Proof of work vs proof of stake – forskjellene forklart

Alle åpne blokkjeder må løse det samme problemet: Hvordan blir tusenvis av ukjente datamaskiner enige om én felles historikk, uten at noen kan jukse? Løsningen kalles en konsensusmekanisme.

De to mest brukte mekanismene er proof of work, forkortet PoW, og proof of stake, forkortet PoS. Bitcoin bruker proof of work, mens Ethereum og de fleste nyere blokkjeder bruker proof of stake.

I denne artikkelen forklarer vi hvordan de to mekanismene fungerer, hvilke fordeler og ulemper de har, og hvorfor valget mellom dem er en av de største debattene i kryptoverdenen.

Hvorfor trengs en konsensusmekanisme?

I et vanlig system bestemmer en sentral aktør, for eksempel en bank, hvilke transaksjoner som er gyldige. I en åpen blokkjede finnes det ingen slik sjef. Hvem som helst kan delta, også de som vil jukse.

Uten felles regler kunne noen brukt de samme myntene to ganger ved å sende ulike versjoner av historikken til ulike deler av nettverket. Det kalles dobbeltbruk.

En konsensusmekanisme gjør det dyrt å jukse og lønnsomt å følge reglene. Den avgjør hvem som får lage neste blokk, og hvordan nettverket velger mellom konkurrerende versjoner av kjeden. Les mer om grunnlaget i hva er blockchain.

Proof of work: sikkerhet gjennom energi

I proof of work konkurrerer minere om å løse en regneoppgave. Oppgaven går ut på å finne et tall som gir blokken et fingeravtrykk under en bestemt grense. Det finnes ingen snarvei; man må prøve seg fram.

Den første som finner et gyldig svar, får legge til blokken og mottar belønning. De andre nodene kan kontrollere svaret på et øyeblikk, selv om det tok enorme mengder beregning å finne det.

Hvis to minere finner en blokk samtidig, oppstår det midlertidig to versjoner av kjeden. Nettverket følger da den kjeden som har mest akkumulert arbeid bak seg, og den andre forkastes.

Fordeler med proof of work

Proof of work er den eldste og mest utprøvde mekanismen. Bitcoin har brukt den siden 2009 uten at selve konsensusen har blitt brutt.

Sikkerheten er knyttet til noe fysisk: strøm og maskiner. For å angripe nettverket må en angriper skaffe seg mer regnekraft enn resten av nettverket, noe som på bitcoin vil koste enorme summer.

Mange mener også at proof of work gir en mer rettferdig utstedelse av nye mynter, fordi alle må betale for strøm og utstyr for å få belønning.

Ulemper med proof of work

Den største ulempen er energiforbruket. Bitcoin-nettverket bruker like mye strøm som et mellomstort land. Det har ført til politisk motstand, også i Norge. Se bitcoin mining i Norge.

Mining har også en tendens til å samles hos store aktører med billig strøm og spesialiserte maskiner. Mange små minere går sammen i såkalte mining-pooler, som gir noen få aktører stor innflytelse.

Proof of stake: sikkerhet gjennom innsats

I proof of stake er det ikke regnekraft, men låste mynter som gir rett til å lage blokker. Validatorer låser inne en mengde mynter som sikkerhet, ofte kalt innsats eller «stake».

Nettverket velger validatorer til å foreslå og bekrefte nye blokker. Sannsynligheten for å bli valgt øker ofte med hvor mye som er låst inn. Ærlige validatorer får belønning, se staking av krypto.

Validatorer som forsøker å jukse, for eksempel ved å signere to motstridende blokker, kan straffes ved at deler av innsatsen fjernes. Det kalles slashing.

Fordeler med proof of stake

Den mest åpenbare fordelen er energiforbruket. Ifølge ethereum.org kuttet Ethereum energiforbruket med rundt 99,95 prosent da nettverket gikk over til proof of stake i september 2022.

Proof of stake gjør det også lettere å delta. Du trenger ikke spesialiserte maskiner, og på mange blokkjeder kan du delegere mynter til en validator med små beløp.

I tillegg kan straffen for juks gjøres svært direkte: Angriperen mister myntene sine. I proof of work kan en angriper i teorien bruke de samme maskinene igjen.

Ulemper med proof of stake

Kritikere mener proof of stake kan føre til at de rikeste får stadig mer makt, fordi de som eier mye, får mest belønning. Store børser og staking-tjenester kontrollerer dessuten en stor andel av innsatsen på flere blokkjeder.

Proof of stake er også mer komplisert og har kortere historikk enn proof of work. Det finnes teoretiske angrep, for eksempel knyttet til gamle nøkler, som må løses med ekstra regler.

PoW vs PoS i en oversikt

• Sikkerhet bygger på: PoW – strøm og maskiner. PoS – låste mynter.
• Energiforbruk: PoW – høyt. PoS – lavt.
• Deltakelse: PoW – krever spesialisert utstyr og billig strøm. PoS – krever mynter, ofte mulig med små beløp via delegering.
• Straff for juks: PoW – tapte strømkostnader. PoS – tap av innsats gjennom slashing.
• Historikk: PoW – siden 2009. PoS – i stor skala særlig siden 2020-tallet.
• Eksempler: PoW – Bitcoin, Litecoin, Dogecoin. PoS – Ethereum, Solana, Cardano, Polkadot.

Du kan se kurs og nøkkeltall for flere av disse på kryptovaluta kurser.

Andre konsensusmekanismer

Det finnes også varianter. Delegated proof of stake lar myntholderne stemme fram et begrenset antall validatorer. Det kan gi høy hastighet, men også mer sentralisering.

Noen blokkjeder kombinerer flere mekanismer, eller bruker egne løsninger tilpasset formålet. Enkelte nettverk har også spesialiserte noder med ekstra ansvar og belønning, som du kan lese om i hva er en masternode.

Hva betyr det for deg som investor?

Valget av konsensusmekanisme påvirker hvordan nye mynter utstedes, hvor mye det koster å sikre nettverket og hvilke muligheter du har for å tjene belønning.

Eier du en proof of stake-mynt, kan du ofte stake den for å få belønning, men du må vurdere låsetid og risiko. Eier du bitcoin, finnes det ikke tilsvarende staking i selve protokollen.

Konsensusmekanismen er likevel bare én del av vurderingen. Se på hele prosjektet, for eksempel med sjekklisten i hvordan vurdere en kryptovaluta.

Hva skjer ved et angrep?

I proof of work kalles det mest kjente angrepet et 51-prosentangrep. En aktør som kontrollerer mer enn halvparten av regnekraften, kan i teorien omskrive nylige blokker og bruke de samme myntene to ganger. Flere små proof of work-blokkjeder har blitt utsatt for dette.

I proof of stake må angriperen kontrollere en stor andel av den låste innsatsen. Forsøker angriperen å jukse, kan nettverket straffe vedkommende ved å fjerne innsatsen. Angrepet blir dermed svært kostbart.

I begge systemer gjelder det samme: jo større og mer desentralisert nettverket er, jo dyrere og vanskeligere blir et angrep.

Ofte stilte spørsmål

Hvilken er sikrest, PoW eller PoS?

Begge kan være svært sikre når nettverket er stort og desentralisert. Proof of work har lengst historikk, mens proof of stake har vist seg robust på Ethereum siden 2022. Små nettverk er sårbare uansett mekanisme.

Kan bitcoin gå over til proof of stake?

Teknisk sett kunne reglene endres, men det krever bred enighet i nettverket. Det er svært lite støtte i bitcoin-miljøet for å bytte, og det regnes som usannsynlig.

Er staking det samme som mining?

Begge gir belønning for å sikre en blokkjede, men mining bruker regnekraft og strøm, mens staking bruker låste mynter. I Norge regnes belønning fra begge som inntekt. Se skatt på krypto.

Oppsummering

Proof of work sikrer blokkjeden med energi og regnekraft, mens proof of stake sikrer den med låste mynter. Begge gjør det dyrt å jukse og lønnsomt å følge reglene.

Proof of work er mest utprøvd og brukes av bitcoin, men bruker mye strøm. Proof of stake er langt mer energieffektiv og brukes av Ethereum og mange nyere blokkjeder, men har andre utfordringer knyttet til makt og kompleksitet.

Å forstå forskjellen gjør det lettere å vurdere kryptoprosjekter og å følge debatten om energi og regulering. Vil du lære mer om bitcoin spesielt, les hva er bitcoin.