Що таке делеговане підтвердження частки (DPoS)?

Вступ

Протокол блокчейну повинен працювати відповідно до механізму консенсусу, який є максимально демократичним, щоб залишатися розподіленим і децентралізованим. Механізм консенсусу Proof of Work (PoW) біткойна вважається найбезпечнішим, але його критикують за повільність і споживання енергії. З цієї причини з’явився новий механізм консенсусу під назвою Proof of Stake (PoS). На відміну від PoW, цей механізм більше не базується на зовнішньому ресурсі (велике споживання енергії), а на криптовалютах, заблокованих у стейкінгу. Крім того, як альтернативу була введена третя нова консенсусна модель під назвою «Делеговане підтвердження частки».

Що таке делеговане підтвердження частки?

Переносячи «стару» концепцію Proof of Stake на наступний рівень, Delegated Proof of Stake дає можливість власникам криптовалюти голосувати та обирати так званих делегатів (їх також називають свідками або виробниками блоків ), які відповідають за перевірку наступних блокування та захист мережі. У той час як у попередній системі це завдання випадковим чином доручалося зацікавленим особам, у цій новій відповідальність за безпеку мережі покладено на відомих людей або групи, обраних відповідно до їхньої репутації та бажання діяти чесно та прозоро. Таким чином, ці делегати представляють волю всіх учасників мережі блокчейн. З цієї причини, на думку багатьох, DPoS представляє собою найдемократичніший механізм консенсусу. Отже, цю систему можна порівняти з більшістю західних демократій з однією суттєвою відмінністю: якщо один або більше делегатів поводяться неправильно, громада може позбавити їх голосів, а потім скинути їх, обравши нових делегатів.
Якщо припустити, що загалом не всі зацікавлені сторони криптовалюти хочуть брати активну участь у захисті мережі, має сенс, що вони можуть делегувати завдання комусь, хто бере безпосередню участь.

Як працює DPoS?

Існують численні елементи делегованого підтвердження частки, які дозволяють цій технології ефективно та результативно перевіряти транзакції. Їх можна узагальнити в чотирьох пунктах:

1. Голосування: як уже було сказано вище, нововведенням DPoS є метод голосування. Кожен користувач, який володіє однією монетою в блокчейні DPoS, має можливість проголосувати за вузли, які вони хочуть підтверджувати транзакції. Більшість делегованих блокчейнів PoS дозволяють користувачам голосувати безпосередньо або делегувати свої права голосу іншому користувачеві. Вузли, за які користувачі голосують у консенсусі делегованого підтвердження частки, відомі як свідки.

2. Свідки: вони відповідають за захист і легітимізацію блокчейну. Незважаючи на те, що користувачеві не обов’язково потрібна криптовалюта, щоб стати свідком, він повинен отримати достатню кількість голосів, щоб бути обраним. Репутація має вирішальне значення для свідка, щоб бути обраним, оскільки в більшості випадків конкуренція дуже висока. Транзакції, успішно виконані свідком, офіційно реєструються в бухгалтерській книзі, і свідки отримують спеціальну винагороду, якою потім можуть поділитися з усіма тими, хто проголосував за цього свідка. Кількість свідків на одному сервері може коливатися від 21 до 101.

3. Делегати: вони також обираються голосуванням користувачів. Хоча делегати не відіграють ролі в контролі транзакцій, у них є інше фундаментальне завдання в протоколах DPoS: вони можуть запропонувати зміну розміру блоку або суму, яку слід сплатити свідку в обмін на перевірку блоку. У будь-якому випадку ці зміни мають бути предметом голосування користувачів.

4. Валідатори блоків: вони відповідають за перевірку блоків, створених іншими свідками, переконуючись, що ці блоки відповідають певним правилам консенсусу. Щоб стати валідатором блоків, користувач повинен запустити повний вузол. Будь-який користувач може стати валідатором, але на відміну від свідків, для валідаторів немає грошового заохочення.

Приклади блокчейнів з використанням DPoS

Є багато популярних блокчейн-мереж, які використовують консенсус DPoS. Ось деякі з найважливіших:

• EOS: перша версія DPoS була розроблена в 2014 році колишнім головним технічним директором (CTO) EOS Деном Ларімером. У випадку EOS усі делегати називаються виробниками блоків, і їхня максимальна кількість не може перевищувати 21 одиницю. EOS дуже схожий на Ethereum за своїми можливостями розміщення dApps. Крім того, він працює на моделі власності, коли користувачі можуть володіти та використовувати ресурси пропорційно своїй частці, а не платити за кожну транзакцію, що сприяє усуненню комісій за транзакції. EOS вважається одним із найбільш масштабованих блокчейнів галузі.

• Tron: децентралізований протокол на основі блокчейну, який спрямований на створення вільної екосистеми цифрових розваг за допомогою мережевих технологій p2p і блокчейн. Tron Network називає делегатів суперпредставниками, які обираються кожні 24 години. Може бути максимум 27 суперпредставників, і вони повинні запустити вузол TRON, щоб брати участь у виробництві блоків. Ці делегати також отримують винагороди за блокування та голосування. Виборці, які голосують за суперпредставників, отримують лише винагороду за голосування.

• Tezos: платформа смарт-контрактів, яка має модель управління в ланцюжку, яка дозволяє блокчейну автоматично впроваджувати зміни без необхідності виконувати жорсткі форки. Tezos інновував систему DPoS, створивши її оновлену модель: Liquid Proof of Stake (LPoS). Найбільша різниця між LPoS і DPoS полягає в тому, що делегування є необов’язковим для користувачів мережі. Кожен власник токена може делегувати право голосу валідаторам, які відомі як «пекарі». Крім того, кількість вузлів перевірки є динамічною, на відміну від фіксованої кількості в системах DPoS. Насправді Tezos може підтримувати до 80 000 валідаторів, що потенційно робить його більш децентралізованим, ніж його конкуренти.

Переваги та обмеження

Багато хто вважає делеговане підтвердження частки найефективнішим і демократичним механізмом консенсусу. Фактично, протоколи блокчейну, які використовують цей тип консенсусу, відрізняються швидкістю виконання транзакцій, економічною ефективністю та низьким енергоспоживанням. Крім того, демократична система голосування для делегатів і свідків гарантує, що кожен власник токена має шанс внести свій внесок у розвиток мережі, і, нагадаємо, зловмисники можуть бути негайно замінені.

Однак існує багато сумнівів щодо безпеки мереж, які використовують згоду DPoS, і не всі вони безпідставні.

По-перше, необхідно взяти до уваги обмежену кількість валідаторів. Незалежно від того, чи буде їх 21 чи 101, результат не сильно зміниться: їх може бути недостатньо, щоб гарантувати розподіл і, отже, децентралізацію мережі. Ризик його централізації занадто високий, що суперечило б філософії блокчейну.

По-друге, блокчейн DPoS чутливий до проблем зваженого голосування. Користувачі з меншою часткою можуть відмовитися від участі в голосуванні, вважаючи свій голос незначним. Це актуальна проблема, оскільки в більшості випадків ті, хто мають реальну силу голосу, є великими китами (часто інституціями та біржами).

І останнє, але не менш важливе: ймовірність того, що валідатори можуть бути пошкоджені, є реальною проблемою. Незважаючи на те, що більшість із них є відомими організаціями, які були оцінені на основі їхньої репутації, проблема може полягати в цій дрібній деталі. Покладаючись на той факт, що валідатори блоків відомі, вони можуть стати предметом епізодів корупції, вчинених зсередини мережі (наприклад, валідатори, які погоджуються діяти лише на основі власних інтересів), і ззовні (наприклад, зловмисники, які тримають велику кількість токенів). Чим менше коло валідаторів, тим більший ризик атаки на мережу.

Висновок

Поява DPoS стала важливою структурною інновацією, яка, теоретично, дозволяє протоколам блокчейну працювати швидко та ефективно. Проте слід застосувати деякі вдосконалення, оскільки централізація все ще є дуже високим ризиком, а вузли валідатора піддаються пошкодженню. По-перше, кількість вузлів можна було б збільшити, щоб спробувати більше поширити мережу, а по-друге, рівень конкуренції між ними можна було б збільшити пізніше.

Конкуренція якраз і є одним із ключових моментів механізму консенсусу Proof of Work (PoW) (як і блокчейна загалом), оскільки вона спонукає активних учасників мережі працювати все наполегливіше, щоб розгадати криптографічну загадку, а отже, додати новий блок. У результаті такої активної участі складність успішної атаки на протокол значно зростає. Поки що немає сумнівів, що PoW є найбезпечнішим механізмом консенсусу з усіх, беручи за приклад біткойн. Тому DPoS має намагатися досягти такого ж рівня безпеки, щоб завоювати абсолютну довіру своїх користувачів.