Классификация реализаций алгоритма PoS: основы

rosie-kerr-568115-unsplash

Прошло уже 6 лет с тех пор, как идея алгоритма Proof-of-Stake (PoS) впервые была предложена проектом Peercoin. Целая вечность для сферы блокчейн-технологий. Однако такие крупные проекты, как Ethereum и Cosmos уже несколько лет не могут перейти на PoS, постоянно откладывая сроки. Возникает естественный вопрос: почему, при настолько высоком уровне профессионализма, им так сложно внедрить алгоритм PoS, хотя он уже давно применяется в других проектах – например, в проектах, основанных на Delegated Proof-of-Stake («делегированном доказательстве владения долей», DPoS)?

Проблема усугубляется ещё тем, что термин «PoS-майнинг» (или стейкинг) имеет очень расплывчатое определение, которое может принимать различные и быстро меняющиеся формы. В этой статье я попытаюсь в некоторой степени прояснить путаницу относительно разновидностей PoS-протоколов и майнинга на них, создав их базовую классификацию и через описание того, как работает делегирование в реализациях «чистого» PoS.

Разница в подходах к POS-майнингу

Прежде всего, важно отметить, что термин «POS-майнинг» может относиться ко множеству вещей. Единственный обобщающий фактор заключается в том, что токены используются для определенных целей, но при этом не расходуются. Главное отличие POS-майнинга в различных проектах заключается в степени влияния, которое хранимые токены оказывают на процесс достижения консенсуса. Другими словами: как хранимые в кошельках токены влияют на то, кто создаёт новые блоки и каким образом они подтверждаются? 

Во многих проектах PoS-майнинг (подтверждение владения долей) вообще не влияет непосредственно на достижение консенсуса, и этот процесс просто используется для решения других задач внутри сети. Это может значить, что хранимые токены могут использоваться для таких целей, как генерация вторичных токенов для оплаты комиссий (например, GNO/OWL и SPANK/BOOTY), или для гарантии подлинности результатов (протокол Truebit), или для обеспечения качества позиций в специальных списках (TCR). Примером такого вида POS-майнинга является протокол доказательства местоположения (Proof-of-Location), разработанный проектом FOAM. Проекты типа Dash, использующие мастерноды, тоже попадают в эту категорию, так как они применяют и Proof-of-Work (PoW) для отправления и верификации транзакций в своих блокчейнах, и стейкинг (при получении статуса мастерноды) для осуществления определённых транзакций и управления сетью. Здесь важно учитывать, что участники, хранящие на своих счетах токены, в этих протоколах вознаграждаются токенами – либо нативными, как в DASH, либо вторичными, как в случае с OWL/BOOTY.

Также во многих децентрализованных сетях владение токенами наделяет держателей правом участвовать в принятии решений по организационным вопросам, связанным с управлением сетью (как в MKR, 0x). Разница в том, что в этом случае заморозка токенов не требуется, и участники не получают прибыли просто за участие в управлении.

Это также подводит нас к DPoS (алгоритму делегированного Proof-of-Stake). В сетях, использующих DPoS, держатели токенов голосуют за то, кто будет генерировать блоки, а участники консенсуса и управления определяются в зависимости от размера их доли. Можно возразить, что алгоритм DPoS даёт держателям токенов право участвовать в принятии организационных решенийкто эти участники, которые будут создавать и подтверждать блоки и управлять нашей децентрализованной сетью? Участвующие в стейкинге токены в алгоритме DPoS лишь косвенно влияют на процесс достижения консенсуса. Производители блоков, избираемые в ограниченную группу валидаторов, имеют те же права и уровень власти, и для достижения консенсуса между ними можно использовать традиционные и хорошо изученные BFT-алгоритмы (устойчивые к «византийской ошибке»).

Именно в этом и заключается разница между DPoS и «чистыми» PoS системами. В PoS-сетях, владение долей токенов оказывает непосредственное влияние на достигаемый консенсус. Количество участвующих в стейкинге коинов на счету валидатора определяет уровень его влияния в сети. Решение о том, кто будет формировать блок, принимается исходя из размера доли, а блоки подтверждаются только будучи подписанными определённым количеством участвующих в стейкинге токенов (обычно это две трети токенов).

framework-1-1.png

Классификация типов PoS-майнинга

И, наконец, есть гибридные децентрализованные сети, которые используют для достижения консенсуса о состоянии блокчейна комбинацию алгоритмов PoW и PoS. Обычно PoW при этом используется для отправки транзакций и генерирования блоков, а PoS добавляется в качестве второго уровня защиты для финальной стадии подтверждения блока. Добавление PoS снижает возможность атаки 51% и, таким образом, может быть использовано для уменьшения размера вознаграждения за PoW-майнинг. К этой категории проектов относятся Decred (DCR) и Casper FFG, противоречивая инициатива Ethereum.

Концепция делегирования PoS-майнинга

С помощью этой классификации проще понять, что чистая реализация алгоритма PoS по сравнению с DPoS является намного более сложной. Например, сейчас приходится решать такие проблемы, как то, каким образом (честные) выборы лидера работают при несправедливом и постоянно меняющимся распределением влияния.

Концепция делегирования, подразумеваемая алгоритмом DPoS (Delegated Proof-of-Stake), добавляет этой проблеме сложности. Многие PoS протоколы также позволяют делегировать доказательство владения долей, что приводит к тому, что некоторые хуже разбирающиеся в этой теме участники причисляют такие протоколы к категории DPoS.

Делегирование PoS-майнинга в той или иной форме существует в любой успешной PoS системе с поддержкой смарт-контрактов, так как эта функция может быть реализована с их помощью. Этот термин просто описывает возможность участвовать в консенсусе и получать вознаграждения за это, не обладая необходимой для поддержания узла сети инфраструктурой или достаточным количеством токенов.

Делегирование в основных Proof-of-Stake протоколах

Разница в отношении делегирования между PoS-проектами лежит главным образом в намерении ведущих разработчиков внедрить эту функцию по умолчанию либо отсутствии такового. Другими важными факторами в этом контексте являются применение штрафов для валидаторов и принципы определения их количества.

framework-2.png

Некоторые различия в реализации алгоритма  Proof-of-Stake в проектах Cardano, Tezos, Cosmos и Ethereum.

Из четырёх реализаций PoS в таблице выше, только Ethereum полагается в делегировании на смарт-контракты третьих сторон (например, Rocket Pool). Все остальные проекты реализуют нативное делегирование на уровне протокола.

Реализации PoS должны ограничивать количество валидаторов в сети, чтобы раунды консенсуса были эффективны. Cosmos и Cardano отдали предпочтение фиксированному количеству участников (в обоих проектах текущее их количество равно примерно 100, с предполагаемым увеличением его в будущем), а другие – например, Tezos или Ethereum – требуют наличия на счетах участников минимального депозита (в Tezos он равен 10 000 XTZ (в будущем эту сумму планируется увеличить), а в Ethereum – 32 ETH).

Ещё один фактор, который влияет на то, как держатели токенов будут участвовать в PoS-майнинге, заключается в том, предусмотрены ли штрафы для валидаторов, то есть, рискуют ли они лишиться участвующих в стейкинге коинов за нарушение правил протокола. И если да, то как эти штрафы реализованы. Из перечисленных выше проектов, только у Cardano нет подобного механизма. Между Cosmos и Tezos разница заключается в том, предусмотрено ли наказание только для валидаторов или для делегирующих участников тоже. В Tezos только валидаторы (называемые здесь «бейкерами») предоставляют гарантийный залог, который может быть аннулирован, а делегаторы не рискуют ничем. Делегаторам в Tezos нужно только убедиться, что их бейкер поддерживает размер гарантийного залога на необходимом уровне и правильно распределяет выплаты. В Ethereum аннулирование залогов будет частью протокола и, скорее всего, будет затрагивать как валидаторов, так и делегаторов. Хотя смарт-контракты позволят применять различные подходы к распределению риска. Например, в Ethereum могут предлагаться на выбор несколько вариантов участия: высокорисковый (с повышенной ставкой) и низкорисковый (с пониженной ставкой). В случае возникновения проблем участники первой группы будут оштрафованы в первую очередь. В проекте Cosmos штрафы будут пропорционально распределены между валидаторами и делегаторами.

Заключение

Все изложенные различия основаны на тех решениях, которые принимают команды проектов, сталкиваясь с компромиссами, присущими PoS и дизайну блокчейна, и каждое из их решений приводит к отличиям в PoS-экосистемах. По мнению авторов этого поста, проекты, основанные на «чистом» алгоритме PoS, будут развиваться быстрее, и в итоге станут гораздо более надёжными и децентрализованными сетями.

 

Источник



Рубрики:Анализ, Мнение, ETH, Ethereum, эфир

Метки: , , , ,

2 replies

Trackbacks

  1. Классификация реализаций алгоритма PoS: основы — EthereumClassic - Stuff Aggregator
  2. Конфиденциальность криптовалют: обзор — EthereumClassic - Stuff Aggregator

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s