Основы
Многие считают алгоритм консенсуса Delegated Proof of Stake (DPoS) более эффективной и демократичной альтернативой механизму Proof of Stake (PoS). И DPoS, и PoS применяются вместо алгоритма Proof of Work (PoW), который требует значительных внешних ресурсов. PoW предполагает большие вычислительные усилия для обеспечения распределённого реестра, остающегося неизменным, децентрализованным и прозрачным. DPoS и PoS, напротив, требуют меньше ресурсов и по своей природе более экологичны. Прежде чем понять, как работает DPoS, необходимо разобраться в основах алгоритмов Proof of Work и Proof of Stake, предшествовавших ему.
Proof of Work
Изначально алгоритм Proof of Work был основным протоколом консенсуса в криптовалютных системах, работающих на распределённом реестре — блокчейне. PoW был внедрён как ключевой элемент протокола Биткойна и отвечал за генерацию новых блоков и обеспечение безопасности сети через майнинг. Биткойн был создан как альтернатива традиционной централизованной и неэффективной мировой финансовой системе. PoW установил жизнеспособный протокол консенсуса, позволивший передавать ценность без центрального органа. Он обеспечил возможность децентрализованных расчётов в реальном времени в одноранговой экономической сети, устраняя посредников и снижая общие транзакционные издержки.
В системе Proof of Work сеть поддерживают майнинговые узлы вместе с другими типами узлов. Майнеры используют специализированное оборудование, например ASIC, чтобы решать сложные криптографические задачи. В среднем новый блок добывается каждые десять минут. Только когда майнер находит решение для блока, он может добавить новый блок в блокчейн. Иначе говоря, майнер должен выполнить доказательство работы, чтобы получить вновь созданные монеты и все комиссии за транзакции этого блока. Однако этот процесс обходится дорого, так как требует больших энергозатрат и сопровождается множеством неудачных попыток. Кроме того, оборудование ASIC довольно дорогое.
Несмотря на усилия по поддержанию сети, вопросы о применимости PoW-систем остаются, особенно в части масштабируемости (у которых ограниченное количество транзакций в секунду). Тем не менее PoW-блокчейны считаются наиболее надёжными и безопасными и остаются эталоном для решения задач устойчивости к отказам.
Proof of Stake
Proof of Stake — наиболее распространённая альтернатива алгоритму Proof of Work. PoS был разработан для устранения неэффективностей и проблем, присущих PoW-блокчейнам, в частности высоких затрат на майнинг. В системах PoS безопасность блокчейна обеспечивается детерминированным подходом, где валидация новых блоков зависит от количества монет, находящихся в стейке. Это означает, что в таких системах нет майнинга: чем больше монет пользователь поставил в стейк, тем выше его шансы быть выбранным валидатором блока (также называемым минтером или форджером).
Одним из преимуществ PoS-систем является то, что они используют внутренние инвестиции (то есть саму криптовалюту) для защиты блокчейна, в отличие от внешних вложений, таких как потребление электроэнергии и оборудование в PoW-системах. Кроме того, атаковать PoS-блокчейн дороже: успешная атака потребовала бы владения как минимум 51% от общего числа существующих монет. Неудачные атаки приведут к серьёзным финансовым потерям. Несмотря на эти преимущества, PoS-системы всё ещё находятся на ранних стадиях и пока не были полностью опробованы в масштабах крупных сетей.
Delegated Proof of Stake
DPoS — алгоритм консенсуса, созданный Даниэлем Ларимером в 2014 году, который в настоящее время используется в ряде криптопроектов, включая Bitshares, Steem, Ark и Lisk.
DPoS разработан так, чтобы владельцы стейка могли делегировать свои обязанности третьей стороне через систему голосования. Делегаты, также известные как свидетели (witnesses), избираются пользователями для обеспечения безопасности сети и достижения консенсуса при генерации и валидации блоков. Голосовая сила пользователя определяется количеством удерживаемых им монет, а вознаграждения пропорционально разделяются с избирателями. Каждый делегат предлагает собственную программу при запросе голосов. Репутация делегата важна в алгоритме DPoS, и любой неправильно ведущий себя или неэффективный делегат быстро заменяется.
По сравнению с PoW и PoS, DPoS-блокчейны более масштабируемы и способны обрабатывать больше транзакций в секунду (TPS). Система голосования в DPoS напрямую зависит от репутации делегатов, что помогает поддерживать безопасность и эффективность сети.
DPoS vs PoS
DPoS и PoS разделяют концепцию владения стейком, но DPoS предлагает более выраженный демократический процесс голосования для выбора производителей блоков. Поскольку сети DPoS поддерживаются голосующими, у делегатов есть стимулы вести себя честно и продуктивно, иначе они рискуют потерять свои позиции. Кроме того, блокчейны на базе DPoS обычно обеспечивают более быструю обработку транзакций, чем PoS-системы.
DPoS vs PoW
Алгоритм DPoS был разработан для упрощения процесса производства блоков, что позволяет DPoS-блокчейнам обрабатывать больше транзакций быстрее. В отличие от PoW и PoS, DPoS ограничивает стейкинг выбором производителей блоков, которые отвечают за генерацию и валидацию блоков в заранее определённом, а не соревновательном процессе. Хотя DPoS включает голосование стейкхолдеров для выбора делегатов или свидетелей, он существенно отличается от PoW и PoS. Некоторые даже рассматривают его как разновидность Proof of Authority.
Несмотря на различия, DPoS использует голосование стейкхолдеров, чтобы стимулировать честных и эффективных делегатов. Сам процесс производства блоков максимально оптимизирован, из-за чего блокчейны на DPoS способны обрабатывать больше транзакций в секунду. Тем не менее PoW по-прежнему считается самым безопасным алгоритмом консенсуса и используется для большинства передач стоимости, тогда как PoS быстрее PoW и имеет потенциал для широкого применения.
Заключение
Delegated Proof of Stake — алгоритм консенсуса, получивший популярность в криптосообществе благодаря масштабируемости и демократичному механизму голосования. По сравнению с Proof of Work и Proof of Stake DPoS обеспечивает более быструю обработку транзакций и большую экологичность. За счёт делегирования задач третьим лицам, избираемым пользователями в ходе голосования, DPoS поддерживает безопасность и эффективность системы. В то время как PoW остаётся эталоном безопасности, а PoS демонстрирует перспективы, DPoS представляет собой убедительную альтернативу для блокчейн-проектов, стремящихся к большей демократии и производительности.