Что такое Delegated Proof-of-Stake?

В недавней статье d соавторстве с Solar мы основательно исследовали проект Solar (SXP), с информацией о его уникальных аспектах и потенциале. Сегодня мы продолжаем наши исследования, меняя наше внимание на модель консенсуса, которую использует Solar — Delegated Proof-of-Stake (DPoS).

Delegated Proof-of-Stake (DPoS) — это модель консенсуса, которая сегодня используется в многочисленных блокчейн-сетях. Отличаясь от общего алгоритма консенсуса Proof-of-Stake (PoS), DPoS стремится улучшить эффективность, масштабируемость и демократическое представительство в процессе валидации блокчейна.

Что такое DPoS?

Delegated Proof Of Stake — это демократическая, гибкая и энергоэффективная система, лежащая в основе безопасности и эффективности различных блокчейн-сетей. В традиционной модели консенсуса PoW (Proof-of-Work) любой может стать майнером и использовать значительные вычислительные мощности для валидации транзакций и создания новых блоков. DPoS, наоборот, позволяет владельцам монет выбирать представителей (известных как «наблюдатели» или «производители блоков») для проверки транзакций и поддержки сети от их имени.

Система DPoS, разработанная Дэниелом Ларимером в 2014 году, используется несколькими известными блокчейнами, включая EOS, TRON, Solar, Cosmos и Solana.

Ниже мы описываем основные принципы работы DPoS: голосование, наблюдатели и производители блоков.

Голосование

Голосование является важным аспектом механизма DPoS. В системе DPoS владельцы монет могут голосовать за своих предпочтительных производителей блоков, которых иногда называют делегатами или наблюдателями. Вес голоса связан с количеством монет, хранящихся в криптовалютных кошельках пользователей. Чем больше монет имеет кошелек, тем больше его влияние на процесс голосования.

Эта система голосования имеет два ключевых преимущества. Во-первых, она обеспечивает широкое участие, позволяя всем владельцам монет влиять на работу сети. Во-вторых, она стимулирует избранных представителей действовать честно и эффективно, поскольку они могут быть заменены в следующих раундах голосования, если не соответствуют ожиданиям сообщества.

Наблюдатели

Представители, избранные через процесс голосования, известны как наблюдатели. Они играют ключевую роль в модели DPoS: отвечают за проверку транзакций и создание новых блоков.

Каждый наблюдатель оперирует нодой, поддерживая работу, целостность и стабильность блокчейна. Их должность непостоянна — она зависит от доверия сообщества. Если наблюдатель действует таким образом, который считается нечестным или вредным для сети, он может быть снят с должности и заменен в следующем раунде голосования.

Производители блоков

Производители блоков (block producers) в системах DPoS, хотя иногда используются в качестве замены наблюдателям, больше похожи на политических представителей — они не проверяют транзакции и не создают новые блоки. Вместо этого они предлагают и голосуют за изменения параметров сети, которые могут включать комиссии за транзакции или размеры блоков.

Производители блоков, по сути, действуют как голос сообщества в вопросах управления сетью, представляя интересы голосовавших за них. Разделение ролей производства блоков и управления помогает поддерживать сбалансированную, демократическую и эффективную работу сети.

Эти три компонента — голосование, наблюдатели и производители блоков — работают вместе, чтобы создать демократическую и эффективную модель консенсус, способную обрабатывать большое количество транзакций, сохраняя целостность и безопасность сети.

Преимущества и недостатки консенсуса DPoS

Хотя DPoS имеет несколько преимуществ, которые делают его перспективной моделью консенсуса, важно признать потенциальные ограничения. Ниже мы рассматриваем преимущества и недостатки модели консенсуса DPoS.

Достоинства

• Эффективность и масштабируемость. Модель консенсуса DPoS высокоэффективна. Система голосования и ограниченное количество производителей блоков гарантируют быструю валидацию транзакций, что позволяет блокчейну обрабатывать больший объем данных и обеспечивает лучшую масштабируемость, чем традиционные модели PoW и PoS.
• Демократическое управление. DPoS позволяет всем владельцам монет косвенно участвовать в управлении сетью. Они могут голосовать за желаемых делегатов, придавая сети демократический характер. Этот демократический принцип позволяет учитывать голос каждого, а не лишь богатейших участников.
• Экологическая устойчивость. В отличие от алгоритма консенсуса PoW, DPoS не зависит от огромной вычислительной мощности, поэтому он значительно менее энергоемок и, следовательно, более устойчив.
• Безопасность. Избранные делегаты должны стимулировать правила поведения и обеспечивать безопасность сети. Недобросовестные ноды могут быть быстро заменены другими, что способствует общей безопасности сети.
• Гибкая и децентрализованная структура. Распределение ролей между наблюдателями и производителями блоков гарантирует гибкую структуру управления, которая может адаптироваться к изменяющимся потребностям и ценностям сети, сохраняя при этом децентрализацию.

Недостатки

• Потенциальная централизация. Хотя DPoS должен быть демократическим, существует риск, что большая часть голосов может быть сконцентрирована у нескольких крупных участников, что приводит к централизации. Этот риск присущ любой системе, основанной на голосовании.

Однако эта потенциальная централизация часто устраняется на практике благодаря тому, что производители блоков, не действующие в интересах сети, могут быть исключены сообществом. К тому же многие DPoS-ориентированные блокчейны внедряют механизмы для предотвращения этой потенциальной централизации.

• Равнодушие избирателей. Распространенной критикой DPoS является потенциальное безразличие избирателей, когда многие владельцы монет не участвуют в процессе голосования. Это может привести к тому, что меньшее количество активных участников будет определять направление развития сети, что может подрывать демократические принципы системы DPoS.
• Риск заговора. С DPoS существует риск того, что делегаты могут вступить в сговор. Если группа делегатов решит действовать в собственных интересах, а не в интересах сети, это может нанести вред экосистеме.

Подводя итог, механизм консенсуса DPoS предлагает перспективный баланс эффективности, демократического управления и устойчивости. Как и с любым протоколом консенсуса, ключевым способом смягчения недостатков являются постоянное развитие и участие в сети.

В чем альтернатива алгоритмам консенсуса PoS и PoW

Понимание того, чем алгоритмы консенсуса отличаются друг от друга, важно для всестороннего понимания технологий блокчейна. Ниже мы рассмотрим уникальные особенности Delegated Proof-of-Stake (DPoS), Proof-of-Stake (PoS) и Proof-of-Work (PoW), выделяя их уникальные атрибуты, преимущества и потенциальные недостатки.

DPoS против PoS

В своей основе как DPoS, так и PoS используют стейкинг криптовалют как важный элемент своих алгоритмов консенсуса. Однако их подход к валидации сети и управлению существенно отличается.

В традиционной модели Proof-of-Stake все держатели, стейкающие свои монеты, могут участвовать в валидации блоков. Их шансы быть выбранными в качестве валидатора в основном зависят от количества заблокированных монет и продолжительности, в течение которой эти монеты были в стейкинге. Такая схема обеспечивает некоторую децентрализацию, но может быть более выгодной более богатым участникам, которые могут позволить себе стейкать большие суммы.

Напротив, Delegated Proof-of-Stake использует демократическую систему голосования. Владельцы токенов, независимо от количества монет в стейкинге, могут участвовать в управлении сетью, голосуя за представителей, известных как наблюдатели и производители блоков.

Этим избранным представителям затем возлагается задача валидации блоков и поддержки сети. Такой подход позволяет владельцам меньшего количества активов выражать свое мнение в управлении сетью и помогает предотвратить централизацию власти.

DPoS против PoW: основные отличия

Сравнивая Delegated Proof-of-Stake с Proof-of-Work, можно найти значительные отличия в работе, требованиях к ресурсам и влиянии на окружающую среду.

Proof-of-Work, алгоритм консенсуса, используемый Bitcoin и несколькими другими ранними криптовалютами, во многом зависит от вычислительной мощности. Майнеры соперничают между собой, чтобы решить сложные математические задачи, и первый, кто найдет решение — валидирует блок и получает вознаграждение.

Однако этот процесс требует значительных вычислительных ресурсов и электроэнергии, что способствует большому уровню выбросов и вызывает вопрос об устойчивом развитии.

С другой стороны, Delegated Proof-of-Stake достигает консенсуса через избранных представителей, избегая потребностей в интенсивных вычислительных ресурсах. Таким образом, DPoS значительно более энергоэффективный и устойчивый, что лучше отвечает современным озабоченностям о влиянии на окружающую среду и изменении климата.

Вдобавок, сети Proof-of-Work могут быть более уязвимы к «атакам 51%», когда один человек или организация, получившая контроль над 51% мощности майнинга сети, может злонамеренно манипулировать блокчейном. DPoS консенсус, со своей системой наблюдателей и голосования, предоставляет механизмы для предотвращения такого централизованного контроля, улучшая общую безопасность сети.

Подводя итог, хотя PoS и PoW являются важными шагами в развитии алгоритмов консенсуса блокчейна, DPoS представляет решение следующего поколения. Delegated Proof-of-Stake предлагает масштабную, демократическую и устойчивую альтернативу своим предшественникам.

Примеры Delegated Proof-of-Stake блокчейнов

Многочисленные блокчейны используют механизм консенсуса DPoS. Каждый применяет его по-своему, чтобы отвечать своим уникальным потребностям и целям. Вот несколько известных примеров.

Solana

Solana использует уникальный вариант DPoS в сочетании со своим механизмом консенсуса Proof-of-History (PoH). Это инновационное решение позволяет Solana обрабатывать транзакции с минимальной задержкой, поддерживая невероятную скорость до 65 000 транзакций в секунду.

Она лучше всего подходит, когда требуются высокие пропускные способности и низкая задержка, например в децентрализованных биржах и децентрализованных приложениях (dapps), которые нуждаются в масштабировании.

EOS

EOS использует DPoS для обеспечения высокоскоростных транзакций и надежного управления на блокчейне. EOS сосредоточена на предоставлении архитектуры, способной поддерживать децентрализованные приложения большого масштаба, предлагая масштабируемую платформу с минимальными комиссиями и гибким функционалом.

Solar

Solar — это мощная блокчейн-плафторма, использующая алгоритм DPoS для достижения консенсуса. Центральное место в Solar занимает нативный токен SXP, который позволяет совершать демократический и децентрализованный контроль над сетью с помощью голосования. Это гарантирует, что все владельцы токенов могут участвовать в управлении платформой и вносить свой вклад в коллективный процесс принятия решений.

Интеграция Solar Core в его систему DPoS улучшает безопасность сети, уменьшая вероятность того, что ноды пропустят блоки, и смягчая распространенные уязвимости, присущие традиционным блокчейнам с PoW, такими как атаки 51% и высокое энергопотребление.

TRON

TRON внедрил DPoS с сильным упором на демократическое управление. В системе TRON владельцы токенов голосуют за «суперпредставителей», берущих на себя ответственность за управление сетью и производство блоков. Эта модель гарантирует, что каждый владелец токена имеет право выражать свое мнение о будущем развитии и направлении платформы.

Cosmos

Cosmos тоже использует принципы DPoS в своем алгоритме консенсуса Tendermint, что способствует его видению создания масштабного «интернета блокчейнов». Интеграция DPoS позволяет быстро подтверждать транзакции, обеспечивая безопасность сети, поддерживая при этом свои широкие цели масштабирования.

Вывод

DPoS представляет важную эволюцию механизмов консенсуса блокчейна. Обеспечивая более демократичные и эффективные процессы валидации, DPoS предлагает обнадеживающий путь к разработке масштабных, устойчивых и инклюзивных сетей блокчейна. С помощью постоянного усовершенствования и инноваций, DPoS имеет потенциал развить следующее поколение технологии блокчейн.