penting untuk diperhatikan bahawa penggunaan ini ialah ciri yang disengajakan. Dalam kebanyakan kes, semakin besar kuasa hash, semakin besar keselamatan rangkaian.

Untuk memisahkan fakta perlombongan kripto daripada fiksyen, lihat panduan Menghapuskan Mitos Kripto: "Bitcoin Memusnahkan Alam Sekitar".

Akhirnya, untuk memaksimumkan keuntungan, pelombong PoW mesti mengekalkan perbelanjaan operasi mereka serendah mungkin dan mendapatkan tenaga yang murah dan boleh dipercayai. Ramai pelombong menggunakan campuran tenaga yang mampan untuk mengekalkan kos mereka dan mengurangkan kebimbangan alam sekitar.

• Bitcoin (BTC)
• Litecoin (LTC)
• Monero (XMR)
• Bitcoin Cash (BCH)
• Dash (DASH)
• Ethereum Classic (ETC)
• Dogecoin (DOGE)
• Siacoin (SC)

Tidak seperti persaingan langsung bukti kerja, bukti penguncian (PoS) menggunakan set insentif yang berbeza untuk memastikan bahawa peserta rangkaian berkelakuan jujur.

Tiga tahun selepas pelancaran Bitcoin, dua pemaju bernama Scott Nadal dan Sunny King mencipta mekanisme konsensus PoS. Matlamat utama mereka adalah untuk menghasilkan sistem yang lebih cekap tenaga daripada bukti kerja.

Dengan bukti penguncian (PoS), peserta rangkaian membeli dan mengunci token asli protokol untuk mengesahkan blok transaksi baharu. Sebagai balasan, mereka boleh memperoleh ganjaran penguncian (biasanya dibayar sebagai faedah ke atas aset yang dikunci).

Banyak blok rantai PoS terkemuka seperti Ethereum, Cardano, Algorand, dan Polkadot menggunakan algoritma pemilihan mereka sendiri untuk memilih pengunci yang berhak mencadangkan blok baharu.

Peserta dengan lebih banyak token yang dikunci biasanya lebih cenderung untuk mengesahkan blok baharu, tetapi terdapat tahap kebarangkalian yang diprogramkan ke dalam algoritma tertentu ini.

Perawakan ini direka bentuk untuk meningkatkan keadilan dan bermakna semua peserta penguncian mempunyai peluang untuk memperoleh ganjaran.

Ignite (dahulunya Tendermint) ialah satu lagi mekanisme konsensus gaya PoS yang popular yang pengesah meletakkan undi prevote, precommit, dan commit untuk blok baharu yang menyertai blok rantai. Blok dengan undi majoriti ⅔ akan disahkan ke dalam blok rantai.

PoS menggunakan pendekatan yang serupa untuk memberikan insentif kepada tingkah laku jujur seperti PoW dengan memerlukan pengesah untuk melaburkan wang mereka sendiri. Begitu juga, kos ini berbeza dengan ketara di seluruh protokol, termasuk kos untuk menjalankan nod pengesah.

Peralatan nod pengesah PoS sering kali jauh lebih murah secara keseluruhan berbanding dengan peralatan yang diperlukan untuk melombong mata wang kripto PoW yang popular seperti bitcoin (BTC) secara menguntungkan.

Dalam kebanyakan blok rantai PoS, pengesah rangkaian dicalonkan untuk mengesahkan blok transaksi, bukannya bersaing antara satu sama lain untuk mencadangkan blok baharu. Sebagai balasan, pengesah memperoleh ganjaran, kadang-kadang dalam bentuk faedah tahunan tetap, untuk memperoleh rangkaian.

Orang yang tidak mempunyai kepakaran teknikal atau keperluan aset minimum untuk menjadi pengesah PoS kendiri boleh menggabungkan dana mereka dengan pelabur lain.

Dalam kes ini, beberapa pelabur kecil boleh mengumpulkan dana bersama untuk membentuk satu unit penguncian. Individu atau kumpulan yang dipilih dengan pengetahuan khusus mengekalkan dan mengendalikan kumpulan penguncian ini. Pelabur kemudiannya membahagikan ganjaran secara berkadar di antara mereka dan pengendali kumpulan penguncian.

Sama seperti mekanisme konsensus PoS memberikan insentif kepada pengesah untuk berkelakuan jujur, mereka juga boleh menghukum mereka kerana berkelakuan di luar peraturan protokol. Jika seorang pengesah atau pengendali kumpulan penguncian yang dilantik bertindak secara penipuan, beberapa protokol boleh merampas sebahagian atau sepenuhnya aset yang dikunci. Dikenali sebagai "slashing," mekanisme ini selanjutnya memberikan insentif kepada tingkah laku baik di rangkaian.

Untuk menyertai proses penguncian, kebanyakan protokol blok rantai PoS memerlukan pengguna untuk terlebih dahulu mengunci sejumlah minimum token untuk layak.

Untuk blok rantai PoS baharu Ethereum, 32 ether – mata wang kripto asli blok rantai – diperlukan untuk menjadi pengesah. Namun, protokol penguncian cair telah muncul untuk mengurangkan halangan tinggi ini dengan ketara daripada masuk.

Di blok rantai PoS Polkadot, keperluan penguncian minimum boleh serendah 10 DOT atau setinggi 350 DOT. DOT ialah mata wang kripto asli Polkadot.

Seperti blok rantai berasaskan PoW, rangkaian mesti mengesahkan secara bebas blok transaksi yang baru dicadangkan pada blok rantai PoS sebelum mereka boleh menyertai blok rantai.

Rantaian PoS juga mengikuti jadual penerbitan yang telus yang membolehkan seluruh rangkaian melihat cara syiling baharu memasuki edaran.

Manfaat utama blok rantai bukti penguncian adalah bahawa ia jauh lebih cekap tenaga berbanding dengan protokol PoW. Oleh sebab pengesah PoS dicalonkan untuk mengesahkan blok dan bukannya bersaing menggunakan peralatan yang mahal, mereka menggunakan tenaga yang lebih sedikit.

Kelemahan utama mekanisme konsensus PoS ialah isu pemusatan pegangan.

Dalam blok rantai PoS, jumlah token yang dikunci oleh seseorang terutamanya menentukan kemungkinan mereka dipilih untuk mengesahkan blok transaksi dan memperoleh ganjaran. Oleh sebab hal ini, sistem PoS boleh memihak kepada mereka yang mempunyai lebih banyak token berbanding dengan mereka yang mempunyai aset dikunci yang kurang — yang dirasakan oleh sesetengah orang membawa kepada pemusatan rangkaian.

Oleh sebab kecacatan ini, ramai yang merasakan bahawa sejumlah kecil kumpulan penguncian besar dan pelabur ikan paus boleh memperoleh kawalan terpusat ke atas pengesahan blok. Faktor ini bertentangan dengan prinsip asas mata wang kripto dan mengurangkan keselamatan rangkaian secara keseluruhan.

Isu lain bagi beberapa blok rantai PoS ialah ketakcairan. Kadang-kadang, pengguna tidak dapat mengakses aset yang dikunci sehingga tempoh penguncian berakhir. Masalah ini mengurangkan kecairan pasaran mata wang kripto yang mendasari dan menghalang pelabur daripada mengakses dana yang dikunci semasa pergerakan pasaran yang kritikal.

Kedua-dua mekanisme konsensus ini menyelesaikan masalah Jeneral Byzantine, tetapi dengan cara yang sangat berbeza. Mekanisme konsensus PoW ialah sistem yang telah diuji dalam pertempuran yang boleh memberikan tahap keselamatan yang sangat tinggi. Sebaliknya, mekanisme konsensus PoS semakin popular sebagai alternatif yang lebih cekap tenaga dan boleh skala.

• Ethereum (ETH)
• Polkadot (DOT)
• Algorand (ALGO)
• Avalanche (AVAX)
• Cardano (ADA)
• Cosmos (ATOM)
• Solana (SOL)
• The Graph (GRT)

Anda telah mengetahui tentang semua perbezaan antara bukti kerja dengan bukti penguncian, adakah anda bersedia untuk mengambil langkah seterusnya dalam perjalanan kripto anda? Klik butang di bawah untuk membeli mata wang kripto di Kraken hari ini!

Ingin mendapatkan maklumat yang lebih mendalam tentang mata wang kripto dan projek blok rantai tertentu? Jika ya, lawati Pusat Pembelajaran kami untuk melanjutkan pendidikan anda tentang ruang yang sentiasa berkembang ini.