Блокчейн. Часть 12. Delegated Proof of Stake.

Спартак Македонский

Delegated Proof of Stake (DpoS) - делегированным доказательством доли называется консенсус, который стремиться увеличить скорость транзакций и создания блоков, не ставя под угрозу децентрализованную структуру стимулов в основе блокчейна.

✅ Серия из 18 статей о блокчейне.

СОДЕРЖАНИЕ:

1) Алгоритм консенсуса делегированного доказательства доли (DpoS) . Даниэль Лаример.

2) Алгоритм консенсуса Proof of Work (PoW).

3) Алгоритм консенсуса Proof of Stake (PoS).

4) Как работает Delegated Proof of Stake (DPoS).

5) Сравнение DPoS vs PoS.

6) Сравнение DPoS vs PoW.

7) Выводы по алгоритму Delegated Proof of Stake (DPoS).

1) Алгоритм консенсуса делегированного доказательства доли (DpoS). Даниэль Лаример.

Согласованный алгоритм делегированного доказательства ставки (DPoS) был разработан Даниэлем Ларимером в 2014 году. Он стремился предоставить заинтересованным юзерам любой монеты право голоса в демократическом процессе управления развитием блокчейн-сети каждой конкретной криптовалюты.

Данный алгоритм консенсуса DPoS используют такие известные блокчейн проекты как: Bitshares, Steem, EOS, Ark и Lisk.

Делегированный процесс доказательства Доли участия часто называют очень надежным и наиболее эффективным алгоритмом консенсуса в сетях Blockchain, периодически именуя его "технологической демократией". Очень важно отметить, что алгоритм Proof of Stake (доказательство доли) отличается от делегированного Proof of Stake, поскольку они работают по-разному.

Алгоритм консенсуса Delegated Proof of Stake (DPoS) рассматривается многими как более эффективная и демократичная версия предыдущего механизма PoS. Как PoS, так и DPoS используются в качестве альтернативы алгоритму «Proof of Work», поскольку система PoW требует большого количества внешних ресурсов. Алгоритм «Proof of Work» использует большой объем вычислительной работы, чтобы обеспечить неизменяемый, децентрализованный и прозрачный распределенный реестр.

В противоположность этому, PoS и DPoS требуют меньше ресурсов, и по своей природе более устойчивы и экологичны. Чтобы понять, как работает Delegated Proof of Stake, сначала нужно понять основы предшествующих ему алгоритмов, «Proof of Work» и «Proof of Stake». Об них коротко пойдет речь ниже в статье.

2) Алгоритм консенсуса Proof of Work (PoW).

Следует для лучшего понимания работы Delegated Proof of Stake напомнить что такое алгоритм Proof of Work (PoW).

Большинство криптовалютных систем работают поверх распределенного реестра, называемого blockchain, Proof of Work - был первым использующимся алгоритмом консенсуса. Он был реализован в качестве основного компонента протокола Bitcoin, отвечающего за создание новых блоков и обеспечение безопасности сети (в процессе разработки). Биткойн был предложен в качестве альтернативы традиционной глобальной денежной системе, которая является централизованной и неэффективной. PoW внедрил жизнеспособный консенсус протокол, в котором не требуется участие центрального органа при передаче денег. Он обеспечивал децентрализованный расчет платежей в режиме реального времени, с помощью экономической сети peer-to-peer (равный-к-равному), устраняя необходимость в посредниках и снижая общую стоимость транзакций.

Наряду с другими типами узлов, система Proof of Work поддерживается майнинговой сетью, которая использует специализированные аппаратные устройства (ASIC) для решения сложных криптографических задач. В среднем, новый блок формируется каждые 10 минут. Майнер может добавить новый блок в блокчейн, только если ему удастся найти решение для этого блока. Другими словами, майнер может сделать это только после завершения Proof of Work, что в свою очередь вознаграждает его за вновь созданные монеты и все транзакционные сборы конкретно этого блока.

Тем не менее высокая стоимость обусловлена тем, что для этого требуется много энергии и неудачных попыток. Более того, аппаратное обеспечение ASIC довольно дорогое. Помимо усилий по поддержанию системы, существуют затяжные вопросы, в которых может применяться система PoW, особенно в отношении масштабируемости (ограниченное количество транзакций в секунду). Тем не менее блокчейн PoW считается более надежными, и остается стандартом отказоустойчивого решения.

3) Алгоритм консенсуса Proof of Stake (PoS).

Следует для лучшего понимания работы Delegated Proof of Stake напомнить что такое алгоритм Proof of Stake (PoS).

Консенсус Proof of Stake является наиболее распространенной альтернативой Proof of Work. PoS был разработаны для решения некоторых неэффективности и возникающих проблем, с которыми сталкивался PoW. Конкретно в нем рассматриваются затраты, связанные с разработкой PoW (энергопотребление и аппаратное обеспечение). В принципе, блокчейн Proof of Stake закрепляется детерминированным способом. В этих системах нет майнинга, и проверка новых блоков зависит от количества установленной доли монет.

Чем больше субъекты ставят монет, тем выше вероятность того, что их выберут в качестве валидатора блока (также известного как минтер или форжер). В то время как системы PoW полагаются на внешние инвестиции (энергопотребление и аппаратное обеспечение), блокчейн Proof of Stake обеспечивается за счет внутренних инвестиций (сама криптовалюта).

Кроме того, системы PoS делают атаку более дорогостоящей, поскольку успешная атака потребует владения не менее 51% всех существующих монет. Неудачные атаки приведут к огромным финансовым потерям. Несмотря на все стороны и убедительные аргументы в пользу PoS, такие системы все еще находятся на ранних стадиях и еще предстоит протестировать в более крупных масштабах.

4) Как работает Delegated Proof of Stake (DPoS).

Делегированное доказательство доли работает таким образом, что владельцы монеты являются основными игроками в любой конкретной сети Блокчейн. Они, как акционеры, несут ответственность за выбор так называемых "witnesses" - свидетелей, которым затем поручается проверка транзакций и валидация блоков. Эти свидетели получают платежи из операционных сборов, которые определяются избранными делегатами.

Акционеры могут голосовать за этих свидетелей в размере одного голоса на каждую монету. Таким образом, акционеры с большинством монет получают больше голосов. Власть голосования пропорциональна количеству монет, которыми владеет каждый пользователь.

Тем не менее свидетель должен получить наибольшее количество голосов от различных акционеров, и только лучшие двадцать свидетелей (в разных сетях это число отличается) имеют право выполнять заявленные функции. Этот фактор сам по себе повышает эффективность консенсуса, поскольку он оказывает давление на свидетелей, с тем чтобы они превосходно выполняли свою работу, поскольку их можно заменить в случае, если они ведут себя некорректно или действуют мошеннически.

Вторая по важности позиция в DPoS-сети - это делегаты (delegates), которых также выбирают акционеры, и которым поручено вносить правки и предлагать крупные изменения в работе сети.

Акционеры (обычные владельцы монет) затем рассматривают эти предложения и принимают окончательные решения.

Делегаты, однако, не вознаграждаются за свои услуги по-умолчанию, но помогают в оптимизации операций в конкретной сети Blockchain. Делегатов можно вознаградить в частном порядке, если возникает такое желание.

Поэтому алгоритм DPoS создает систему голосования, которая напрямую зависит от репутации делегатов. Если избранный узел неверно работает или работает неэффективно, он будет быстро удален и заменен другим.

Решающее значение в системе делегированного подтверждения доли имеет обеспечение того, чтобы выбранные свидетели не смогли подтверждать свои транзакции. Аккуратное отслеживание различных сбоев в сети предотвращает атаку двойной траты (double spending attack) и создает безопасность для скорости подтверждения более чем 100 000 транзакций в секунду.

Что касается производительности, DPoS блокчейн является более масштабируемым, что позволяет обрабатывать больше транзакций в секунду (TPS) по сравнению с PoW и PoS.

5) Сравнение DPoS vs PoS.

Хотя PoS и DPoS схожи в отношении стейкхолдеров, DPoS представляет новую демократическую систему голосования, в которой избираются производители блоков. Поскольку система DPoS поддерживается избирателями, делегаты мотивированы действовать честно и эффективно, чтобы за них в дальнейшем проголосовали. Кроме того, блокчейн DPoS имеет тенденцию быть более быстрыми с точки зрения транзакций в секунду, чем PoS.

6) Сравнение DPoS vs PoW.

Где PoS пытается решить проблемы PoW, DPoS ищет оптимизацию процесса производства блоков. По этой причине системы DPoS способны быстрее обрабатывать более крупные транзакции в блокчейне. Теперь DPoS не используется так же, как PoW или PoS. PoW по-прежнему считается наиболее безопасным алгоритмом консенсуса, через который осуществляется большее количество денежных переводов. PoS быстрее, чем PoW, и потенциально имеет больше случаев использования. DPoS ограничивает использование ставок во время выбора производителя блоков. Его фактическое производство блоков предопределено, в отличие от конкурирующей системы PoW. Каждый свидетель получает поворот в производстве блоков. Некоторые утверждают, что DPoS следует рассматривать как систему Proof of Authority.

7) Выводы по алгоритму Delegated Proof of Stake (DPoS).

Делегированное доказательство доли оказалось превосходной системой, поскольку это самая децентрализованная сеть. Это связано с тем, что, хотя акционеры имеют конечную власть, ни одна организация не может контролировать всю систему целиком, поскольку работа просачивается к избранным делегатам и свидетелям.

Работа также продолжается даже в тех случаях, когда один или несколько свидетелей не могут работать в качестве дополнительных свидетелей, которые могут быть избраны на эту должность, обеспечивая непрерывное участие в процессе создания блока. Таким образом, это делает Dpo наиболее безопасным, надежным и экономичным инструментом майнинга.

Эта система в настоящее время используется в блокчейн сетях, таких как Bitshare, которая работает уже более трех лет, и Steem, работающая уже более одного года. Которые предоставили доказательство превосходства DPoS в количестве транзакций и его децентрализованной функции.