Oh, die Wunder des dezentralen Konsenses - dieser Traum von erlaubnislosen Blockchains, zensurresistent, vertrauenslos, kollaborativ und egalitär für eine potenziell globale Benutzergemeinschaft zu sein. Obwohl die Ideale hoch sind, ist der Konsens für jedes Krypto-Netzwerk von grundlegender Bedeutung, das sich auf die grundlegendste Frage einigen muss, wer was im Netzwerk entscheidet.
Der dezentrale Konsens in Form eines Proof-of-Work-Mechanismus stand im Mittelpunkt der Innovation von Satoshi Nakamoto bei der Erstellung von Bitcoin - alle zusätzlichen Protokollelemente ergeben sich aus der Fähigkeit von PoW, durch die Rechenarbeit verteilter Personen einen Konsens über das digitale Hauptbuch zu erzielen.
In dem Jahrzehnt, das sich seitdem ereignet hat, haben wir einige der Mängel des Proof-of-Work festgestellt, darunter die hohen Energiekosten, die Konsolidierung der Bergbauleistung auf wenige massive Bergbaupools und die begrenzte Transaktionsbandbreite. Infolgedessen sind neue Mechanismen des dezentralen Konsenses entstanden, insbesondere Proof-of-Stake- und hybride PoW / PoS-Systeme. Während die Nachteile von PoW wenig dazu beigetragen haben, die Dominanz von Bitcoin in der Branche zu beeinflussen, haben sie zu den meisten neuen Projekten geführt, die sich für das skalierbarere und energieeffizientere Proof-of-Stake-System entschieden haben.
Trotz des Aufstiegs von PoS ist es auch kein perfekter Mechanismus, und es lohnt sich, seine Stärken, Mängel und möglichen Verbesserungen eingehender zu untersuchen.
Proof-of-Stake: Die vielen Geschmacksrichtungen
Die Kernfunktionalität eines Proof-of-Stake-Systems ermöglicht es „Validatoren“ (und nicht den Minenarbeitern von Proof-of-Work), ihr Vermögen zu stecken, um den nächsten Block vorzuschlagen und darüber abzustimmen (im Gegensatz zur Lösung der kryptografischen Funktion von PoW). Während bestimmte Implementierungen im Allgemeinen variieren, gilt: Je mehr ein Validator eingesetzt hat, desto mehr Gewicht hat seine Stimme und desto höher ist seine Belohnung - aber auch die größere Menge an Kapital, das bei böswilligem Handeln bestraft wird.
Aus diesem Grundgerüst sind innerhalb der Kryptoindustrie eine Reihe von Variationen hervorgegangen. Der grundlegendste Mechanismus ist ein „reiner Nachweis des Einsatzes"System, wie es Algorand verwendet, das dem" Einsatz "jedes Token-Inhabers eine proportionale Abstimmung und ein Blockvorschlagsgewicht verleiht. Im Gegensatz zu anderen Systemen erfordert das Abstecken in PPoS nicht, dass ein Benutzer einen speziellen Prozess zum Abstecken durchläuft, sondern alle Token werden automatisch abgesteckt, sodass alle Token-Inhaber an der Governance teilnehmen können. Dies ist ziemlich ähnlich zu einem “gebundener Nachweis des EinsatzesDas System, das Ethereum 2.0 einführen will, in dem Benutzer ihr Vermögen aktiv einsperren müssen, um einen Anteil zu erhalten, eine proportionale Stimmberechtigung erhalten und Strafen verhängen müssen, wenn sie gegen den Konsens stimmen.
Im gebundenen Proof-of-Stake-System kann jeder mit der entsprechenden Kapitalmenge einen Beitrag zum Netzwerk leisten, was zwei potenzielle Probleme aufwerfen kann. Wenn die Kapitalmenge zu hoch ist, verringert dies die Inklusivität des Netzwerks erheblich und konzentriert die Leistung. Wenn es jedoch zu niedrig ist, kann die Anzahl der Knoten, die einen Konsens erreichen müssen, sehr groß sein und das Netzwerk verlangsamen. Eine mögliche Lösung für diese Probleme ist die „delegierter Nachweis des Einsatzes”System, wie es vom EOS-Netzwerk verwendet wird. In DPoS stimmen Inhaber von Netzwerk-Token für eine begrenzte Anzahl von Delegierten, die als Validatoren für das Netzwerk fungieren. Dies erhöht sowohl die Inklusivität der Teilnahme als auch die Anzahl der für den Konsens erforderlichen Knoten, was zu einer hohen Transaktionsrate von EOS von rund 3,900 Transaktionen pro Sekunde führt. Dies bedeutet jedoch, dass sich die Macht auf die 21 gewählten Blockproduzenten von EOS konzentriert.
Schließlich gibt es die Hybridmodelle wie Tezos „flüssiger Nachweis des Einsatzes, "Mit dem Benutzer ihre Stimm- und Beteiligungsrechte delegieren oder selbst ausüben können und wie bei Decred"hybrider Nachweis des EinsatzesModell, das Elemente von PoS und PoW mit Bergleuten kombiniert, die Blöcke und Token-Staker als Validatoren vorschlagen.
Die verschiedenen Iterationen, Innovationen und hybriden Modelle von Konsensmechanismen zeigen eine offensichtliche Wahrheit: Dezentraler Konsens ist schwierig. Es erfordert die Koordinierung einer Gemeinschaft rationaler Akteure, um auf eine Weise zu handeln, die in erster Linie für die Gemeinschaft und nicht für den Einzelnen von Vorteil ist. Dies erfordert äußerst enge Anreizstrukturen und ein konstantes Gleichgewicht der Risiken der Zentralisierung in Bezug auf Sicherheit und Vertrauen mit Ineffizienzen bei der Dezentralisierung.
Vorteile und Herausforderungen mit Proof-of-Stake
Der Balanceakt, der bewältigt werden muss, wird oft als „Skalierbarkeitstrilemma“ bezeichnet, das auf die Kompromisse hinweist, die Blockchain eingehen muss, wenn es um Dezentralisierung, Sicherheit und Skalierbarkeit geht (ähnlich wie bei der alten „Auswahl zwei: Schlaf, Freunde, Schule“ im College ). PoS-Modelle versuchen im Allgemeinen, alle drei Faktoren stärker in Einklang zu bringen als PoW, bei dem in der Regel Dezentralisierung und Sicherheit im Vordergrund stehen.
Der Versuch eines allgemeineren Ansatzes bringt seine eigenen Probleme mit sich, von denen einige gelöst wurden und andere bis heute andauern.
In den frühen Tagen der PoS-Implementierung gab es zwei primäre Einwände gegen den Mechanismus gegenüber PoW, die sich um die Tatsache drehten, dass die Staker tatsächlich nichts auf dem Spiel hatten (das Problem „nichts auf dem Spiel“), was bedeutete, dass sie es unterstützen konnten eine alternative Version der Blockchain ohne Kosten (das Problem des „Fernangriffs“). Das Problem, dass nichts auf dem Spiel steht, warf das Problem auf, dass die optimale Strategie eines Validators darin besteht, bei jeder Kette zu validieren, um ihre Belohnung unabhängig vom Ergebnis der Gabel zu erhalten. Das Problem mit Fernkampfangriffen ähnelt einem Angriff mit 51%, aber der Angreifer schreibt die Blockchain aus dem Genesis-Block neu, was in PoS möglich ist, da zum Umschreiben einer sehr langen Kette keine Arbeit erforderlich ist. Diese Probleme wurden mit dem Konzept des "Slashing" gelöst, das einen Validator für die Unterstützung einer falschen Version der Blockchain bestraft.
Diese Strafen könnten jedoch den Nebeneffekt haben, dass die Anzahl der Staker abhängig von ihrem Risikoprofil und ihren technischen Fähigkeiten begrenzt wird. Das Ziel einer Blockchain ist natürlich, so viele Benutzer wie möglich zu haben, um am Netzwerk teilzunehmen. Dies kann jedoch auch zu dem Problem des „Null-Halte-Gleichgewichts“ führen, bei dem keine Benutzer aufgrund der Inflation der Netzwerk-Token jemals Token außerhalb des Einsatzes halten möchten, wodurch die tatsächliche Nutzung und die Transaktionen eingeschränkt werden.
Kompromisse und Kompromisse auf dem ganzen Weg, wie es scheint - obwohl viele zu diesem Zeitpunkt nur theoretisch sind. In freier Wildbahn wird das vielleicht am weitesten verbreitete praktische Problem von PoS-Systemen tatsächlich mit PoW-Systemen geteilt: eine Konsolidierung von Macht und Kapital für eine begrenzte Anzahl von Hauptakteuren und eine Rückkopplungsschleife, die es denjenigen mit der größten Macht ermöglicht, mehr zu gewinnen. Dies gilt sowohl für ihre Governance-Macht innerhalb des Netzwerks als auch für ihre Bilanz in der breiteren Welt - damit die Reichen und Mächtigen wohlhabender und mächtiger werden können.
In PoW sehen wir dies bei den großen Mining-Pools, die zu zusätzlichen Kosten immer mehr Hash-Power gewinnen können. In PoS sehen wir dies häufig bei Startkapitalinvestoren, die große Mengen an ermäßigten Token erhalten, was zu mehr Leistung und höheren Einsatzprämien führt. Obwohl im Vergleich zum Bergbau mehr Menschen am Einsatz teilnehmen können, besteht immer noch eine erhebliche Ungleichheit.
Mögliche Lösungen
Viele der oben genannten Herausforderungen, insbesondere im Hinblick auf die Ausrichtung von Anreizen, wurden durch Innovationen wie Schrägstriche gelöst, die häufig von der Ethereum Foundation und Casper entwickelt wurden. Fragen der Zentralisierung und der Machtkonzentration scheinen für eine Plattform wie Ethereum, die aufgrund ihrer langen Geschichte und frühen Bemühungen innerhalb der Blockchain eine Konzentration von Walen aufweist, schwieriger zu lösen zu sein.
Systeme wie der delegierte Proof-of-Stake sind eine interessante potenzielle Lösung, um sowohl die Beteiligung als auch die Effizienz zu maximieren, obwohl sich das Ergebnis trotz seines demokratischen Charakters recht zentral anfühlen kann. Hybridsysteme wie die von Tezos und Decred verwendeten sind ebenfalls interessante Experimente, die sich als wirksam erweisen könnten, um die Monopolisierung der Macht durch mehrere Interessengruppen und eine erhöhte Nutzerfreiheit zu begrenzen.
Während diese Arten von Innovation, Experimenten und Einfallsreichtum für die Entwicklung des Ökosystems erforderlich sind, neigen wir häufig dazu, komplexere Lösungen als nötig zu entwickeln. Historisch gesehen beruht ein Großteil der Zentralisierung von PoS-Systemen nicht auf einem technischen Mechanismus oder einem Anreizmechanismus, sondern auf der Art der anfänglichen Verteilung. Große Token-Inhaber und -Institutionen erhalten häufig den Löwenanteil einer Erstverteilung, was ihren Status als zentrale Machtpunkte und möglicherweise als Ausfall innerhalb des Netzwerks festigt. Eine Lösung wäre also, den Zugang zur Token-Verteilung zum frühestmöglichen Zeitpunkt zu demokratisieren.
Dies ist derzeit der Ansatz einer Partnerschaft zwischen CasperLabs, das eine erlaubnislose, leistungsstarke PoS-Blockchain und eine Plattform für den Handel mit digitalen Assets aufbaut BitMax.io durch ihre neue gemeinsame Lösung: ein Exchange Validator-Angebot oder EVO. Anstatt institutionellen Anlegern Token anzubieten, arbeiten CasperLabs und BitMax zusammen, um Privatanlegern die Möglichkeit zu geben, als erste Token-Distribution zu erhalten, sodass sie über BitMax als Validatoren fungieren, wenn das Netzwerk live geschaltet wird. Die Beseitigung des Waleffekts bei der anfänglichen Verteilung könnte einen großen Beitrag zur Verringerung einer künftigen Monopolisierung der Macht im Netz leisten.
Trotz der zahlreichen Herausforderungen des dezentralen Konsenses (von einer Blockchain vor dem Start bis hin zu Bitcoin) ist es ermutigend, weitere Innovationen und Experimente in diesem Bereich zu sehen, insbesondere was den grundlegenden Idealen von Vertrauenslosigkeit, Sicherheit und Dezentralisierung treu bleibt.
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Quelle: https://cointelegraph.com/news/staking-consensus-and-the-pursuit-of-decentralization