Proof-of-stake är en mekanism för att uppnå konsensus om en blockchain. Blockchain är en teknik som registrerar transaktioner som inte kan raderas eller ändras. Det är en decentraliserad databas, eller reskontra, som inte står under någon persons eller organisations kontroll. Eftersom ingen kontrollerar databasen behövs konsensusmekanismer, såsom proof-of-stake, för att samordna driften av blockchain-baserade system.

Medan Bitcoin populariserade tekniken är blockchain nu en del av många olika system, vilket möjliggör intressanta applikationer som decentraliserade finansplattformar och icke-fungibla tokens, eller NFTs.

Den första allmänt kommersialiserade blockchain-konsensusmekanismen var proof-of-work, som gör det möjligt för användare att nå konsensus genom att lösa komplexa matematiska problem. För att lösa dessa problem får användarna vanligtvis en del i systemet. Denna process, kallad gruvdrift, kräver stora mängder datorkraft. Proof-of-stake är ett alternativ som förbrukar mycket mindre energi.

I sin kärna ger blockkedjeteknik tre viktiga egenskaper:

1. Decentraliserad styrning och drift – de personer som använder systemet får tillsammans bestämma hur de ska styra och driva systemet.
2. Verifierbart tillstånd – alla som använder systemet kan validera systemets korrekthet, där varje användare kan säkerställa att systemet för närvarande fungerar som förväntat och har gjort det sedan starten.
3. Tålighet mot dataförlust – även om vissa användare förlorar sin kopia av systemdata, vare sig det är genom försumlighet eller cyberattack, kan dessa data återställas från andra användare på ett verifierbart sätt.

Den första egenskapen, decentraliserad styrning och drift, är den egenskap som styr hur mycket energi som behövs för att driva ett blockkedjesystem.

Rösta i blockchain-system

Blockchain-system använder röstning för att decentralisera styrning och drift. Medan de exakta mekanismerna för hur röstning och konsensus uppnås skiljer sig åt i varje blockkedjesystem, på en hög nivå tillåter blockchain-system varje användare att rösta om hur systemet ska fungera, och om någon given operation – acceptera ett nytt block i kedjan, till exempel – ska godkännas.

Traditionellt sett kräver röstning att identiteten på de personer som röstar kan vara känd och verifierad för att säkerställa att endast berättigade personer röstar och gör det bara en gång. Vissa blockchain-system tillåter användare att presentera ett digitalt ID för att bevisa sin identitet, vilket möjliggör röstning med försumbar energianvändning.

Men i de flesta blockchain-system är användare anonyma och har inget digitalt ID som kan bevisa deras identitet. Vad hindrar då en individ från att låtsas vara många individer och avge många röster? Det finns flera olika tillvägagångssätt, men den mest använda är proof-of-work.

I proof-of-work får användare röster baserat på mängden beräkningskraft de har i förhållande till andra användare. De visar sitt ägande till denna beräkningskraft genom att lösa svåra matematiska problem. Om en användare kan lösa dubbelt så många problem som en annan användare har de dubbelt så mycket beräkningskraft som andra användare och får dubbelt så många röster.

Men att lösa dessa matematiska problem är extremt energikrävande, vilket leder till klagomål om att bevis på arbete inte är hållbart.