ああ、分散型コンセンサスの不思議—無許可のブロックチェーンが、潜在的にグローバルなユーザーコミュニティに対して、検閲に耐えられ、信頼できず、協調的で平等主義的であるという夢。 理想的には高尚ですが、コンセンサスは各暗号ネットワークの基本であり、ネットワーク上の誰が何を決定するかという最も基本的な質問に同意する必要があります。
プルーフオブワークメカニズムの形での分散型コンセンサスは、ビットコインを作成する際のサトシナカモトのイノベーションの中核でした。すべての追加プロトコル要素は、分散した個人の計算作業を通じてデジタル台帳に関するコンセンサスに到達するPoWの能力に由来します。
それ以来発生してきたXNUMX年間で、高額なエネルギーコスト、少数の大規模なマイニングプールへのマイニングパワーの統合、限られたトランザクション帯域幅など、作業証明のいくつかの欠点を見てきました。 その結果、分散型コンセンサスの新しいメカニズムが出現しました。最も顕著なのは、証拠の証明とハイブリッドPoW / PoSシステムです。 PoWの欠点は、業界内でのビットコインの優位性にほとんど影響を与えていませんが、より多くの新しいプロジェクトで、よりスケーラブルでエネルギー効率に優れたプルーフオブステークシステムを選択しています。
PoSが目立つようになったにも関わらず、これも完璧なメカニズムではなく、その長所、欠点、潜在的な改善点をさらに詳しく調査する価値があります。
証明：さまざまなフレーバー
Proof-of-Stakeシステムのコア機能により、（PoLの暗号機能を解決するのではなく）「検証者」（Proof-of-Workのマイナーではなく）が次のブロックを提案して投票するために資産を賭けることができます。 特定の実装は異なりますが、一般に、バリデーターが賭けるほど、投票の重みが大きくなり、報酬が大きくなりますが、悪意を持って行動した場合、ペナルティの対象となる資本の量も大きくなります。
この基本的なフレームワークから、暗号業界ではさまざまなバリエーションが生まれています。 最も基本的なメカニズムは「純粋な証拠」Algorandが使用するシステムと同様に、各トークン所有者の「賭け金」に比例投票とブロック提案の重みを与えます。 他のシステムとは異なり、PPoSでのステークでは、ユーザーが特別なプロセスを経てステークを行う必要はありませんが、すべてのトークンが自動的にステークされ、すべてのトークン所有者がガバナンスに参加できます。 これは「担保付きの証明イーサリアム2.0が採用を計画しているシステムで、ユーザーは資産を積極的にロックして賭け、比例投票権を獲得し、コンセンサスに反対票を投じた場合は「大幅な」ペナルティに耐えなければなりません。
担保付き証明システムでは、適切な金額の資本を持つ人なら誰でもネットワークに貢献でき、XNUMXつの潜在的な問題が発生する可能性があります。 資本の量が多すぎると、ネットワークの包括性が大幅に低下し、電力が集中します。 しかし、それが低すぎると、コンセンサスに達しなければならないノードの数が膨大になり、ネットワークが遅くなる可能性があります。 これらの問題の潜在的な解決策のXNUMXつは「委任された立証証拠EOSネットワークで採用されているようなシステム。 DPoSでは、ネットワークトークンの所有者は、ネットワークのバリデーターとして機能する限られた数のデリゲートに投票します。 これにより、参加の包含性が高まり、コンセンサスに必要なノード数が制限されるため、EOSのトランザクションレートは3,900秒あたり約21トランザクションと高くなります。 ただし、EOSで選出されたXNUMXのブロックプロデューサーに権限が集中していることを意味します。
最後に、Tezoの「液体証明」、ユーザーが投票権や賭け権を委任したり、自分で行使したりできるようにします。ハイブリッド証明」モデル。PoSとPoWの要素を、バリデーターとして機能するブロックとトークンステッカーを提案するマイナーと組み合わせます。
コンセンサスメカニズムのさまざまな反復、革新、およびハイブリッドモデルは、明らかな真実を示しています。分散型コンセンサスは困難です。 合理的なアクターのコミュニティを調整して、個人ではなくコミュニティにとって何よりも有利な方法で行動する必要があります。 これには、非常に厳格なインセンティブ構造と、セキュリティと信頼の観点からの集中化のリスクと、分散化に関する非効率性との絶え間ないバランスが必要です。
証拠の証明による利点と課題
管理する必要のあるバランスをとる行為は、しばしば「スケーラビリティトリレンマ」と呼ばれます。これは、分散化、セキュリティ、およびスケーラビリティを検討するときにブロックチェーンが必要とするトレードオフを暗示しています（大学の古い「XNUMXつを選ぶ：睡眠、友人、学校」と同様）。 ）。 PoSモデルは一般に、PoWよりもXNUMXつすべての要素のバランスをとろうとしますが、これは通常、分散化とセキュリティを強調しています。
より一般的なアプローチでの試みには独自の一連の問題が伴い、その一部は解決され、一部は現在も継続しています。
PoS実装の初期の頃、メカニズムとPoWには51つの主要な異論があり、Stakersが実際には何も問題を抱えていない（「何も問題がない」問題）という事実を中心に展開しました。無料のブロックチェーンの代替バージョン（「長距離攻撃」の問題）。 何も問題がないという問題により、チェーンにフォークがある場合、バリデーターの最適な戦略は、フォークの結果に関係なく報酬を受け取るためにすべてのチェーンで検証することであるという問題が発生しました。 長距離攻撃の問題はXNUMX％の攻撃に似ていますが、攻撃者はジェネシスブロックからブロックチェーンを書き換えます。これは、非常に長いチェーンを書き換える必要がないため、PoSで可能です。 これらの問題は、「スラッシング」の概念によって解決されました。これは、ブロックチェーンの誤ったバージョンをサポートすることでバリデーターにペナルティを課します。
ただし、これらのペナルティは、リスクプロファイルと技術的能力に応じて、ステーカーの数を制限するという副作用をもたらす可能性があります。 もちろん、ブロックチェーンの目標は、できるだけ多くのユーザーがネットワークに参加して参加することです。 ただし、これにより「ゼロ保持均衡」の問題が発生する可能性があります。これは、ネットワークのトークンの膨張のために、ユーザーがステーキングの外でトークンを保持したくない場合に発生し、実際の使用とトランザクションが制限されます。
トレードオフとトレードオフはずっと下にあるように思えるかもしれません—この時点では、多くは理論的なものにすぎませんが。 実際には、PoSシステムの最も広範囲にわたる実際的な問題は、実際にはPoWシステムと共有されています。パワーと資本を限られた数の主要プレーヤーに統合し、フィードバックループを使用して、最大のパワーを持つユーザーがさらに多くを獲得できるようにします。 これは、ネットワーク内のガバナンス力や、より広い世界でのバランスシートの観点からも当てはまり、裕福で強力な人々がより豊かで強力な成長を遂げることができます。
PoWでは、主要なマイニングプールでこれが見られます。これらのマイニングプールは、増分コストでますますハッシュ能力を獲得できます。 PoSではこれが頻繁に見られ、シード投資家は大量の割引トークンを受け取ります。これは、より強力でより高い賭けの報酬につながります。 したがって、鉱業に比べてより多くの人々がステーキングに参加できますが、それでもかなりの不平等があります。
可能な解決策
前述の課題の多く、特に単にインセンティブアラインメントに関するものは、Ethereum FoundationとCasperによって作成されることが多いスラッシングなどの革新によって解決されました。 中央集権と権力の集中の問題は、長い歴史とブロックチェーン内での初期の努力のためにクジラが集中しているイーサリアムのようなプラットフォームでは解決するのがより難しいようです。
委任された証明のようなシステムは、参加と効率の両方を最大化するための興味深い潜在的なソリューションですが、結果はその民主的な性質にもかかわらずかなり集中化されているように感じることがあります。 TezosとDecredによって採用されたようなハイブリッドシステムも興味深い実験であり、複数の利害関係者グループと増加したユーザーエージェンシーを持つことにより、電力の独占を制限するのに効果的であると証明できます。
これらのタイプのイノベーション、実験、および工夫は、エコシステムの開発に必要ですが、必要以上に複雑なソリューションを作成する傾向があります。 歴史的に、PoSシステムの集中化の多くは、技術的またはインセンティブ化のメカニズムからではなく、初期の配布の性質から来ています。 大規模なトークン保有者と機関は、最初の配布の大部分を受け取ることが多く、それらのステータスを電力の中心点として、また場合によってはネットワーク内の障害の点として固定します。 したがって、XNUMXつの解決策は、可能な限り早い時期からトークン配布へのアクセスを民主化することです。
これは現在、 CasperLabs、無許可の高性能PoSブロックチェーンとデジタル資産取引プラットフォームを構築しています BitMax.io 彼らの新しい共同ソリューションを介して：取引所検証サービスまたはEVO。 CasperLabsとBitMaxは機関投資家にトークンを提供するのではなく、ネットワークに稼働したときにBitMaxを通じて検証者として機能するように、個人投資家が最初にトークン配布を受け取る機会を提供するために協力しています。 初期の分布でクジラの影響を排除することは、ネットワーク内の将来の電力の独占を削減するための長い道のりになる可能性があります。
（ローンチ前のブロックチェーンからビットコインに至るまで）分散型コンセンサスには数多くの課題がありますが、この領域では継続的なイノベーションと実験が見られ、特に、不信、セキュリティ、分散の基本的な理想に忠実です。
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出典：https://cointelegraph.com/news/staking-consensus-and-the-pursuit-of-decentralization