Блокчейн. Часть 9. Leased Proof of Stake. Waves. Александр Иванов.

Спартак Македонский

Leased Proof of Stake (LPoS) – это алгоритм консенсуса арендованного доказательства доли, который отвечает за безопасность сети через достижение согласия между узлами. Функционирует по тому же механизму, что и PoS, только с небольшим расхождением в выборе валидаторов.

✅ Серия из 18 статей о блокчейне.

СОДЕРЖАНИЕ:

1) История создания алгоритма Leased Proof of Stake.

2) Особенности алгоритма Leased Proof of Stake.

3) Масштабируемость в алгоритме Leased Proof of Stake.

4) Лизинг баланса в алгоритме Leased Proof of Stake.

5) Новый подход к консенсусу с Waves-NG.

6) Преимущества и недостатки Leased Proof of Stake.

7) Выводы по алгоритму Leased Proof of Stake.

1) История создания алгоритма Leased Proof of Stake.

Алгоритм консенсуса Leased Proof of Stake предложили разработчики русского криптовалютного проекта Waves. Алгоритм впервые реализовали на платформе Waves под руководством Александра Иванова в 2016 году.

Сеть Waves была запущена в 2016 году после ICO, в ходе которого было привлечено 30 000 BTC, около 16 миллионов долларов на то время. В рамках проекта разрабатывается комплексная блокчейн экосистема для бизнес-решений с широким набором инструментов, охватывающих разнообразные потребности, включая легкое создание пользовательских токенов, смарт-контрактов, одно ранговая торговля на встроенной децентрализованной бирже (DEX), а также безопасное и удобное средство взаимодействия с dApps и веб-сервисами с помощью плагина для браузера Waves Keeper.

Проект Waves должен был функционировать по тому же механизму, что и Proof of Stake, только с небольшим расхождением в выборе валидаторов. Так же алгоритм LPoS полностью отличался от PoW, который применяется на Bitcoin и криптовалютах, которые поддерживают майнинг.

Leased Proof of Stake предусматривал предоставление токенов пользователями в оплачиваемую аренду для узлов-валидаторов. Последние в свою очередь получали бы выгоду от проведения транзакций. Алгоритм применяется пока что только компанией Waves, собственно он и разрабатывался под площадку.

2) Особенности алгоритма Leased Proof of Stake.

Leased Proof-of-Stake (LPoS) дословно переводится как арендованное доказательство доли владения. Это алгоритм консенсуса, который является улучшенной версией Proof-of-Stake. На данный момент этот алгоритм можно назвать уникальным, он поддерживается только платформой Waves (WAVES).

В алгоритме Proof-of-Stake каждая нода держит некоторое количество монет, чтобы иметь право сгенерировать следующий блок в блокчейне,

Если начать рассмотрение Leased Proof of Stake с его прародителя PoS, где добавлять блоки в блокчейн могут только те пользователи, которые являются держателями определенной суммы монет, то сразу становится ясно, что далеко не каждый имеет возможность участвовать в поддержании цепи, а соответственно – получать награды. Именно эту проблему в первую очередь решает LPoS.

Суть работы такого механизма консенсуса достаточно проста: как ясно из названия в переводе на русский «арендованное подтверждение доли», кто-то и кому-то что-то дает в аренду. В данном случае обычные пользователи могут давать в аренду узлам сети собственные средства. Зачем это делается и кому это выгодно? Выгодно это обеим сторонам:

1) Для узлов. Большее количество монет на счету повышает вероятность того, что именно они добавят в цепь следующий блок и получат награду.

2) Для участников. Все арендодатели получают часть награды пропорциональной сумме их вклада в узел.

При алгоритме LPoS пользователи могут сдавать свои балансы в лизинг full-нодам. LPoS предоставляет пользователю возможность сдавать WAVES в лизинг, формируя кошелек для других майнеров, которые могут выплачивать проценты от майнинга в качестве вознаграждения.

Чем больше сумма, сдаваемая в аренду full-ноде, тем выше вероятность того, что эта full-нода будет выбрана для создания следующего блока. Если эта full-нода выбрана для создания следующего блока, тогда лизингодатель получит процент от транзакционной комиссии, собираемой full-нодой.

При Leased Proof-of-Stake пользователи могут выбирать между запуском full-ноды и сдачей своих монет в лизинг другим full-нодам для получения вознаграждения. Эта система позволяет любому участвовать в поддержке сети Waves. Таким образом, за счет стимулирования и приобщения более мелких участников сети повышается ее уровень безопасности.

Пользователь может сдать свои средства в лизинг через любой компьютер или мобильное устройство, которое имеет интернет-браузер. На сегодня достаточно сложно найти криптовалюту, которая работала бы с таким алгоритмом, одной из наиболее популярных является Waves. Собственно, на базе данной платформы и был разработан данный механизм консенсуса. Более подробно на всех деталях этого алгоритма консенсуса мы остановимся ниже.

3) Масштабируемость в алгоритме Leased Proof of Stake.

С самого начала существования Waves, компания понимала, что для массового принятия технологии блокчейн потребуется улучшить масштабируемость и определила приоритеты развития технологии, чтобы устранить ограничения существующих блокчейнов. Например, биткоин очень безопасен, но он относительно медленный и может поддерживать только около 7 транзакций в секунду (TPS).

Таким образом, биткоин недостаточно эффективен для использования его в качестве повседневной валюты. Решение второго уровня, такое как Lightning Network, необходимо для того, чтобы биткоин смог это реализовать. В Waves был принят другой подход, который изначально был сосредоточен на высокой масштабируемости цепочки, прежде чем рассматривать приложения второго уровня.

4) Лизинг баланса в алгоритме Leased Proof of Stake.

Первоначальный алгоритм консенсуса в Waves был простой имплементацией Proof of Stake. Все 100 миллионов токенов WAVES были разосланы после ICO и их общее количество является фиксированным, без наличия инфляции, как это происходит с монетами в PoW. Следовательно, валидаторы в Waves (форгеры, хотя их обычно называют “майнерами”) в качестве награды получают оплату комиссий в блоке, а не вознаграждение.

Система Leased Proof of Stake (LPoS) была полностью запущена в мае 2017 года, что позволило пользователям Waves lite клиента, тем кто не может запустить полный узел, сдавать в аренду свои WAVES токены для майнинг узлов. Арендованные токены заблокированы в аккаунте пользователя и не могут передаваться или обмениваться.

Тем не менее они остаются под полным контролем их владельца, и аренда может быть аннулирована в любое время. Учитывая технические накладные расходы связанные с запуском майнинг узла и необходимостью быть онлайн 24/7, только относительно небольшая часть сообщества Waves запускает их (список валидаторов можно найти по адресу http://dev.pywaves.org/generators/).

Арендованные WAVES токены используются для увеличения доли майнера, что в свою очередь увеличивает шансы того, что он найдет следующий блок. Система Leased Proof of Stake повышает безопасность сети как минимум двумя способами.

Во-первых, чем больше WAVES используется в сети, тем лучше, поскольку злоумышленнику становится труднее накопить токены, необходимые для атаки 51%.

Во-вторых, WAVES могут быть переданы в аренду узлу с холодного кошелька пользователя, но сам узел, который остается подключенным к сети должен иметь только минимальный баланс. Это значительно снижает риск взлома токенов WAVES с компьютеров, подключенных к сети, поскольку арендованные средства не передаются майнеру.

5) Новый подход к консенсусу с Waves-NG.

Дальнейшее обновление сети произошли в декабре 2017 года с запуском Waves-NG. Это был новый протокол, основанный на Bitcoin-NG созданный профессором Cornell IT Эмин Гюн Сирером.

Оригинальный протокол Биткойн выбирает каждого майнера ретроспективно. После того как блок был добавлен в блокчейн, майнеры конкурируют между собой, чтобы найти действительный хеш для следующего блока основываясь на текущем состоянии цепи. Тем временем вновь созданные транзакции попадают в пул памяти (mempool), где они будут оставаться в режиме ожидания, пока один из майнеров их соберет и проверит.

И хотя оба эти протокола, как Биткойн, так и Bitcoin-NG считаются системой задач византийских генералов (BFT), но последний был предложен в 2015 году, в качестве альтернативы для повышения масштабируемости, основанной на другом рабочем механизме. В системе Bitcoin-NG следующий майнер выбирается заранее и он создает пустой ключевой блок (key block) - это блок, который в конечном итоге будет добавлен в блокчейн. К этому ключевому блоку добавляются небольшие блоки, называемые микроблоками (состоит из нескольких транзакций).

На примере из повседневной жизни, это похоже на добавление нескольких пакетов с покупками (микроблоков) в тележку (ключевому блоку) до того, как она заполнится и в конечном итоге попадет на кассу (добавиться в блокчейн). Это означает, что транзакции могут быть добавлены в блокчейн всего за несколько секунд с единственной реальной задержкой связанной с сетью. Компания Waves обновила proof of stake, создав протокол Waves-NG, это первая интерпретация Bitcoin-NG для открытого, публичного блокчейна.

Еще одним дополнением к экосистеме был MassTransfers. Это позволяет упаковать до 100 переводов в рамках одной транзакции с уменьшенной комиссией. Ограничение в 100 TPS для MassTransfer было выбрано в качестве компромисса между значительной емкостью и удобством, и ограничением возможности отправлять очень большие партии недорогих транзакций. Если необходимо сделать больше переводов, несколько MassTransfers могут быть последовательно реализованы.

Другими словами, пользователи могут просто выбрать MassTransfer в качестве другого типа отправки транзакций, что позволяет им включать до 100 получателей в один перевод. Кроме того, адреса получателей могут быть предоставлены в файлах с расширением JSON или CSV, что делает его простым и эффективным для выполнения больших аирдропов или еженедельных выплат тем, кто предоставляет свои WAVES в аренду для майнинг-узлов. В сочетании с Waves-NG функция MassTransfer обеспечивает очень высокую пропускную способность сети.

В сети Waves был проведен ряд тестов для оценки пропускной способности нового протокола. В октябре 2018 года был проведен стресс-тест майнета. Это продемонстрировало, что публичный, открытый блокчейн протокол может поддерживать более 6,1 миллиона транзакций в сутки и в среднем 4200 TPS в минуту или 71 TPS в секунду, при этом максимальная пропускная способность достигает 100+ транзакций в секунду.

6) Преимущества и недостатки Leased Proof of Stake.

Наверное, самый существенный и глобальный недостаток алгоритма LPoS является то, что система, работающая с таким механизмом, подвержена централизации. В случае, если один из узлов сможет заставить участников сети давать деньги в аренду только себе, то он приобретет такой вес, что сможет единолично управлять ее работой.

Особенно актуальна эта проблема в случае с группами, где собирается большое количество пользователей, которые сообща могли бы вливать деньги в конкретный узел для получения из этого выгоды.

Несмотря на наличие достаточно серьезных недостатков, данный механизм консенсуса имеет и свои существенные преимущества. Например, он привлекает к работе над защитой и обеспечением безопасности сети всех пользователей, независимо от их стека. Также нельзя не отметить справедливость распределения наград – каждый получает свою долю в зависимости от вклада.

Пока Leased Proof of Stake не очень популярен среди разработчиков, но криптовалюта Waves демонстрирует, что такой механизм имеет место и является работоспособным.

7) Выводы по алгоритму Leased Proof of Stake.

Система Leased Proof-of-Stake позволила обычным пользователям, помочь в защите сети Waves, передавая свои WAVES токены узлам, не теряя контроля над ними. В то же время, Waves-NG обеспечивает пропускную способность до 100 TPS, что на порядок больше чем у множества блокчейнов. Транзакции также дешевле, потому что нет необходимости платить майнерам вознаграждение за блок, чтобы компенсировать их затраты на электроэнергию и дорогое оборудование.

Масштабируемость цепи является приоритетом для Waves, но существуют определенные ограничения для других блокчейн сетей с таким же подходом в связи с требуемым объемом памяти и пропускной способности. Разработчики Waves считают, что ее можно оптимизировать для поддержки до 1000 TPS, прежде чем потребуются дополнительные решения. В настоящее время Waves в поиске различных вариантов для масштабирования второго уровня, включающего сайдчейн, что позволит обрабатывать большое количество транзакций в параллельной цепочке и в конечном итоге защищать ее с помощью основной.

Недостатком алгоритма LPoS стала централизации сети, которая присутствует в механизме. Пользователь или группа пользователей, которые сообща возьмут в аренду огромное количество токенов, монополизируют форжинг и получат рычаги управления сетью.

Продолжения данной серии статей по теме блокчейн: Что такое блокчейн. Часть 10. Proof of Burn. Алгоритм доказательство сжигания.

Чтоб зарабатывать на рынке криптовалют, нужно чтоб кто-то постоянно отдавал деньги. Если никто не отдает, значит никто не зарабатывает! Рынок криптовалют сверх прибыльный, следовательно, отдающих деньги сверх фантастический процент.

Если вы идентифицировали себя той особью, что отдает ресурс на рынке — задумайтесь. Возможно вы играете в чужую игру по наперед прописанному сценарию для таких, как вы.

Из манипуляционного персонажа методом собственного анализа над своими мыслями/действиями постепенно превратитесь если не в игрока, то просто осознанного участника рынка.