Bitcoinin ja Ethereumin haasteet
Vuonna 2025 Bitcoinin ja Ethereumin — proof-of-work (PoW) ja proof-of-stake (PoS) — konsensusmekanismit kohtaavat yhä enemmän haasteita hakkereiden hyökkäysten sekä taloudellisten huolien vuoksi. Kilpailijat, kuten Stellar ja Quai, esittelevät uusia mekanismeja, kuten luottamukseen perustuvan Proof-of-Agreement (PoA) ja turboahdettuna Proof-of-Entropy-Minima (PoEM), ja väittävät voivansa korjata nykyisten järjestelmien puutteet.
Lähempi tarkastelu PoW:sta ja PoS:sta
Ryan Berckmans, kryptoekosysteemitutkija ja pitkäaikainen Ethereum-yhteisön jäsen, kertoi Cryptonewsille, että PoW on alkuperäinen konsensusmekanismi, jonka Satoshi Nakamoto kehitti. Berckmans selitti, että PoW ratkaisee julkisten tietokoneverkkojen haasteen yhteisestä tilasta sopimisessa, ja se mahdollistaa myös Bitcoinin louhintaprosessin.
”PoW on erittäin tärkeä innovaatio, sillä se ratkaisee niin sanotun ’byzantin generaaleja’ luottamusongelman ja vie maailmaa kohti kestävämpiä talousjärjestelmiä, mikä lisää globaalia vapautta ja vaurautta,”
hän mainitsi. Berckmans lisäsi, että PoS tarjoaa parannettua turvallisuutta ensimmäisen tason lohkoketjuille, tavoitteena suojata erilaisia varoja.
”PoS:ssa alkuperäinen token, jonka markkina-arvo on 1 biljoona dollaria, voi suojata sovelluskerrosta, jonka arvo on jopa 100 biljoonaa dollaria. PoW ei voi tehdä tätä,”
hän totesi.
Berckmans myös huomautti, että PoW:n vahvuus on sen kyvyssä vähentää riskejä samalla, kun se lisää luottamusta ja luotettavuutta.
”Louhintaprosessi on varsin yksinkertainen (etsitään neulaa heinäsuovasta), eikä se vaadi varojen lukitsemista, jotka voitaisiin varastaa, mikäli louhija on vaarassa,”
hän sanoi. Toisaalta hän mainitsi, että PoS-validattoreilla on riski varoista, jotka voivat olla alttiita varastamiselle tai kiristykselle, mikäli validattorin yksityinen avain vaarantuu.
PoW- ja PoS-lohkoketjujen haasteet
Molemmat konsensusmekanismit, PoW ja PoS, ovat edelleen haasteiden keskellä. Esimerkiksi PoS-lohkoketjut nojaavat taloudellisiin kannustimiin, joissa validattorit panostavat tokenneja, ja heitä palkitaan rehellisestä käyttäytymisestään tai rangaistaan taloudellisesti huonosta käyttäytymisestä. PoS voidaan siis hyödyntää tavoilla, jotka vaarantavat sen turvallisuuden. Vuonna 2023 hyökkääjät käyttivät pienen osan panoksestaan tullakseen Ethereum-lohkoketjun validattoriksi.
”He aloittivat hyväksikäytön MEV-Boost-reitittimen verkostoa vastaan, ja tämä johti siihen, että he pääsivät käsiksi noin 25 miljoonan dollarin arvoisiin stablecoineihin,”
Berckmans huomautti myös. Yksi merkittävistä haasteista PoS:ssä on monimutkaisuuden vähentäminen turvallisuuden säilyttämisen ohella.
Ethereumilla on neljä tuotantoklienttiä PoS-validattorisolmuja varten — tämä tekee Ethereumin ainoaksi ensimmäisen tason lohkoketjuksi, jolla on käytännöllistä asiakasvaihtelua, mikä tukee hajauttamista.
”Mutta neljän asiakkaan etu on, että se lisää todellista monimutkaisuutta, mukaan lukien pelätyn ’ketjuhajottamisen’ riskin,”
hän sanoi. Ketjuhajottamisen riski voi ilmetä, jos neljä asiakasta ovat eri mieltä todellisesta ketjutilasta. Tämä on saanut Vitalikin ja Ethereum Foundationin tunnistamaan protokollan yksinkertaistamisen yhtenä keskeisenä tavoitteena Ethereumin kehityksessä tulevina vuosina.
Puolittumiset ja turvallisuusbudjetti
Berckmans korosti, että Bitcoinin on käsiteltävä turvallisuusbudjettikriisi;
”Jokainen puolittuminen neljän vuoden välein vähentää Bitcoinin turvallisuusbudjettia puolittamalla louhintapalkkion. Satoshi suunnitteli Bitcoinin siirtomaksujen nousevan suhteellisesti kompensoimaan turvallisuusbudjetin vähentämisen. Mutta tätä ei ole tapahtunut,”
hän sanoi. Berckmans uskoo, että Bitcoin saattaa olla erittäin alttiina katastrofaalisille 51-prosentin hyökkäyksille vuoteen 2032 mennessä. Hän totesi myös, että ainoa käytännöllinen tapa ratkaista turvallisuusbudjettikriisi on nostaa jatkuvaa häntäinflaatiota BTC-tarjoukseen. Tämä tarkoittaisi kuitenkin sitä, että BTC:n kokonaismäärä ylittäisi 21 miljoonan ”kovan katteen” rajan 2030-luvun puoliväliin mennessä.
Stellarin ”Proof-of-Agreement”
PoW:n ja PoS:n haasteiden vuoksi jotkut verkkoprojektit ovat kehittäneet omia konsensusmekanismejaan. Esimerkiksi Stellar hyödyntää Proof-of-Agreement (PoA) -konsensusmekanismia. Garand Tyson, Stellarin kehitysrahaston vanhempi ohjelmistoinsinööri, kertoi Cryptonewsille, että PoA on konsensusprotokolla, joka poikkeaa perusluonteeltaan PoW:sta ja PoS:sta.
”PoA ei perustu laskentatehoon tai tokeneihin, vaan se rakentuu sosiaalisen luottamuksen ja keskinäisen sopimuksen ympärille,”
hän sanoi. Tyson selitti, että validattoriksi tuleminen edellyttää luottamusta verkossa olevaan henkilöön, joka on jo validattori.
”Verkossa oleva henkilö voi kutsua ketä tahansa, mutta luottamus ansaitaan,”
hän huomautti.
Luotetut validattorit Stellarin verkossa muodostavat niin sanotun ”quorum setin”, jossa kaikki osallistujat tuntevat toisensa. Tämä lisää läpinäkyvyyttä ja tekee validattorista saatavan tiedon helpommin saavutettavaksi, mikä on erityisen merkittävää sääntely- ja tarkastustarkoituksiin. Tyson lisäsi, että satunnaiset, mahdollisesti vahingolliset toimijat eivät voi liittyä verkkoon panostamalla suuria määriä tokenneja, kuten on havaittu PoS-lohkoketjuissa. Tämä ehkäisee useita hyökkäyksiä, kuten 25 miljoonan dollarin MEV-Boost-hyökkäyksen, joka nähtiin Ethereumin puolella. Turvallisuuteen liittyen Tyson selitti, että lopullinen sopimus tai ”tilan lopullisuus” perustuu laajaan valikoimaan luotettavia instituutioita, mukaan lukien globaaleja organisaatioita.
”Hyökkääjän on kyettävä saamaan useat niistä hyväksymään saman väärän version kirjanpidosta, mikä on haastavaa, sillä jos edes yksi kieltäytyy, hyökkäys epäonnistuu. PoA tarjoaa välitöntä, determinististä lopullisuutta,”
hän kommentoi.
Quai-verkon ”Proof-of-Entropy-Minima”
L1-lohkoketju Quai Network käyttää myös omaa konsensusmekanismiaan, jota kutsutaan Proof-of-Entropy-Minima (PoEM). Alan Orwick, Quai-verkon perustaja, kertoi Cryptonewsille, että PoEM sai inspiraationsa Bitcoinin PoW:sta. PoEM käyttää laskentateknikoita mittaamaan entropiaa tai satunnaisuutta, joka poistuu jokaisesta ehdotetusta lohkosta.
”Tämä mahdollistaa salamannopean lopullisuuden, ikuisen konsensuksen ja koordinoidun äärettömien toteutushalkojen mahdollisuuden, saavuttaen yli 50 000 transaktiota sekunnissa alle 0,01 dollarin maksuilla,”
Orwick totesi.
”Toisin kuin perinteinen PoW, PoEM tarjoaa determinististä, objektiivista konsensusta, jossa on parannettua tehokkuutta ja skaalautuvuutta.”
Orwick korosti, että Quai Network päätti toteuttaa PoEM:n sen sijaan, että olisi valinnut PoW:n tai PoS:n, useista syistä, kuten keskittymisen ja suurten panostusvaatimusten välttämiseksi, joita voi ilmetä PoS:ssa.
PWR Chainin ’Delegoitu Proof-of-Power’
PWR Chain on Layer-0 lohkoketju, joka hyödyntää konsensusmekanismia nimeltä delegoitu Proof-of-Power (DPOP). Tämä perustuu Tendermintin konsensusprotokollaan, mutta tarjoaa erityisiä parannuksia kvanttiturvallisuudelle ja nopeammalle lohkon luomiselle. Edy Haddad, PWR Chainin teknologiajohtaja, kertoi Cryptonewsille, että DPOP käyttää Falcon-allekirjoituksia — kvanttijälkeistä kryptografista järjestelmää validattoreiden äänille lohkoissa.
”DPOP antaa kaikille valituille validattoreille yhdenvertaiset mahdollisuudet lohkojen luomiseen. Tämä on tärkeää, sillä PWR Chainin valkoisessa paperissa kerrotaan, että perinteisissä PoS-järjestelmissä validattorit saavat lohkon luomismahdollisuuden suhteessa panoksensa kokoon.”
Valkoisessa paperissa todetaan, että monet lohkoketjut ovat omaksuneet tämän lähestymistavan, mutta se voi johtaa keskittymiseen.
”Kun lohkon luomismahdollisuudet liittyvät panoksen kokoon, suuret validattorit luonnollisesti tuottavat eniten lohkoja. Tämä johtaa vakaaseen tuottoon investoinnista (ROI) heidän delegoitensa osalta, mikä puolestaan houkuttelee vielä enemmän delegoijia, ja tuloksena nämä suuret validattorit kasvavat suuremmiksi ja vaikutusvaltaisemmiksi ajan myötä,”
asiakirjassa sanotaan. Haddad lisäsi, että hetkellinen lopullisuus on PWR Chainin keskeinen toiminto, joka antaa kehittäjille mahdollisuuden rakentaa ilman huolta verkon palautumisesta.
”DPOP saavuttaa tämän vaatimalla 2/3 validattoreista hyväksymään jokaisen lohkon, jolloin lohkon luomisen yhteydessä saavutetaan välitön ja peruuttamaton lopullisuus,”
hän sanoi. DPOP on suunniteltu tukemaan PWR Chainin tavoitteita tarjoamalla nopeita lohkojen luontiaikoja ja välitöntä lopullisuutta, mikä tekee siitä ihanteellisen suorituskykyä vaativille sovelluksille.
Haasteet, joita on harkittava
Vaikka vaihtoehtoiset konsensusmekanismit ovat innovatiivisia, ne eivät ole täydellisiä. Esimerkiksi Tyson huomautti, että yksi yleisimmistä kysymyksistä PoA:n kohdalla on luottamus.
”Koska verkko nojaa luotettujen validattoreiden ryhmään, kuka saa luotettavaksi? Voiko verkosta tulla liian keskittynyt?”
Tyson viittasi siihen, että Stellar on käsitellyt näitä kysymyksiä tekemällä verkostaan avoimen ja hajautetun.
”Kukaan ei voi toimia validattorina, mutta vaikutus ei riipu varastaan tai laskentatehosta, vaan se ansaitaan keskinäisellä luottamuksella. Validattorit ovat myös luotettavia organisaatioita – pankkeja, fintech-yrityksiä ja perinteisiä instituutioita, joilla on maine suojattavanaan. Tämä vähentää pahojen toimijoiden mahdollisuuksia päästä tunnistamatta,”
hän kommentoi.
Kuitenkin toinen riski PoA:ssä voi olla vaikutuksen keskittyminen. Jos liikaa validattoreita on luotettavia, verkko voi kallistua kohti keskittymistä. Tysonin mukaan Stellar kannustaa monimuotoisuutta quorum setissä.
”Validattoreilta odotetaan rakentavan luottamusta useiden itsenäisten organisaatioiden kanssa. Tämä ristiinvahvistus rajoittaa yhden toimijan tai ryhmän kykyä dominoida,”
hän sanoi. Suoran taloudellisen palkkion puute PoA:ssa voi myös nähdä haasteena osallistumiselle. Tyson totesi, että Stellarin historiassa on ollut vähemmän validattoreita, sillä louhintapoolit ja infrastruktuuriyritykset eivät voi suoraan hyötyä validoinnista.
”Mutta tämä on kaksiteräinen miekka; validattoreita ei makseta siirtojen hyväksymisestä, vaan he osallistuvat siksi, että he haluavat vaikuttaa verkon kehitykseen. Tämä on houkuttelevampaa instituutioille, jotka välittävät hallinnosta, eivät vain voitoista,”
Tyson kommentoi. PoEM:n osalta Orwick huomautti, että tämä lähestymapa voi olla liian monimutkainen uusille tulokkaille.
”Luomalla lisää kuluttajasovelluksia ja tapoja päästä verkkoon, voimme abstrahoida tekniset yksityiskohdat pois käyttäjiltä,”
hän sanoi.
