50. Rodzaje mechanizmów konsensusu Proof-of-Stake: DPoS, LPoS oraz BPoS

Na pewno wielokrotnie słyszałeś o algorytmie konsensusu Proof-of-Stake (PoS), który jest jednym z najpopularniejszych wyborów dla sieci blockchain. Zrozumienie jego działania i charakterystyki pomoże Ci lepiej zrozumieć, jak funkcjonują używane przez Ciebie łańcuchy bloków. Istnieje kilka rodzajów PoS, ale wszystkie mają podobną koncepcję. W dzisiejszej lekcji omówimy, czym jest PoS oraz przedstawimy jego najważniejsze warianty: DPoS, LPoS i BPoS.

Proof-of-Stake

Algorytm Proof-of-Stake (PoS) został po raz pierwszy opisany w 2012 roku przez Sunnego Kinga i Scotta Nadala. Jego podstawową zasadą jest, że im więcej monet posiada górnik, tym większą moc wydobywczą uzyskuje. W rezultacie zmniejsza się ilość pracy obliczeniowej niezbędnej do weryfikacji bloków i transakcji.

Górnicy, będący jednocześnie właścicielami monet, oferują je jako zabezpieczenie za możliwość weryfikacji. W terminologii krypto są nazywani walidatorami. Walidatorzy są wybierani losowo, a ich zadaniem jest wydobycie lub zatwierdzenie bloku.

W przypadku PoS proces losowego wybierania decyduje, kto ma wydobyć blok, a nie bazuje to na konkurencji, jak ma to miejsce w przypadku algorytmu Proof-of-Work. Algorytm Proof-of-Stake wspomaga blockchainy w synchronizacji danych, weryfikacji informacji i przetwarzaniu transakcji. Jest skuteczny i pomocny w utrzymaniu stabilności blockchainów.

Delegated Proof-of-Stake (DPoS)

Działa bardzo zbliżenie do algorytmu konsensusu PoS, z tą różnicą, że wykorzystuje mechanizm głosowania i delegacji, co skutkuje zachęcaniem użytkowników do zabezpieczania sieci poprzez stawki.

Jak to działa? Użytkownicy inwestują swoje monety w sieci, aby oddać głosy na różnych delegatów. Wybrani delegaci podejmują kluczowe decyzje dotyczące całego ekosystemu, takie jak ustalanie zasad protokołu czy zatwierdzanie transakcji.

DPoS jest bardzo efektywnym mechanizmem konsensusu, gwarantując trwałość i skalowalność łańcucha blokowego, przy jednoczesnym eliminowaniu procesu wydobycia. To oznacza, że nie zużywa tyle energii, co na przykład algorytm Proof-of-Work.

Ciekawostka: Delegaci często określani są również jako producenci lub świadkowie bloków.

Korzyści z DPoS:

1. System głosowania „delegowanego” jest szybki.
2. Równoległość osiągnięta przez DPoS zapewnia wysoką wydajność i skalowalność.
3. Koszt utrzymania bezpieczeństwa sieci jest niższy.
4. Optymalizuje wykorzystanie zasobów sieciowych, takich jak przepustowość czy procesor.

Wady DPoS:

1. Sukces wymaga aktywnego uczestnictwa i koordynacji autentycznie zainteresowanej społeczności w celu skutecznego zarządzania.
2. DPoS naraża blockchain na potencjalne problemy związane z systemem głosowania.
3. Niektórzy krytycy modelu DPoS twierdzą, że ten protokół sprzyja centralizacji.

Liquid Proof of Stake (LPoS)

Opis LPoS brzmi bardzo podobnie do konsensusu DPoS, jednak zawiera kilka kluczowych różnic.

W ramach konsensusu LPoS, posiadacze kryptowalut pozwalają innym użytkownikom korzystać z ich prawa do walidacji, nie rezygnując jednak z własności swoich aktywów. Użytkownik sam decyduje, komu przekazuje uprawnienia walidacyjne lub na kogo stawia swoje krypto. Warto zaznaczyć, że liczba aktywnych węzłów walidacji w konsensusie LPoS jest bardzo dynamiczna, a walidatorzy nie są trwali.

Wynikiem tego jest duża elastyczność w uczestnictwie w sieci. Na przykład, posiadając znaczną ilość środków, możesz zostać walidatorem bloków bez potrzeby uzyskiwania zgody z zewnątrz. Użytkownicy z mniejszym kapitałem mogą cię wspierać lub tworzyć z tobą zyskowną koalicję. Ponieważ w LPoS liczba aktywnych węzłów jest dynamiczna, niemożliwe jest przejęcie sieci przez jedną dominującą grupę.

Bonded Proof-of-Stake (BPoS)

Nie będzie to dla Ciebie zaskoczeniem, gdy powiemy, że BPoS przypomina LPoS. W obu przypadkach delegowanie nie jest obowiązkowe, a posiadacze większej ilości aktywów posiadają prawo do głosu w protokole. Jednak istnieje pewna różnica. W przypadku wystąpienia jakiejkolwiek usterki bezpieczeństwa czy zakłócenia liveness, pewien odsetek dochodów walidatorów i delegatów zostaje przycinany na korzyść sieci. Pomimo tej wady, ten typ konsensusu eliminuje współczynnik udziałów, który jest obecny w LPoS. Projekty, które zastosowały ten algorytm, to między innymi Cosmos i IRISnet.

Podsumowanie

Mechanizmy konsensusu oparte na PoS będą nadal ewoluować, a ich różnorodność będzie stale wzrastać. To wynika z faktu, że twórcy ekosystemów opartych na blockchain będą stale eksperymentować i dostosowywać je, aby jeszcze skuteczniej zarządzać łańcuchem.

Opisane konsensusy i algorytmy z pewnością poszerzą Twoją wiedzę. Wszystkie projekty oparte na technologii blockchain wdrożą swoje własne formy mechanizmu konsensusu Proof-of-Stake, mając na celu optymalizację procesów zachodzących w ich łańcuchu bloków.