Englannin kielen sanasta ”staking” puolienglanniksi käännetty ”steikkaaminen” tarkoittaa nykyaikaista lohkoketjun todennusmallia, jossa lohkoketjun transaktiot voidaan todentaa ilman, että niiden todentamiseen täytyy kuluttaa valtavaa määrää energiaa.
Proof Of Stake-järjestelmää on kehuttu mm. sen käytännössä olemattoman energiankulutuksen ansiosta, ja verrattuna aikaisempaan POW (Proof Of Work) -konsensusmalliin sen energiankulutus onkin jopa 99,9 % pienempi.
Proof Of Stake mahdollistaa desentralisaation ilman energiaa
Lohkoketjuteknologiaa on parsittu usein valtamediassakin asti sen valtavasta energiankulutuksesta varsinkin aikana, jolloin Euroopan kotitaloudet kamppailevat energian korkean hinnan kanssa Venäjän hyökkäyssodan seurauksena.
Lohkoketjupiireissä on jo pitkään keskusteltu aiheesta avoimesti, ja ongelma on myös tunnistettu laajalti. Proof Of Stake on jo pitkään ollut kehityksessä, ja lukuisat kryptovaluutat ovat joko suunnitelleet tai ottaneet POS-mallin käyttöön korvatakseen energiaintensiivisen louhintatyön lohkoketjussa.
Varmasti eniten esillä ollut Proof Of Stake-todennusmalliin siirtynyt lohkoketju on Ethereum, joka siirtyi pitkään kestäneen suunnittelutyön jälkeen POS-malliin loppuvuodesta 2022. Ethereum kutsui siirtymistä POS-malliin nimellä ”The Merge”, ja prosessia seurasi tarkasti laaja yleisö lohkoketjua käyttäviä sijoittajia ja yhteisön jäseniä.
Huolellisen valmistelun ja moneen kertaan varmistamisen jälkeen valtava Ethereum-lohkoketju siirtyi POS-malliin ilman ongelmia 15.09.2022, ja kehittäjien harteilta nousi varmasti valtava taakka – konsensusmalliin siirtyminen tarkoitti sitä, että koko julkisessa käytössä oleva lohkoketju ja sen sisältämät transaktiotiedot ja käyttäjävarat yhdistettiin uuteen lohkoketjuun.
Ethereumin tapauksessa uuteen malliin siirtyminen sujui ongelmitta, eikä suurempia ongelmia ole uudessa todennusmallissa artikkelin kirjoitushetkellä ilmennyt. POS-malli on siis todettu toimivaksi ja turvalliseksi järjestelmäksi, joka mahdollistaa entistäkin paremman turvallisuuden samalla laajentaen lohkoketjun skaalautumismahdollisuuksia.
Energiankulutus ei siis ole ollenkaan ainoa syy siihen, että lohkoketju siirtyi uuteen konsensusmalliin. Mutta koska lohkoketjujen todennus tapahtuu voittoa tavoittelevien todentajien toimesta, tulee todentamisesta aina maksaa jonkinlainen palkkio, jotta lohkoketju toimii toivotulla tavalla – palkkio mahdollistaa sen, että lohkoketjussa on aina riittävä määrä transaktioita todentavia ”työntekijöitä”.
PoS ja Pow erot
Proof Of Stake-todennusmallissa käyttäjät voivat antaa lohkoketjun valuuttaa vakuudeksi. Vakuutta vastaan käyttäjä saa oikeuden vahvistaa lohkoketjun transaktioita samalla tavalla, kuin entisessä Proof Of Work-mallissa käytännössä kenellä tahansa on mahdollisuus todentaa transaktiolistoja muiden louhijoiden kanssa.
POS-mallin erottaa POW-mallista se, että energian sijaan ”vakuudeksi” annetaan käyttäjän omaa valuuttaa, ja sananvalta lohkoketjun transaktioiden vahvistamisessa riippuu vakuudeks i annetusta valuuttamäärästä.
Ethereumin Proof Of Stake-mallissa lohkojen todentaminen tapahtuu validaattorien toimesta, ja validaattoriksi voi ryhtyä kuka tahansa, jolla on hallussaan 32 ETH:ta.
Validaattori saa oikeuden äänestää oikeaa transaktiolistaa eli lohkoa, joka todennetaan osaksi lohkoketjua, jos vähintään 2/3 validaattoreista on yhteisymmärryksessä lohkon olevan oikea.
Blockchain turvallisuus varmistetaan POS-mallissa validaattorien vakuuden avulla. Väärinkäytökset ovat edelleen teoriassa mahdollisia, kuten myös edeltävässä POW-mallissa, mutta niiden yrittäminen on taloudellisesti kannattamatonta.
Validaattoriksi pääsee ainoastaan antamalla suuren, artikkelin kirjoittamishetkellä lähes 60 000 dollarin vakuus. Vakuus on lukittu Ether-lohkoketjuun, ja samalla validaattori hyväksyy toimivansa lohkoketjun hyväksi.
Jos validaattori toimii lohkoketjulle haitallisella tavalla, eli esimerkiksi pyrkii johtamaan muita validaattoreita harhaan hyväksymällä vääriä lohkoja, leikataan validaattorin vakuutta merkittävästi.
Aivan kuten Proof Of Work-mallissa, on validaattorilla rahallinen motivaattori toimia oikein lohkoketjun hyväksi. POS-malissa validaattoreilla on kuitenkin lisäksi merkittävä rahallinen riski haitallisen toiminnan yrittämisestä.
Proof Of Stake-järjestelmän rahallista riskiä voinee verrata esimerkiksi tämän päivän pankkien motivaattoreihin toimia asiakkaiden kannalta oikein, sillä pankeillakin on teoriassa mahdollisuus toimia haitallisella tavalla, mutta rahallinen motivaattori eli asiakkaiden luottamuksen säilyminen ja asiakassuhteiden ylläpito on niin kannattavaa, että haitallisten toimien suorittaminen ei ole isossa kuvassa kannattavaa.
Ja aivan kuten aikaisemmassa Proof Of Work-mallissa, on validaattoreille myös POS-mallissa tarjolla rahallista hyötyä transaktioiden todentamisesta. Validaattoreille maksetaan palkkio jokaisesta oikein todennetusta transaktiosta.
Palkkion määrä on artikkelin kirjoitushetkellä Ethereum.org-sivuston mukaan n. 4,5 % vuosituottoa vastaava määrä Ethereumia, eli se on tällä hetkellä karkeasti jossain valtion velkakirjojen ja osakeindeksien tuottotason välillä.
Steikkaamisessa käyttäjän ei myöskään tarvitse hankkia valtavaa määrää louhintalaitteistoa, eikä käyttäjältä vaadita juuri mitään teknistä tuntemusta aiheesta.
Tämä tekee steikkaamisesta myös entistä helpompaa, joka puolestaan lisää validaattorien määrää ja mahdollistaa riittävän suuren validaattorijoukon– parantaen samalla lohkoketjun turvallisuutta.
Ethereumin tapauksessa steikkaamisessa on kuitenkin ollut merkittävä kynnys sen aloittamiseen, sillä vakuudeksi annettuja valuuttoja ei ole pystynyt nostamaan käyttäjän toimesta mitenkään – lohkoketju maksaa ainoastaan ennalta määritellyn syklin mukaan validaattorien palkkiot, mutta itse vakuutta ei ole päässyt nostamaan.
Tähän tulee kuitenkin muutos 12.04.2023, kun Ethereumin Shanghai/Capella-päivitys julkaistiin. Päivityksen myötä validaattorit voivat nostaa vakuudeksi antamansa valuutat lohkoketjusta koska tahansa. Päivitys vähentää merkittävästi kynnystä validaattoriksi ryhtymiselle, ja avaa oven valtaville sijoitusinstituutioille riskin vähentyessä. Voit lukea lisää tästä päivityksestä Bitcoinsentralen.no -sivuston uutisista.
Validaattorit voivat jatkossa nostaa joko osan vakuutena toimivista valuutoistaan tai nostaa vakuuden pois kokonaan, lopettaen validaattorina toimimisen samalla.
Steikkaamisen turvallisuus ja 51 % hyökkäykset
Proof Of stake-malliin siirtyessään Ethereum-lohkoketju kertoi malliin siirtymisen sekä vähentäneen lohkoketjun energiankulutusta monen arvion mukaan jopa 99,95 %, että parantavan lohkoketjun turvallisuutta merkittävästi.
Entisen POW-mallin yhteydessä käytävässä keskustelussa esiin nousee usein teknologian nopea kehittyminen ja sen luoma riski laskentatehoon perustuvassa todentamisessa.
Proof Of Work-mallissa hyökkäyksen yrittäminen on verrattain riskitöntä, sillä hyökkääjällä ei ole rahallista panosta pelissä – onnistuneen hyökkäyksen mahdollisuus on nykyteknologialla pieni, mutta laskentatehon kehittyessä huolenaihe on se, että yksittäinen, valtavan laskentatehon omaava tekijä voisi vaikuttaa lohkoketjuun hyväksyttäviin lohkoihin merkittävästi.
Proof Of Stake-mallissa Ethereum-projektin sivusto kuvaa hyökkäyksen yrittämistä melko osuvasti:
Proof Of Stake-järjestelmässä suurimman huolenaiheen, eli ns. ”51 % hyökkäyksen” yrittäminen olisi käytännössä sama asia kuin Proof Of Work-lohkoketjussa saman hyökkäyksen yrittäminen sillä erolla, että Proof Of Stake-mallissa hyökkäyksen yrittäminen tarkoittaisi POW-mallissa koko louhintalaitteiston tuhoutumista jokaisen yrityksen yhteydessä.
Tällä viitataan siihen, että Proof Of Stake-mallissa hyökkäyksen yrittäminenkin tarkoittaisi validaattorin valuuttojen leikkaamista, joka tarkoittaisi valtavaa rahallista tappiota hyökkäystä yrittävälle taholle.
