Oh, les merveilles du consensus décentralisé - ce rêve de chaînes de blocs sans permission résistantes à la censure, sans confiance, collaboratives et égalitaires pour une communauté d'utilisateurs potentiellement mondiale. Bien qu'il soit noble dans les idéaux, le consensus est fondamental pour chaque réseau cryptographique, qui doit s'accorder sur la question la plus fondamentale de savoir qui décide quoi sur le réseau.
Le consensus décentralisé sous la forme d'un mécanisme de preuve de travail était au cœur de l'innovation de Satoshi Nakamoto lors de la création de Bitcoin - tous les éléments de protocole supplémentaires découlent de la capacité de PoW à parvenir à un consensus concernant le registre numérique grâce au travail de calcul d'individus répartis.
Au cours de la décennie qui s'est écoulée depuis, nous avons constaté certaines des lacunes de la preuve de travail, y compris ses coûts énergétiques élevés, une consolidation de la puissance minière à quelques pools miniers massifs et une bande passante de transaction limitée. En conséquence, de nouveaux mécanismes de consensus décentralisé sont apparus, notamment des systèmes de preuve de participation et hybrides PoW / PoS. Bien que les inconvénients de PoW n'aient pas eu beaucoup d'impact sur la domination de Bitcoin dans l'industrie, ils ont conduit la plupart des nouveaux projets à opter pour le système de preuve de participation plus évolutif et économe en énergie.
Malgré la montée en puissance du PoS, ce n'est pas non plus un mécanisme parfait, et il vaut la peine d'étudier plus en profondeur ses forces, ses lacunes et ses améliorations potentielles.
Preuve d'enjeu: les multiples saveurs
La fonctionnalité de base d'un système de preuve de participation permet aux «validateurs» (plutôt qu'aux mineurs de preuve de travail) de jalonner leurs actifs afin de proposer et de voter sur le bloc suivant (par opposition à la résolution de la fonction cryptographique de PoW). Alors que les mises en œuvre spécifiques varient, en général, plus un validateur a misé, plus son vote a de poids et plus sa récompense est élevée - mais aussi le plus grand capital sujet à pénalité s'il agit avec malveillance.
De ce cadre de base, un certain nombre de variations sont apparues au sein de l'industrie de la cryptographie. Le mécanisme le plus élémentaire est un «pure preuve de mise», Comme Algorand l'utilise, qui donne un poids proportionnel au vote et à la proposition de bloc à la« mise »de chaque détenteur de jeton Contrairement à d'autres systèmes, le jalonnement dans PPoS ne nécessite pas qu'un utilisateur passe par un processus spécial pour jouer, mais plutôt tous les jetons sont jalonnés automatiquement, permettant à tous les détenteurs de jetons de participer à la gouvernance. Ceci est assez similaire à un "preuve de participation liée», Que Ethereum 2.0 prévoit d'adopter, dans lequel les utilisateurs doivent verrouiller activement leurs actifs pour participer, recevoir un droit de vote proportionnel et subir des pénalités« réductrices »s'ils votent contre le consensus.
Dans le système de preuve de participation cautionnée, toute personne disposant du capital approprié peut contribuer au réseau, ce qui peut soulever deux problèmes potentiels. Si le montant du capital est trop élevé, cela réduit considérablement l'inclusivité du réseau et concentre l'énergie. Mais s'il est trop faible, le nombre de nœuds qui doivent atteindre un consensus peut être énorme, ce qui ralentit le réseau. Une solution potentielle à ces problèmes est «preuve de participation déléguée», Tel que celui utilisé par le réseau EOS. Dans DPoS, les détenteurs de jetons de réseau votent pour un nombre limité de délégués pour agir en tant que validateurs du réseau. Cela augmente à la fois l'inclusivité de la participation et limite le nombre de nœuds nécessaires au consensus, conduisant à un taux de transaction élevé d'EOS d'environ 3,900 21 transactions par seconde. Cela signifie cependant que le pouvoir est concentré parmi les XNUMX producteurs de blocs élus par EOS.
Enfin, il y a les modèles hybrides comme celui de Tezo “preuve de mise liquide, "Qui permet aux utilisateurs de déléguer leurs droits de vote et de jalonnement ou d'exercer eux-mêmes, et comme Decred"preuve de participation hybride», Qui combine des éléments de PoS et PoW avec des mineurs proposant des blocs et des jetons de jetons agissant comme validateurs.
Les différentes itérations, innovations et modèles hybrides de mécanismes de consensus démontrent une vérité évidente: le consensus décentralisé est difficile. Cela nécessite de coordonner une communauté d'acteurs rationnels pour agir d'une manière qui soit avant tout avantageuse pour la communauté et non pour l'individu. Cela nécessite des structures d'incitation extrêmement strictes et un équilibre constant des risques de centralisation en termes de sécurité et de confiance avec des inefficacités autour de la décentralisation.
Avantages et défis avec preuve de mise
L'équilibre qui doit être géré est souvent appelé le «trilemme d'évolutivité», qui fait allusion aux compromis que la blockchain doit faire lors de l'examen de la décentralisation, de la sécurité et de l'évolutivité (semblable à l'ancien «choisissez deux: sommeil, amis, école» au collège). ). Les modèles PoS tentent généralement d'équilibrer les trois facteurs plus que PoW, ce qui met généralement l'accent sur la décentralisation et la sécurité.
La tentative d'une approche plus généraliste s'accompagne de son propre ensemble de problèmes, dont certains ont été résolus et d'autres qui se poursuivent aujourd'hui.
Dans les premiers jours de la mise en œuvre du PoS, il y avait deux objections principales au mécanisme vs PoW qui tournaient autour du fait que les piqueurs n'avaient en fait rien en jeu (le problème du «rien en jeu»), ce qui signifiait qu'ils pouvaient soutenir une version alternative de la blockchain sans frais (le problème de «l'attaque à longue portée»). Le problème de la mise en jeu a soulevé la question que s'il y avait une fourchette dans la chaîne, la stratégie optimale d'un validateur serait de valider sur chaque chaîne afin de recevoir sa récompense indépendamment du résultat de la fourchette. Le problème d'attaque à longue portée est similaire à une attaque à 51%, mais l'attaquant réécrit la chaîne de blocs à partir du bloc de genèse, ce qui est possible dans PoS car aucun travail n'est nécessaire pour réécrire une très longue chaîne. Ces problèmes ont été résolus avec le concept de «slashing», qui pénalise un validateur pour avoir pris en charge une version incorrecte de la blockchain.
Ces sanctions pourraient cependant avoir pour effet secondaire de limiter le nombre de jalonneurs, en fonction de leur profil de risque et de leurs capacités techniques. Bien sûr, l'objectif d'une blockchain est d'avoir autant d'utilisateurs que possible pour participer et participer au réseau. Cependant, cela peut également introduire le problème de «l'équilibre de détention zéro», c'est-à-dire qu'aucun utilisateur ne veut jamais détenir de jetons en dehors du jalonnement en raison de l'inflation des jetons du réseau, limitant ainsi l'utilisation et les transactions réelles.
Des compromis et des compromis tout le long, il peut sembler - bien que beaucoup ne soient que théoriques, à ce stade. Dans la nature, le problème pratique peut-être le plus répandu des systèmes PoS est en fait partagé avec les systèmes PoW: une consolidation du pouvoir et du capital à un nombre limité d'acteurs majeurs et une boucle de rétroaction permettant à ceux qui ont le plus de pouvoir d'en gagner plus. Cela est vrai en termes de leur pouvoir de gouvernance au sein du réseau, ainsi que leur bilan dans le monde plus large - permettant aux riches et aux puissants de devenir plus riches et plus puissants.
Dans PoW, nous voyons cela avec les principaux pools miniers, qui sont en mesure d'obtenir de plus en plus de puissance de hachage à un coût incrémentiel. Dans PoS, nous constatons souvent cela avec des investisseurs de démarrage recevant de grandes quantités de jetons à prix réduit, ce qui se traduit par plus de pouvoir et des récompenses de mise plus élevées. Ainsi, alors que davantage de personnes peuvent participer au jalonnement par rapport à l'exploitation minière, il existe toujours une inégalité considérable.
Solutions possibles
Bon nombre des défis susmentionnés, en particulier ceux qui concernent simplement l'alignement des incitations, ont été résolus grâce à des innovations telles que la réduction des coûts, souvent créée par la Fondation Ethereum et Casper. Les problèmes de centralisation et de concentration du pouvoir semblent être plus difficiles à résoudre pour une plate-forme comme Ethereum, qui a une concentration de baleines en raison de sa longue histoire et de ses premiers efforts au sein de la blockchain.
Des systèmes tels que la preuve de participation déléguée sont une solution potentielle intéressante pour maximiser la participation et l'efficacité, bien que le résultat puisse sembler assez centralisé malgré sa nature démocratique. Les systèmes hybrides comme ceux utilisés par Tezos et Decred sont également des expériences intéressantes qui pourraient s'avérer efficaces pour limiter la monopolisation du pouvoir en ayant de multiples groupes de parties prenantes et une plus grande agence des utilisateurs.
Bien que ces types d'innovation, d'expérimentation et d'ingéniosité soient nécessaires au développement de l'écosystème, nous sommes souvent enclins à créer des solutions plus complexes que nécessaire. Historiquement, une grande partie de la centralisation des systèmes PoS ne provient pas d'un mécanisme technique ou d'incitation mais de la nature de la distribution initiale. Les grands détenteurs de jetons et les institutions reçoivent souvent la part du lion d'une distribution initiale, cimentant leur statut de points centraux de pouvoir et potentiellement d'une défaillance au sein du réseau. Une solution serait alors de démocratiser l'accès à la distribution de jetons le plus tôt possible.
C’est actuellement l’approche adoptée dans un partenariat entre CasperLabs, qui construit une blockchain PoS hautes performances sans autorisation et une plateforme de trading d'actifs numériques BitMax.io à travers leur nouvelle solution commune: une offre de validation d'échange, ou EVO. Plutôt que d'offrir des jetons aux investisseurs institutionnels, CasperLabs et BitMax s'associent pour donner aux investisseurs de détail la possibilité d'être les premiers à recevoir la distribution de jetons, de sorte qu'ils fonctionneront comme validateurs via BitMax lorsque le réseau sera opérationnel. L'élimination de l'effet baleine lors de la distribution initiale pourrait contribuer considérablement à réduire toute monopolisation future de l'énergie dans le réseau.
Malgré les nombreux défis du consensus décentralisé (de la blockchain pré-lancement jusqu'au Bitcoin), il est encourageant de voir l'innovation et l'expérimentation continues dans ce domaine, en particulier ce qui reste fidèle aux idéaux fondamentaux de la confiance, de la sécurité et de la décentralisation.
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Source : https://cointelegraph.com/news/staking-consensus-and-the-pursuit-of-decentralization