Ставки, консенсус та прагнення децентралізації

О, чудеса децентралізованого консенсусу — мрія про те, що блокчейни без дозволу будуть стійкими до цензури, надійними, співробітницькими та егалітарними для потенційно глобальної спільноти користувачів. Незважаючи на високі ідеали, консенсус є основоположним для кожної криптомережі, яка повинна погодитися з основним питанням про те, хто що вирішує в мережі.

Децентралізований консенсус у формі механізму підтвердження роботи був основою інновації Сатоші Накамото під час створення біткойна — усі додаткові елементи протоколу випливають із здатності PoW досягти консенсусу щодо цифрової книги за допомогою обчислювальної роботи розподілених осіб.

За десятиліття, що минуло з того часу, ми побачили деякі недоліки proof-of-work, зокрема високі витрати на електроенергію, консолідацію потужностей майнінгу в кількох масивних пулах майнінгу та обмежену пропускну здатність транзакцій. Як наслідок, з’явилися нові механізми децентралізованого консенсусу, зокрема proof-of-stake і гібридні системи PoW/PoS. Хоча недоліки PoW мало вплинули на домінування біткойна в галузі, вони призвели до того, що більшість нових проектів вибрали більш масштабовану та енергоефективну систему підтвердження частки.

Незважаючи на зростання популярності PoS, це теж не ідеальний механізм, і варто детальніше дослідити його сильні сторони, недоліки та потенційні вдосконалення.

Доказ участі: багато смаків

Основна функція системи proof-of-stake дозволяє «валідаторам» (а не майнерам proof-of-work) ставити свої активи, щоб пропонувати наступний блок і голосувати за нього (на відміну від вирішення криптографічної функції PoW). Хоча конкретні реалізації відрізняються, загалом, чим більше валідатор зробив ставку, тим більша вага його голосу та більша винагорода, але також більша сума капіталу підлягає штрафу, якщо діятиме зловмисно.

З цієї базової основи в криптоіндустрії виникла низка варіацій. Основний механізм – цечистий доказ частки” система, подібна до Algorand, яка надає пропорційну вагу голосування та пропозиції блоку до “частки” кожного власника токена. На відміну від інших систем, стейкинг у PPoS не вимагає від користувача проходження будь-якого спеціального процесу для стейкингу, але всі токени ставляться автоматично, що дозволяє всім власникам токенів брати участь в управлінні. Це дуже схоже на "зв'язаний доказ частки», яку планує прийняти Ethereum 2.0, у якій користувачі повинні активно блокувати свої активи, щоб робити ставки, отримувати пропорційне право голосу та терпіти «різкі» штрафи, якщо вони голосують проти консенсусу.

У системі облігаційного підтвердження участі будь-хто з відповідним розміром капіталу може зробити внесок у мережу, що може викликати дві потенційні проблеми. Якщо сума капіталу занадто висока, це значно знижує інклюзивність мережі та концентрує владу. Але якщо він занадто низький, кількість вузлів, які повинні досягти консенсусу, може бути величезною, що сповільнить роботу мережі. Одним із потенційних рішень цих проблем є «делегований доказ права власності», як наприклад, використовується мережею EOS. У DPoS власники мережевих токенів голосують за обмежену кількість делегатів, які виконують роль валідаторів мережі. Це одночасно підвищує інклюзивність участі та обмежує кількість вузлів, необхідних для консенсусу, що призводить до високої швидкості транзакцій EOS, яка становить близько 3,900 транзакцій на секунду. Однак це означає, що влада зосереджена серед 21 обраного виробника блоків EOS.

І, нарешті, є гібридні моделі, такі як Tezo “ліквідний доказ ставки”, який дозволяє користувачам делегувати свої права голосу та ставки або використовувати їх самостійно, і, як Decred, “гібридний proof-of-stake», яка поєднує елементи PoS і PoW з майнерами, які пропонують блоки, і стейкерами токенів, які діють як валідатори.

Різні ітерації, інновації та гібридні моделі механізмів консенсусу демонструють очевидну істину: децентралізований консенсус – це важко. Це вимагає координації спільноти раціональних акторів, щоб вони діяли так, щоб передусім було вигідно спільноті, а не окремій людині. Це вимагає надзвичайно жорстких структур стимулів і постійного балансу ризиків централізації з точки зору безпеки та довіри з неефективністю децентралізації.

Переваги та проблеми з proof-of-stake

Акт балансування, яким необхідно керувати, часто називають «трілемою масштабованості», яка стосується компромісів, яких блокчейн повинен зробити, розглядаючи децентралізацію, безпеку та масштабованість (подібно до старого «вибери два: сон, друзі, школа» в коледжі). ). Моделі PoS зазвичай намагаються збалансувати всі три фактори більше, ніж PoW, який зазвичай наголошує на децентралізації та безпеці.

Спроба більш загального підходу пов’язана з власним набором проблем, деякі з яких уже вирішено, а деякі існують і сьогодні.

На початку впровадження PoS існувало два основних заперечення проти механізму проти PoW, які оберталися навколо того факту, що стейкери насправді нічого не поставили на карту (проблема «нічого не поставлено на карту»), що означало, що вони могли підтримувати альтернативну версію блокчейну безкоштовно (проблема «далекої атаки»). Проблема «нічого не поставлено на карту» підняла питання про те, що якщо в ланцюжку є розгалуження, оптимальною стратегією валідатора буде перевірка кожного ланцюжка, щоб отримати винагороду незалежно від результату розгалуження. Проблема дальньої атаки подібна до атаки 51%, але зловмисник переписує блокчейн із блоку генезису, що можливо в PoS, оскільки для перезапису дуже довгого ланцюжка не потрібно працювати. Ці проблеми були вирішені за допомогою концепції «різання», яка карає валідатор за підтримку неправильної версії блокчейну.

Ці штрафи, однак, можуть мати побічний ефект обмеження кількості учасників, залежно від їхнього профілю ризику та технічних можливостей. Звичайно, мета блокчейну полягає в тому, щоб мати якомога більше користувачів, щоб робити ставки та брати участь у мережі. Однак це також може спричинити проблему «нульової рівноваги», коли жоден користувач не хоче тримати токени поза межами стекінгу через інфляцію мережевих токенів, що обмежує фактичне використання та транзакції.

Компроміси й компроміси на всьому шляху вниз, може здатися, хоча багато з них лише теоретичні, на даний момент. У дикій природі, мабуть, найпоширеніша практична проблема систем PoS насправді спільна з системами PoW: консолідація влади та капіталу для обмеженої кількості великих гравців і цикл зворотного зв’язку, що дозволяє тим, хто має найбільшу владу, отримати більше. Це вірно з точки зору їх керівних повноважень у мережі, а також їхнього балансу в ширшому світі — дозволяючи багатим і впливовим ставати ще багатшими та могутнішими.

У PoW ми бачимо це з основними пулами майнінгу, які здатні отримувати все більше й більше хеш-потужності за додаткових витрат. У PoS ми часто бачимо це, коли початкові інвестори отримують великі суми токенів зі знижкою, що означає більшу потужність і вищі винагороди за ставки. Таким чином, хоча більше людей можуть брати участь у стейкінгу порівняно з майнінгом, все ще існує значна несправедливість.

Можливі рішення

Багато з вищезазначених проблем, особливо ті, що пов’язані просто з вирівнюванням стимулів, були вирішені за допомогою інновацій, таких як слешінг, які часто створюють Ethereum Foundation і Casper. Питання централізації та концентрації влади, здається, важче вирішити для такої платформи, як Ethereum, яка має концентрацію китів через свою довгу історію та перші зусилля в рамках блокчейну.

Такі системи, як делеговане підтвердження частки, є цікавим потенційним рішенням як для максимальної участі, так і для підвищення ефективності, хоча результат може здаватися досить централізованим, незважаючи на його демократичний характер. Гібридні системи, подібні до тих, які використовують Tezos і Decred, також є цікавими експериментами, які можуть виявитися ефективними в обмеженні монополізації влади за рахунок наявності кількох груп зацікавлених сторін і збільшення кількості користувачів.

Хоча такі інновації, експерименти та винахідливість необхідні для розвитку екосистеми, ми часто схильні створювати більш складні рішення, ніж це необхідно. Історично так склалося, що велика частина централізації систем PoS походить не від технічної механіки чи механізму стимулювання, а від природи початкового розподілу. Великі власники токенів та інституції часто отримують левову частку початкового розподілу, що зміцнює їхній статус центральних точок влади та потенційно призводить до збою в мережі. Таким чином, одним із рішень було б демократизувати доступ до розповсюдження токенів із самого раннього можливого моменту.

Наразі такий підхід використовується в партнерстві між CasperLabs, яка створює високопродуктивний блокчейн PoS і платформу для торгівлі цифровими активами без дозволу. BitMax.io через їх нове спільне рішення: пропозицію валідатора обміну або EVO. Замість того, щоб пропонувати токени інституційним інвесторам, CasperLabs і BitMax об’єднуються, щоб надати роздрібним інвесторам можливість першими отримувати розповсюдження токенів, щоб вони діяли як валідатори через BitMax, коли мережа запрацює. Усунення ефекту кита під час початкового розподілу може значною мірою допомогти зменшити будь-яку майбутню монополізацію влади в мережі.

Незважаючи на численні проблеми, пов’язані з децентралізованим консенсусом (від блокчейну перед запуском до біткойна), приємно спостерігати за продовженням інновацій та експериментів у цій сфері, особливо в тому, що залишається вірним фундаментальним ідеалам надійності, безпеки та децентралізації.

Джерело: https://cointelegraph.com/news/staking-consensus-and-the-pursuit-of-decentralization