Proof-of-time versus proof-of-stake: hoe de twee algoritmen zich verhouden

Consensus-algoritmen zijn processen waarbij validators (ook bekend als nodes of miners) binnen een blockchain-netwerk overeenstemming bereiken over de huidige status van het netwerk. Dit houdt voornamelijk in dat men afspreekt of een door een validator ingediende transactie authentiek is. Frauduleuze of onnauwkeurige transacties worden door het netwerk afgewezen, ervan uitgaande dat alle validators eerlijk handelen zonder kwade bedoelingen. Validators worden beloond met cryptocurrency voor het indienen van nauwkeurige en authentieke transacties, terwijl kwaadwillende actoren worden bestraft afhankelijk van het consensusprotocol. 

Bijvoorbeeld in proof-of-work (PoW) netwerken zoals Bitcoin (BTC), validators moeten energie besteden via dure hardware om transacties te valideren, en als ze succesvol zijn, krijgen ze nieuwe tokens. Als ze kwaadwillig handelen, winnen ze niets en komt het verlies voort uit: de verspilde energie die wordt gebruikt bij het indienen van de frauduleuze of onnauwkeurige transactie.

In proof-of-stake (PoS) gebruikers zetten tokens in en ontvang extra tokens voor het indienen van authentieke transacties, terwijl u een deel verliest voor het indienen van verkeerde transacties.

In proof-of-time (PoT)-protocollen is het principe hetzelfde, waarbij validators extra tokens ontvangen voor het indienen van authentieke transacties, maar tokens verliezen voor het indienen van onnauwkeurige of kwaadaardige transacties.

Hoewel PoS en PoT enkele overeenkomsten vertonen, zijn het twee heel verschillende protocollen.

Wat is een bewijs van inzet?

PoS is een consensusalgoritme dat werkt door gebruikers die hun tokens als onderpand inzetten door ze in een slim contract te vergrendelen. Het systeem werkt door een validator te selecteren, ook wel miners of nodes genoemd, om een ​​blok transacties te verwerken. De validator moet de transacties in het blok valideren om ervoor te zorgen dat er geen onnauwkeurige informatie in zit.

Vervolgens dient de validator het blok in bij de blockchain en als het blok correct is gevalideerd, ontvangen ze extra tokens als beloning. Als een validator zich op een kwaadaardige of luie manier gedraagt, meestal door onjuiste of frauduleuze transacties in te dienen, verliezen ze een deel van de tokens die ze hebben ingezet.

Validators die een hoger aantal tokens hebben ingezet, worden eerder geselecteerd om transacties te verifiëren. Het inzetten van een hoger aantal tokens levert de validator ook extra beloningen op, omdat ze doorgaans een vast percentage verdienen op basis van het blockchain-netwerk. Bijvoorbeeld op Ethereum 2.0, validators momenteel verdienen 4.2% op hun tokens. Validators worden ook eerder geselecteerd als ze hun tokens voor een langere periode hebben ingezet.

Validator worden in het PoS-systeem staat open voor iedereen, maar de toetredingsdrempel is hoog vanwege de populariteit van het protocol, met een groot aantal knooppunten op PoS-blockchains. Hoe meer knooppunten een netwerk heeft, hoe groter het aantal tokens dat een gebruiker moet inzetten om validator te worden.

Hierdoor, uitzettende zwembaden, die worden beheerd door validators, worden meestal gebruikt door gemiddelde crypto-gebruikers die hun tokens willen inzetten. In dit systeem deponeert een gebruiker zijn tokens in een pool en de tokens worden namens de token-eigenaar ingezet door validators. In ruil hiervoor betalen gebruikers meestal een "poolvergoeding", wat een percentage is van de tokens die ze verdienen met uitzetten.

Wat is bewijs van tijd?

Proof-of-time (PoT) is een consensusalgoritme dat een stemsysteem gebruikt om netwerkvalidators te kiezen en zich richt op hoe lang een netwerkvalidator actief is binnen het netwerk en op hun reputatie. Het protocol is ontwikkeld door Analoog en is gebaseerd op gedelegeerde bewijs van inzet (dPoS), een aangepaste versie van PoS.

Proof-of-time verwijst naar het grootboek als een tijdketen en werkt met behulp van een rankingscore, verifieerbare vertragingsfunctie (VDF) en uitgezette tokens om te bepalen wie een nieuwe transactie aan het grootboek mag toevoegen. Het classificatiesysteem werkt door een score te geven aan netwerkvalidators op basis van hun leeftijd en prestaties in het verleden. Validators krijgen hogere scores omdat ze betrouwbaar zijn en langer actief zijn binnen het netwerk. Het inzetten van een groter aantal tokens maakt het ook waarschijnlijker dat een validator wordt geselecteerd.

Recent: FTX CEO en mede-oprichter van Solana bieden advies voor het bouwen van Web3-ecosystemen

PoT is vergelijkbaar met dPoS, omdat gebruikers op het netwerk stemmen om te beslissen welke afgevaardigden het volgende blok kunnen valideren. Er zijn echter enkele verschillen in het stemproces, waarbij PoT meerdere stemfasen heeft. Tijdens de eerste stemfase dienen validators, ook wel tijdkiezers genoemd, een blok in dat gegevens bevat, inclusief transacties die aan de tijdketen moeten worden toegevoegd. Als het blok wordt geaccepteerd, wordt het blok gevalideerd, waarbij alle transacties binnen het blok worden verwerkt.

Tijdkiezers worden gekozen via een selectieproces waarbij wordt gekeken naar de rangorde van de kiezers en het aantal ingezette tokens. Het proces gebruikt deze informatie evenals VDF om willekeurig een tijdkiezer te selecteren, en er kan er maar één tegelijk gekozen worden.

Tijdkiezers voeren ook een VDF uit om te bepalen of ze zijn gekozen om een ​​nieuw blok aan de tijdketen toe te voegen. Als ze zijn geselecteerd, valideren ze het blok, genereren ze een VDF-bewijs en dienen beide gegevens in bij de rest van de knooppunten in de Timechain.

Tijdens de tweede fase wordt het blok- en VDF-bewijs naar 1,000 andere kiezers gestuurd om dubbel te worden gecontroleerd voordat ze aan de tijdketen worden toegevoegd. Als kiezers meestal akkoord gaan om de transactie te accepteren, wordt deze toegevoegd aan de tijdketen.

Hoe de twee consensusprotocollen zich verhouden?

PoS en PoT delen enkele overeenkomsten. Ten eerste vereisen ze allebei dat validators tokens inzetten als onderpand bij het verifiëren van transacties, waarbij een hogere inzet de kans vergroot om te worden geselecteerd. Het belangrijkste verschil is het ranking- en stemsysteem dat door PoT wordt gebruikt, gevolgd door een extra verificatie door 1,000 validators voordat de transactie naar het grootboek wordt verzonden.

PoS is de meer populaire en bekende optie, die wordt gebruikt door Solana, Polkadot, Cardano en Ethereum 2.0. Als het gaat om voordelen, vereisen beide systemen dat gebruikers tokens inzetten in plaats van energie te besteden, waardoor ze beide energie-efficiënte alternatieven zijn voor proof-of-work (PoW). Dit kan ook als nadeel werken, aangezien kwaadwillende actoren met toegang tot een groot aantal fondsen theoretisch de controle over het netwerk kunnen krijgen.

Recent: Vraag naar veelgebruikte stabiele euromunten is enorm, zegt DeFi-expert

Dit is echter een onwaarschijnlijk scenario. Om bijvoorbeeld een aanval van 51% te starten, zou een kwaadwillende actor 51% van de tokens binnen het netwerk moeten bezitten, wat zeer onwaarschijnlijk en uiterst riskant is voor de aanvaller, vooral met de meer populaire blockchains zoals Ethereum en Cardano. PoT draagt ​​ook bij aan de beveiligingslaag door te eisen dat elke transactie dubbel wordt gecontroleerd door duizend validators, waarbij 2/3 van hen moet overeenkomen of de transactie aan het grootboek moet worden toegevoegd.

Elk blockchain-netwerk heeft specifieke vereisten die zijn afgestemd op de behoeften van het netwerk. Veel blockchains houden vast aan PoW en PoS voor hun behoeften, terwijl aanvullende algoritmen zoals PoT, dPoS en proof-of-history (gebruikt door Polkadot in combinatie met PoS) inspelen op de behoeften van hun blockchain-netwerken.