Делегированное доказательство доли (DPoS)

Один из основных аспектов любого блокчейна — алгоритм консенсуса. Это система, которая используется для достижения согласия между участниками относительно состояния сети. Как известно, в децентрализованных сетях нет центрального органа власти. В результате любое решение должно приниматься сообществом посредством голосования. В криптовалютной индустрии изначально существовал алгоритм доказательства работы (PoW), который появился вместе с Биткоином. Позже был разработан другой подход — доказательство доли (PoS). Однако со временем алгоритм PoS также был модифицирован.

В результате появился механизм делегированного доказательства доли (DPoS — Delegated Proof of Stake), который также используется в проектах. Из этого руководства вы узнаете, что такое DPoS, как работает этот механизм и чем он отличается от двух других. Мы также перечислим его преимущества и недостатки.

Что такое делегированное доказательство доли (DPoS)

Delegated Proof of Stake, или DPoS, — это алгоритм консенсуса, созданный на основе доказательства владения (PoS), но представляет его более эффективную и демократичную версию. Однако обе системы используются в качестве альтернативы оригинальному консенсусу доказательства работы.

DPoS был разработан в 2014 году Дэниелом Ларимером. С тех пор механизм используется в криптовалютных проектах, включая Steem, Lisk, Bitshares и многие другие.

Блокчейн DPoS использует систему голосования, в которой участники передают свои обязанности третьим лицам. Они получают право голосовать за нескольких делегатов, которые будут заботиться о безопасности сети от их имени. Делегатов также называют свидетелями. Они отвечают за достижение консенсуса и обеспечивают создание и проверку новых блоков.

Сила голоса зависит от количества монет, которыми располагает каждый участник. Конечно, каждый проект наделяет алгоритм определенными свойствами. Именно поэтому система делегированного голосования немного отличается от проекта к проекту. Однако в целом система такая — каждый делегат представляет свое индивидуальное предложение, а другие участники голосуют по нему.

Как правило, вознаграждение, которое получают делегаты, делится пропорционально между их избирателями. Это означает, что система делегированного голосования в алгоритме DPoS зависит от репутации делегатов. В интересах сообщества иметь наиболее эффективных делегатов, поэтому за их работой ведется пристальное наблюдение.

Кроме того, блокчейн DPoS обладает высокой сетевой безопасностью и масштабируемостью: количество транзакций в секунду (TPS) в нем больше, чем в блокчейне PoS. В то же время обе эти технологии гораздо более совершенны, чем PoW.

Как работает делегированное доказательство доли

DPoS состоит из множества компонентов, которые позволяют подтверждать транзакции и эффективно управлять блокчейном. Этот механизм более эффективен, чем PoS или PoW, несмотря на то, что оба используются чаще, чем DPoS.

Важные компоненты DPoS:

Голосование

В сетях с делегированным доказательством доли голосование происходит уникальным способом. Необходимо выбрать ноды, которые будут проверять транзакции. Стейкеры голосуют за ноды или против них в зависимости от их репутации и эффективности.

Свидетели

Принцип работы свидетелей также очень интересен. Их цель — подтверждать транзакции и создавать блоки. Если все транзакции в блоке проверены надлежащим образом, свидетель получает специальное вознаграждение и делится им с каждым, кто проголосовал за него. Однако блок будет пропущен, если выбранный свидетель не проверит все транзакции в течение отведенного ему времени. Это означает, что он не получит вознаграждение. Вместо этого оно будет добавлено к вознаграждению следующего успешного свидетеля. Когда такое происходит, блок считается «украденным».

Чтобы стать свидетелем, не нужна криптовалюта, необходимо просто набрать достаточное количество голосов. Когда свидетель подтвердит транзакцию, она записывается в реестр. На одном сервере может быть от 21 до 101 свидетеля. Они также могут не допускать некоторые транзакции в блокчейн, но не имеют права изменять информацию, хранящуюся в транзакциях.

Время транзакции

Еще один важный аспект сетей DPoS — время транзакции. Он означает время, необходимое для обработки транзакции. Как уже упоминалось, система DPoS была создана для того, чтобы предложить более эффективный подход, чем PoS и PoW. Поэтому время транзакции в ней, как правило, меньше. Однако оно все же отличается в разных блокчейнах с DPoS. Например, у Tron время транзакции составляет 1 минуту, а у USD Coin — 5 минут.

Делегаты

Это пользователи, которые следят за управлением в блокчейне на основе DPoS. Они могут предлагать конкретные изменения, например, изменять размер одного блока, а также менять количество свидетелей, которым будет выплачиваться вознаграждение за проверку блоков. Однако окончательное решение все равно остается за членами сообщества, которые голосуют по таким предложениям.

Валидаторы

Валидаторы — это полные ноды, способные проверять блоки, созданные разными свидетелями. Если пользователь становится валидатором, на него возлагается задача проверять и подтверждать происходящее в сети. Валидаторы отличаются от свидетелей тем, что не получают финансовые стимулы.

DPoS, PoS и PoW

Первоначальным алгоритмом консенсуса для технологии блокчейн было доказательство выполненной работы, которое появилось вместе с Биткоином. Его целью было создавать новые блоки и поддерживать безопасность сети. Какое-то время PoW работал хорошо, но его недостатки стали очевидны, когда популярность криптовалюты начала расти.

Пользователи криптовалют быстро поняли, что алгоритм требует слишком много энергии, а для массового принятия необходимо ускорить процесс. Тем не менее, многие блокчейны уже внедрили этот механизм, потому что не было альтернативы. Поэтому и появился механизм доказательства доли.

Доказательство доли — наиболее распространенная альтернатива механизму PoW, поскольку оно было разработано для решения многих его проблем. PoS решает проблемы, связанные с затратами на майнинг, и увеличивает скорость создания блоков. Это означает, что транзакции также обрабатываются быстрее. При этом валидаторам не нужно предоставлять электрические и вычислительные мощности для майнинга. Вместо этого они должны приобретать монеты и отправлять их в стейкинг.

Однако у PoS есть и свои недостатки, поэтому был создан еще более быстрый алгоритм DPoS. Он передает обязанности третьим лицам, а стейкерам остается просто голосовать.

Зачем блокчейнам нужен алгоритм консенсуса

Блокчейны изначально создавались как распределенные реестры. Это было до того, как они стали платформами для разработки метавселенных, NFT, протоколов DeFi и так далее. Ранее их задача заключалась в регистрации транзакций внутри сети. В итоге важным компонентом стала децентрализация, поскольку она повысила безопасность. В то же время она снизила вероятность коррупции и злоупотреблений.

Проверка транзакций стала децентрализованной, распределилась между многочисленными узлами сети. Несмотря на это их все равно можно подтверждать с помощью криптографических хеш-функций. Эти функции генерируют уникальные значения для различных входных данных.

Протокол консенсуса блокчейна необходим для его правильной работы. Он позволяет различным нодам правильно подтверждать законные транзакции. Со временем такие протоколы стали более эффективными, требуют меньше энергии и обеспечивают большую децентрализацию.

Сети DPoS немного отличаются в разных проектах в зависимости от потребностей разработчиков. Однако их используют многие влиятельные и авторитетные проекты:

• EOS
• Cosmos
• Tron
• BitShares

Каковы преимущества и ограничения DPoS

Хотя DPoS считается более эффективным механизмом, чем его предшественники, у него все же есть свои преимущества и ограничения.

Плюсы

• Делегаты избираются на основе их репутации. Если они плохо выполняют свою работу или плохо себя ведут, их легко заменить, что стимулирует их вести себя добросовестно.
• DPoS позволяет быстрее достигать консенсуса благодаря ограничению на количество необходимых делегатов. Их число может варьироваться от 20 до 100 в зависимости от блокчейна.
• Алгоритм консенсуса DPoS более масштабируем, поскольку не требует дорогостоящего оборудования для хеширования.
• Поскольку стейкеры могут голосовать за и против делегатов, это стимулирует делегатов действовать соответствующим образом.

Минусы

• Участники должны голосовать за делегатов, чтобы убедиться, что сеть будет работать. Поэтому необходимо, чтобы пользователи сети оставались активными и вовлеченными.
• Некоторые проекты DPoS страдают от низкой децентрализации из-за ограниченного числа делегатов.
• Ограниченное число делегатов открывает для систем DPoS возможность атаки 51%.

Лучше ли DPoS альтернатив этому алгоритму

Делегированное доказательство доли — это механизм консенсуса, используемый в блокчейнах для подтверждения транзакций и создания блоков. Для этого используется группа доверенных нод, за которых голосуют заинтересованные стороны. Хотя сети на основе DPoS имеют много преимуществ, в целом нельзя сказать, что какой-то механизм самый лучший. DPoS лучше своих предшественников во многих областях, но у него все еще есть свои недостатки.

Часто задаваемые вопросы

Как работает делегированное доказательство доли?

Делегированное доказательство доли требует от заинтересованных сторон голосовать за валидаторов, которые затем будут проверять транзакции. Если они работают хорошо, то получают вознаграждение и могут продолжать. Если они работают плохо, их заменяют путем голосования сообщества.

Работает ли Ethereum на основе делегированного доказательства доли?

Нет, сеть Ethereum раньше работала на основе доказательства работы, а затем перешла на доказательство доли для решения проблем масштабируемости. Однако она никогда не использовала DPoS. Может ли это измениться в будущем, неизвестно. Пока что сеть использует PoS.

В каких сетях используется DPoS?

Например, в Tron, Cosmos и EOS. Все три проекта известны большой масштабируемостью и скоростью.

Использует ли Cardano делегированное доказательство доли?

Cardano работает на специально разработанном доказательстве доли (dPOS) под названием Ouroboros. Этот алгоритм консенсуса позволяет быстро и безопасно отправлять и получать токен ADA. Таким образом он обеспечивает высокую безопасность смарт-контрактов блокчейна Cardano.