О, чудеса децентрализованного консенсуса - это мечта о том, чтобы безликие блокчейны были устойчивы к цензуре, недоверчивы, совместны и равноправны для потенциально глобального сообщества пользователей. Несмотря на высокие идеалы, консенсус является основополагающим для каждой криптосети, которая должна согласовать самый основной вопрос о том, кто решает, что в сети.
Децентрализованный консенсус в форме механизма доказательства работы лежал в основе инновации Сатоши Накамото при создании Биткойна - все дополнительные элементы протокола проистекают из способности PoW достичь консенсуса в отношении цифрового реестра посредством вычислительной работы распределенных лиц.
За прошедшее с тех пор десятилетие мы стали свидетелями некоторых недостатков доказательства работоспособности, в том числе высоких затрат на электроэнергию, консолидации мощности майнинга в несколько крупных пулов майнинга и ограниченной пропускной способности транзакций. В результате возникли новые механизмы децентрализованного консенсуса, прежде всего, системы доказательства кола и гибридные системы PoW / PoS. Несмотря на то, что недостатки PoW оказали мало влияния на доминирование Биткойна в отрасли, они привели к тому, что большинство новых проектов выбрали более масштабируемую и энергоэффективную систему доказательства участия.
Несмотря на растущую популярность PoS, это не идеальный механизм, и стоит более подробно изучить его сильные стороны, недостатки и потенциальные улучшения.
Доказательство кола: множество вкусов
Базовая функциональность системы проверки прав доступа позволяет «валидаторам» (а не майнерам по проверке работ) ставить свои активы, чтобы предлагать и голосовать за следующий блок (в отличие от решения криптографической функции PoW). Хотя конкретные реализации различаются, как правило, чем больше ставит валидатор, тем больший вес они получают и тем больше их вознаграждение, но также и больший капитал, подлежащий наказанию за злонамеренные действия.
Из этой базовой структуры в криптоиндустрии возник ряд изменений. Основным механизмом является «чистое доказательство кола«Система, подобная Algorand, которая дает пропорциональное голосование и блокирует вес предложения для« ставки »каждого держателя токена. В отличие от других систем, для размещения в PPoS не требуется, чтобы пользователь проходил какой-либо специальный процесс для ставки, а вместо этого все токены разбиваются автоматически, что позволяет всем владельцам токенов участвовать в управлении. Это очень похоже на «облигационное доказательство кола«Система, которую планирует внедрить Ethereum 2.0, в которой пользователи должны активно блокировать свои активы для участия, получать пропорциональное право голоса и терпеть« урезание »штрафов, если они голосуют против консенсуса.
В системе облигационных доказательств участия любой, имеющий достаточный объем капитала, может внести свой вклад в сеть, что может вызвать две потенциальные проблемы. Если количество капитала слишком велико, это значительно снижает инклюзивность сети и концентрирует электроэнергию. Но если оно слишком мало, число узлов, которые должны достичь консенсуса, может быть огромным, что замедляет работу сети. Одним из возможных решений этих проблем является «делегированное доказательство кола», Например, используется сетью EOS. В DPoS владельцы сетевых токенов голосуют за ограниченное число делегатов, которые действуют как валидаторы сети. Это одновременно увеличивает степень участия и ограничивает число узлов, необходимых для достижения консенсуса, что приводит к высокой скорости транзакций EOS - около 3,900 транзакций в секунду. Это, однако, означает, что власть сконцентрирована среди 21 избранного производителя блоков EOS.
Наконец, есть гибридные модели, такие как «Тезо»жидкое доказательство кола", Который позволяет пользователям делегировать свои права голоса и ставок или осуществлять их самостоятельно, и, как и Декред"гибридное доказательство колаМодель, которая объединяет элементы PoS и PoW с майнерами, предлагающими блоки и токены, выступающие в качестве валидаторов.
Различные итерации, инновации и гибридные модели механизмов консенсуса демонстрируют очевидную истину: децентрализовать консенсус сложно. Это требует координации сообщества рациональных субъектов, чтобы действовать таким образом, который в первую очередь выгоден сообществу, а не отдельному человеку. Это требует чрезвычайно жестких структур стимулов и постоянного баланса рисков централизации с точки зрения безопасности и доверия с неэффективностью децентрализации.
Преимущества и проблемы с доказательством кола
Акт балансирования, которым нужно управлять, часто называют «трилеммой масштабируемости», которая намекает на блокчейн, компромиссы которого необходимо учитывать при рассмотрении децентрализации, безопасности и масштабируемости (аналогично старому «выбери два: спать, друзья, школа» в колледже). ). Модели PoS обычно пытаются сбалансировать все три фактора в большей степени, чем PoW, что обычно подчеркивает децентрализацию и безопасность.
Попытка более универсального подхода сопровождается собственным набором проблем, некоторые из которых были решены, а некоторые - и сегодня.
В первые дни внедрения PoS было два основных возражения против механизма против PoW, который вращался вокруг того факта, что у заинтересованных сторон на самом деле ничего не было поставлено на карту (проблема «ничего на кону»), что означало, что они могли поддержать бесплатная альтернативная версия цепочки блоков (проблема «атаки на большие расстояния»). Проблема «ничего на кону» подняла проблему, заключающуюся в том, что если в цепочке был форк, то оптимальной стратегией валидатора было бы проверять каждую цепочку, чтобы получать вознаграждение независимо от результата форка. Проблема атаки на большие расстояния аналогична атаке на 51%, но злоумышленник переписывает блокчейн из блока генезиса, что возможно в PoS, поскольку не требуется никакой работы для перезаписи очень длинной цепочки. Эти проблемы были решены с помощью концепции «разрезания», которая наказывает валидатор за поддержку неверной версии блокчейна.
Эти штрафы, однако, могут иметь побочный эффект ограничения количества участников в зависимости от их профиля риска и технических возможностей. Конечно, цель блокчейна состоит в том, чтобы как можно больше пользователей делали ставки и участвовали в сети. Однако это также может привести к проблеме «нулевого равновесия», когда ни один пользователь не хочет хранить токены вне ставок из-за раздувания сетевых токенов, что ограничивает фактическое использование и транзакции.
Может показаться, что компромиссы и компромиссы все время идут вниз - хотя многие на данный момент являются только теоретическими. В дикой природе, пожалуй, самая распространенная практическая проблема систем PoS на самом деле связана с системами PoW: консолидация власти и капитала для ограниченного числа крупных игроков и петля обратной связи, позволяющая тем, у кого больше власти, получить больше. Это верно с точки зрения их полномочий по управлению внутри сети, а также их баланса в более широком мире - что позволяет богатым и сильным становиться все более богатыми и более сильными.
В PoW мы видим это с основными пулами майнинга, которые могут получать все больше и больше хэш-мощности при дополнительных затратах. В PoS мы часто видим это, когда начальные инвесторы получают большое количество дисконтированных токенов, что приводит к большей мощности и более высоким ставкам. Таким образом, несмотря на то, что больше людей может участвовать в ставках по сравнению с майнингом, все еще существует значительное неравенство.
Возможные решения
Многие из вышеупомянутых проблем, в особенности те, которые связаны просто с выравниванием стимулов, были решены с помощью таких инноваций, как сокращение, часто создаваемое Ethereum Foundation и Casper. Проблемы централизации и концентрации власти кажутся более сложными для такой платформы, как Ethereum, которая имеет концентрацию китов из-за своей длинной истории и ранних усилий в блокчейне.
Такие системы, как делегированное доказательство заинтересованности, представляют собой интересное потенциальное решение как для максимизации участия, так и для эффективности, хотя результат может показаться довольно централизованным, несмотря на его демократичность. Гибридные системы, подобные тем, которые используются Tezos и Decred, также являются интересными экспериментами, которые могут оказаться эффективными в ограничении монополизации власти благодаря наличию нескольких групп заинтересованных сторон и увеличению числа пользователей.
Хотя эти виды инноваций, экспериментов и изобретательности необходимы для развития экосистемы, мы часто склонны создавать более сложные решения, чем это необходимо. Исторически, большая часть централизации систем PoS происходит не от технической или стимулирующей механики, а от природы первоначального распределения. Крупные держатели токенов и учреждения часто получают львиную долю первоначального распределения, что закрепляет их статус центральных точек власти и, возможно, сбоя в сети. Таким образом, одним из решений будет демократизация доступа к распространению токенов с самого раннего момента.
В настоящее время этот подход используется в партнерстве между CasperLabs, которая создает бесплатную высокопроизводительную блок-цепочку PoS и торговлю цифровыми активами BitMax.io через их новое совместное решение: предложение валидатора биржи или EVO. Вместо того, чтобы предлагать токены институциональным инвесторам, CasperLabs и BitMax объединяются, чтобы дать розничным инвесторам возможность первыми получать распространение токенов, так что они будут работать в качестве валидаторов через BitMax, когда сеть будет запущена. Устранение эффекта кита при первоначальном распределении может иметь большое значение для снижения любой будущей монополизации власти в сети.
Несмотря на многочисленные проблемы децентрализованного консенсуса (от блокчейна до запуска до Биткойна), обнадеживает продолжение инноваций и экспериментов в этой сфере, особенно в том, что касается верных фундаментальных идеалов недоверия, безопасности и децентрализации.
Отказ от ответственности. Cointelegraph не поддерживает какой-либо контент или продукт на этой странице. Хотя мы стремимся предоставить вам всю важную информацию, которую мы можем получить, читатели должны провести собственное исследование, прежде чем предпринимать какие-либо действия, связанные с компанией, и несут полную ответственность за свои решения, и эта статья не может рассматриваться как консультация по инвестициям.
Источник: https://cointelegraph.com/news/staking-consensus-and-the-pursuit-of-decentralization