Oh, de wonderen van gedecentraliseerde consensus - die droom van blockchain zonder toestemming om censuurbestendig, betrouwbaar, collaboratief en egalitair te zijn voor een potentieel wereldwijde gemeenschap van gebruikers. Hoewel verheven in idealen, is consensus fundamenteel voor elk cryptonetwerk, dat het eens moet zijn over de meest elementaire vraag wie wat beslist over het netwerk.
Gedecentraliseerde consensus in de vorm van een proof-of-work-mechanisme vormde de kern van Satoshi Nakamoto's innovatie bij het creëren van Bitcoin - alle aanvullende protocolelementen komen voort uit het vermogen van PoW om consensus te bereiken over het digitale grootboek door het computationele werk van verspreide individuen.
In het decennium dat sindsdien is opgetreden, hebben we enkele van de tekortkomingen van proof-of-work gezien, waaronder de hoge energiekosten, een consolidatie van mijnbouwkracht tot enkele enorme mijnbouwpools en beperkte transactiebandbreedte. Als gevolg hiervan zijn er nieuwe mechanismen van gedecentraliseerde consensus ontstaan, met name proof-of-stake en hybride PoW / PoS-systemen. Hoewel de nadelen van PoW weinig hebben gedaan om de dominantie van Bitcoin binnen de branche te beïnvloeden, hebben ze ertoe geleid dat de meeste nieuwe projecten hebben gekozen voor het meer schaalbare en energie-efficiënte proof-of-stake-systeem.
Ondanks de opkomst van PoS, is het ook geen perfect mechanisme en het is de moeite waard om de sterke punten, tekortkomingen en mogelijke verbeteringen dieper te onderzoeken.
Proof-of-stake: de vele smaken
De kernfunctionaliteit van een proof-of-stake-systeem stelt 'validators' (in plaats van de miners van proof-of-work) in staat om hun activa in te zetten om voor te stellen en te stemmen over het volgende blok (in tegenstelling tot het oplossen van de cryptografische functie van PoW). Hoewel specifieke implementaties variëren, geldt in het algemeen dat hoe meer een validator heeft ingezet, hoe meer gewicht aan zijn stem wordt gegeven en hoe groter zijn beloning - maar ook hoe meer kapitaal kan worden bestraft als hij kwaadwillig handelt.
Vanuit dit basiskader zijn er binnen de crypto-industrie een aantal variaties ontstaan. Het meest elementaire mechanisme is een "puur proof-of-stake"Systeem, zoals Algorand gebruikt, dat proportioneel stemmen geeft en het gewicht van het voorgestelde voorstel blokkeert aan de" inzet "van elke tokenhouder. In tegenstelling tot andere systemen vereist staking in PPoS niet dat een gebruiker een speciaal uit te zetten proces doorloopt, maar worden alle tokens automatisch uitgezet, waardoor alle tokenhouders kunnen deelnemen aan governance. Dit lijkt veel op een "gebonden bewijs van inzet"Systeem, dat Ethereum 2.0 van plan is te gebruiken, waarbij gebruikers hun bezittingen actief moeten opsluiten, een proportioneel stemrecht moeten krijgen en boetes moeten doorstaan als ze tegen consensus stemmen.
In het bonded proof-of-stake-systeem kan iedereen met de juiste hoeveelheid kapitaal bijdragen aan het netwerk, wat twee potentiële problemen kan opleveren. Als de hoeveelheid kapitaal te hoog is, vermindert dit de inclusiviteit van het netwerk aanzienlijk en wordt het vermogen geconcentreerd. Maar als het te laag is, kan het aantal knooppunten dat consensus moet bereiken enorm zijn, wat het netwerk vertraagt. Een mogelijke oplossing voor deze problemen is de "gedelegeerde bewijs van inzet”Systeem, zoals wordt gebruikt door het EOS-netwerk. In DPoS stemmen houders van netwerktoken op een beperkt aantal afgevaardigden om op te treden als validators voor het netwerk. Dit verhoogt zowel de inclusiviteit van deelname als beperkt het aantal knooppunten dat nodig is voor consensus, wat leidt tot EOS's hoge transactiesnelheid van ongeveer 3,900 transacties per seconde. Het betekent echter wel dat de kracht is geconcentreerd onder de 21 gekozen Block Producers van EOS.
Ten slotte zijn er de hybride modellen zoals Tezo's "vloeibaar bewijs van inzet, "Waarmee gebruikers hun stem- en inzetrechten kunnen delegeren of deze zelf kunnen uitoefenen, en zoals Decred's"hybride bewijs van inzet”Model, dat elementen van PoS en PoW combineert met miners die blokken en token stakers voorstellen die als validators fungeren.
De verschillende iteraties, innovaties en hybride modellen van consensusmechanismen tonen een duidelijke waarheid aan: gedecentraliseerde consensus is moeilijk. Het vereist het coördineren van een gemeenschap van rationele actoren om te handelen op een manier die in de eerste plaats voordelig is voor de gemeenschap, niet voor het individu. Dit vereist extreem strakke stimuleringsstructuren en een constant evenwicht tussen de risico's van centralisatie in termen van veiligheid en vertrouwen en inefficiënties rond decentralisatie.
Voordelen en uitdagingen met proof-of-stake
De evenwichtsoefening die moet worden beheerd, wordt vaak het 'schaalbaarheidstrilemma' genoemd, wat verwijst naar de afwegingen die blockchain moet maken bij het overwegen van decentralisatie, beveiliging en schaalbaarheid (vergelijkbaar met de oude 'kies twee: slaap, vrienden, school' op de universiteit) ). PoS-modellen proberen over het algemeen alle drie de factoren meer in evenwicht te brengen dan PoW, wat doorgaans de nadruk legt op decentralisatie en beveiliging.
De poging tot een meer algemene benadering brengt zijn eigen reeks problemen met zich mee, waarvan sommige zijn opgelost en andere tot op de dag van vandaag voortduren.
In de begindagen van de PoS-implementatie waren er twee primaire bezwaren tegen het mechanisme versus PoW die draaiden om het feit dat stakers eigenlijk niets op het spel hadden (het "niets op het spel" -probleem), wat betekende dat ze konden ondersteunen een alternatieve versie van de blockchain zonder kosten (het "langeafstandsaanval" -probleem). Het probleem dat niet op het spel stond, bracht de kwestie naar voren dat als er een vork in de ketting was, de validator de optimale strategie zou zijn om op elke keten te valideren om hun beloning te ontvangen, ongeacht de uitkomst van de vork. Het langeafstandsaanvalprobleem is vergelijkbaar met een aanval van 51%, maar de aanvaller herschrijft de blockchain uit het ontstaansblok, wat mogelijk is in PoS omdat er geen werk nodig is om een zeer lange keten te herschrijven. Deze problemen zijn opgelost met het concept van 'slashing', dat een validator bestraft voor het ondersteunen van een onjuiste versie van de blockchain.
Deze sancties kunnen echter als neveneffect hebben dat het aantal stakers wordt beperkt, afhankelijk van hun risicoprofiel en technische mogelijkheden. Het doel van een blockchain is natuurlijk om zoveel mogelijk gebruikers te laten deelnemen aan en deel te nemen aan het netwerk. Dit kan echter ook het "zero-holding equilibrium" -probleem introduceren, namelijk dat geen enkele gebruiker ooit tokens wil vasthouden buiten het uitzetten vanwege het opblazen van de tokens van het netwerk, waardoor het daadwerkelijke gebruik en transacties worden beperkt.
Afwegingen en afwegingen helemaal naar beneden, lijkt het misschien - hoewel velen op dit moment slechts theoretisch zijn. In het wild wordt misschien wel het meest voorkomende praktische probleem van PoS-systemen eigenlijk gedeeld met PoW-systemen: een consolidatie van macht en kapitaal voor een beperkt aantal grote spelers en een feedbacklus waardoor degenen met de meeste macht meer kunnen winnen. Dit geldt zowel voor hun bestuurskracht binnen het netwerk als voor hun balans in de bredere wereld - waardoor de rijken en machtigen rijker en machtiger kunnen worden.
In PoW zien we dit bij de grote mijnbouwpools, die tegen toenemende kosten meer en meer hasjkracht kunnen krijgen. In PoS zien we dit vaak bij seed-investeerders die grote hoeveelheden tokens met korting ontvangen, wat zich vertaalt in meer kracht en hogere inzetbeloningen. Dus hoewel meer mensen kunnen deelnemen aan staking in vergelijking met mijnbouw, is er nog steeds een aanzienlijke ongelijkheid.
Mogelijke oplossingen
Veel van de bovengenoemde uitdagingen, met name die rond de afstemming van incentives, zijn opgelost met innovaties zoals slashing, vaak gecreëerd door de Ethereum Foundation en Casper. Problemen met centralisatie en machtsconcentratie lijken moeilijker op te lossen voor een platform als Ethereum, dat een concentratie van walvissen heeft vanwege zijn lange geschiedenis en vroege inspanningen binnen blockchain.
Systemen zoals gedelegeerd bewijs van inzet zijn een interessante potentiële oplossing om zowel deelname als efficiëntie te maximaliseren, hoewel het resultaat ondanks zijn democratische karakter behoorlijk gecentraliseerd kan aanvoelen. Hybride systemen zoals die van Tezos en Decred zijn ook interessante experimenten die effectief zouden kunnen zijn in het beperken van machtsmonopolisatie door het hebben van meerdere groepen belanghebbenden en een grotere gebruikersbevoegdheid.
Hoewel dit soort innovatie, experimenten en vindingrijkheid nodig zijn voor de ontwikkeling van het ecosysteem, zijn we vaak geneigd om complexere oplossingen te creëren dan nodig is. Historisch gezien komt een groot deel van de centralisatie van PoS-systemen niet van een technisch of stimuleringsmechanisme, maar van de aard van de initiële distributie. Grote tokenhouders en instellingen ontvangen vaak het leeuwendeel van een initiële distributie, wat hun status als centrale machtspunten en mogelijk een storing binnen het netwerk bevestigt. Een oplossing zou dan zijn om de toegang tot token-distributie vanaf het allereerste moment te democratiseren.
Dit is momenteel de aanpak die wordt gevolgd in een partnerschap tussen Casper Labs, dat een machtigingsloze, krachtige PoS-blockchain en een digitaal handelsplatform voor activa bouwt BitMax.io via hun nieuwe gezamenlijke oplossing: een exchange validator aanbod, of EVO. In plaats van tokens aan te bieden aan institutionele investeerders, werken CasperLabs en BitMax samen om retailbeleggers de kans te geven om als eerste token-distributie te ontvangen, zodat ze als BitLax-validators zullen optreden wanneer het netwerk live gaat. Het elimineren van het walviseffect bij de initiële distributie zou een grote bijdrage kunnen leveren aan het verminderen van toekomstige machtsmonopolisatie in het netwerk.
Ondanks de talrijke uitdagingen van gedecentraliseerde consensus (van een pre-launch blockchain helemaal tot Bitcoin), is het bemoedigend om voortdurende innovatie en experimenten in dit rijk te zien, met name die trouw blijven aan de fundamentele idealen van vertrouwen, veiligheid en decentralisatie.
Disclaimer. Cointelegraph onderschrijft geen enkele inhoud of product op deze pagina. Hoewel we ernaar streven u alle belangrijke informatie te verstrekken die we kunnen verkrijgen, moeten lezers hun eigen onderzoek doen voordat ze acties met betrekking tot het bedrijf ondernemen en de volledige verantwoordelijkheid dragen voor hun beslissingen, noch kan dit artikel worden beschouwd als een beleggingsadvies.
Bron: https://cointelegraph.com/news/staking-consensus-and-the-pursuit-of-decentralization