6 марта 2020

Почему DPoS станет основой демократических выборов на блокчейне

А вы задавали себе вопрос, какой из блокчейнов самый крутой? Много лет об этом ведутся дискуссии, большинство из которых не имеют смысла. К счастью, криптовалютный медвежий рынок похоронил большинство проектов, называвших себя лучшей версией Биткоина без всяких на то оснований. 

Bitcoin остается самой популярной криптовалютой, а количество транзакций в секунду не играет особой роли. Индустрия постепенно осознает, что для разных задач могут использоваться разные блокчейны. Вовсе необязательно иметь один главный блокчейн, как основу для всего децентрализованного интернета. Некоторые консенсус-модели работают лучше и быстрее остальных, особенно delegated Proof-of-Stake. Мы постараемся сравнить их между собой и определить сильные и слабые стороны каждой модели. 

Что такое консенсус-модель? 

Все блокчейны основаны на соглашении между производителями блоков или узлами. Консенсус — это и есть соглашение. При децентрализованном консенсусе не требуется доверие между всеми узлами, ведь изначально в модель заложена устойчивость к ошибкам. Если какие-то из узлов попытаются нанести сети вред, у них ничего не получится. Исключением является случай, когда атакующий обладает большим количеством ресурсов в сети, чем все остальные узлы (например, ASIC-майнеры или токены для стейкинга). Попытки атак больших сетей, типа Bitcoin и Ethereum, почти бесполезны, и точно не стоят того. Единственная опасность для блокчейнов таится в квантовых компьютерах, которые могут подобрать приватные ключи к любым адресам. Но их перспективы туманны — полноценные квантовые компьютеры будут готовы не ранее чем через десять лет, и пока такая технология работает лишь в лаборатории. Большинство блокчейн-разработчиков понимают опасность квантовых компьютеров и апгрейдят код заранее — сейчас уже есть блокчейны, устойчивые к квантовым компьютерам. 

Возвращаясь к консенсус-моделям, можно выделить 3 основных типа: 

  1. Proof-of-Work
  2. Proof-of-Stake
  3. Delegated Proof-of-Stake

 

Сейчас мы подробно разберём их отличия. 

Proof-of-Work

Одна из наиболее популярных и распространённых моделей консенсуса, «доказательство работы», используемая в большинстве блокчейнов старше 2017 года. Bitcoin, Ethereum, Monero, Litecoin, DASH, Bitcoin Cash — этот список можно продолжать очень долго. При том, что PoW является простейшей моделью, она также является наиболее ресурсоемкой. Все узлы в сети решают одни и те же математические задачи, пытаясь первыми найти правильное решение. Узел, который находит решение, получает вознаграждение и передает ответ (криптографически хешированная вместе со случайным числом сумма предыдущих блоков) всей сети в составе нового блока. Остальные узлы добавляют этот блок в свою версию базы сразу после получения. Если в сети появляются сразу две версии блокчейна от разных узлов, самая длинная считается верной.

 

«У PoW-алгоритма есть отличное свойство — его можно передавать через посредников, которым мы не доверяем. Нам не нужно беспокоиться о том, чтобы верифицировать участников. Неважно, кто присылает вам самую длинную последовательность блоков, с PoW-алгоритмом она верна по умолчанию» — Сатоши Накамото

 

Все расчеты выполняются с использованием аппаратных ресурсов — майнеры ASIC, если мы говорим про Bitcoin и Bitcoin Cash, графические процессоры для Ethereum и маленьких криптовалюты. Такую сеть невозможно захватить, если вы не обладаете большим количеством аппаратных ресурсов, чем остальные участники, а это делает атаку экономически невыгодной. Самыми слабыми сторонами этой модели являются масштабируемость и затраты на майнинг. Такие блокчейны потребляют огромное количество электроэнергии, особенно Bitcoin, и их невозможно эффективно масштабировать. PoW-блокчейны безопасны только тогда, когда они очень большие и затраты на приобретение 51% ресурсов для атаки значительны. Маленькие PoW-сети, такие как Bitcoin Gold, постоянно подвергаются атакам и реорганизации блокчейна, потому что у них недостаточно майнеров.

Proof-of-Stake

Proof-of-Stake — это гораздо более продвинутая консенсус-модель, основанная на случайно выбранном количестве валидирующих узлов, которые “стейкают” (то есть резервируют для задачи генерации блоков) нативные токены конкретной сети. Узлы, которые обладают самым большим количеством токенов, имеют наибольший шанс на генерацию новых блоков. Награда для производителей блоков выдается также прямо пропорционально количеству токенов на их адресах. Это побуждает стейкеров не продавать полученные новые токены, а также сохранять их для увеличения своей доли.

 

Консенсус-модель PoS имеет много преимуществ по сравнению с PoW:

  • Она определенно более экологична, поскольку не потребляет электричество. 
  • При этом активы PoS (токены) намного более ликвидны, их можно легко продать на биржах. Для сравнения, PoW майнеры и графические процессоры со временем устаревают и превращаются в кучу бесполезного металла из-за постоянно возрастающей сложности майнинга. 
  • А самое главное, блокчейны PoS можно легко масштабировать, достигая тысяч транзакций в секунду. 

 

И все бы хорошо, но к сожалению, пока на рынке нет ни одного действительно работающего PoS-блокчейна. Все они находятся в стадии разработки уже очень давно. Но сейчас уже есть отличная альтернатива, которая называется DPoS.

Delegated Proof-of-Stake

Мы уже познакомились с PoS. Чем же отличается алгоритм с похожим названием  DPoS? Кроме буквы “D” (количеством валидирующих узлов), PoS следует довольно идеалистической парадигме, пытаясь вовлечь все узлы в процесс проверки. DPoS предлагает другое решение: алгоритм позволяет выбирать валидирующие узлы на определенный срок. Пользователи могут голосовать за валидаторов, делегируя им свои токены, а валидаторы делятся частью своих вознаграждений с теми, кто голосовал за них. Такой способ распределения доходов гарантирует, что только лучшие из делегатов будут допущены до проверки блоков. Но при этом они должны думать и о себе: если они будут отдавать избирателям слишком много, стейкинг станет убыточным и такие валидаторы выйдут из игры. Если они будут отдавать слишком мало, пользователи выберут других делегатов. В системе DPoS обычно от 21 до 100 избранных делегатов. Это механизм справедливого консенсуса, и он хорош для всего, где требуется голосование на любые темы.

 

В настоящее время существует огромное количество DPoS-блокчейнов. EOS, Lisk, NEO, Noah, Tron, BitShares, COSMOS. Все они полностью работоспособны. Средняя пропускная способность таких блокчейнов составляет несколько тысяч транзакций в секунду. Этого более чем достаточно для любого применения, и сейчас есть сотни децентрализованных приложений: казуальные и азартные игры, голосования, общение и, конечно, трейдинг. EOS — король в сфере азартных игр, на нем работает больше азартных игр, чем на любом другом блокчейне. Tron также может похвастаться большой библиотекой азартных игр. Эти сети могут обслуживать десятки тысяч пользователей одновременно. В чем секрет такой скорости, и почему PoW не может соперничать по скорости с DPoS? Очень просто: делегаты, выполняющие проверку блоков, делают это на мощном оборудовании и сети не нужно выбирать узлы-валидаторы для каждого нового блока. В EOS время между двумя блоками составляет 0,5 секунды, в COSMOS и Noah — 6-7 секунд. Для сравнения, время генерации блока для Биткойна составляет 10 минут, для Эфириума — 10-20 секунд. 

 

DPoS-консенсус идеален для голосований. Блокчейн Noah был недавно обновлен до DPoS, и, по словам компании-разработчика, участвовавшей в его переносе, Platinum Q DAO Engineering, возможности Noah теперь увеличились многократно.

 

«Будучи блокчейном с возможностью социального взаимодействия между пользователями, консенсус DPoS лучше всего подходит для различных голосований. Встроенная функция голосования упрощает абсолютно все, от выбора новых делегатов до утверждения обновлений системы. Мы видим рост активности в 3 раза по сравнению с прошлым вариантом блокчейна.», — Антон Дзятковский, основатель Platinum Q DAO Engineering.

 

Noah является отличной иллюстрацией работающей модели голосования на блокчейн-платформе. Правила просты:

  1. Голосовать может любой, у кого есть токены.
  2. Голосование ничего не стоит и не потребляет токены .
  3. Чем больше токенов есть у юзера, тем больше вес его голоса .
  4. Любой юзер может голосовать по любому количеству инициатив, но только единожды по каждому вопросу. 

 

Создание голосования — более сложная процедура, и в ней вшит антиспам-механизм. Чтобы создать голосование на любую тематику, юзер должен положить на адрес депозита 5,000,000 токенов NOAH. После создания, чтобы оно перешло в активную фазу, требуется еще 10,000,000 токенов NOAH. Если голосование было создано, но не активировано в течение двух недель, первый депозит отправляется в общий пул средств на развитие Noah блокчейна. Если предложение перешло в активную фазу голосования, и коммьюнити приняло его, токены возвращаются создателю голосования. Если сообщество отвергло предложение, средства также переходят в общий пул. Таким образом, создатель голосования в любом случае способствует развитию блокчейна, обеспечивая его средствами. Предложения могут быть самыми разнообразными, сейчас они в основном касаются разработки и управления блокчейном, и сообщество Noah — это те люди, которые действительно влияют на то, как работает сеть. Noah — отличный пример того, как должна работать система голосования, и очень немногие блокчейны могут похвастаться такой реализацией. 

 

Виталик Бутерин, считает, что модель консенсуса DPoS является централизованной. Тем не менее, делегаты должны рассматриваться скорее как избранники, служащие продолжением воли и голоса других пользователей. Если какой-то делегат попытается обмануть систему, вскоре он будет исключен. Как правило, выбранные делегаты могут только цензурировать транзакции, в течение очень ограниченного периода времени до нового голосования. Для этого у них должно быть подавляющее большинство — ⅔ всех делегатов, а это вряд ли может произойти. Консенсус DPoS обеспечивает лучшую масштабируемость и относительную безопасность для всех своих пользователей. Он годится для использования как в некоммерческих целях, так и в бизнесе, и в будущем сфера его применения может значительно расшириться.

Заключение

Мы рассмотрели 3 основных типа консенсус-моделей блокчейна. Конечно, их гораздо больше, включая экзотические, как Proof-of-Space, DAG или TaPoS, но они используются очень редко. В целом, эти три модели, PoW, PoS и dPoS, так и будут оставаться самыми популярными. 

Почему за моделью dPoS будущее? Она представляет собой децентрализованную демократию в чистом виде. Пользователям не нужно беспокоиться о настройке собственных узлов для подтверждения блоков, они могут делегировать свои права голоса тем узлам, которые уже завоевали доверие сообщества, и получать прибыль. Такой блокчейн обладает высоким быстродействием и не потребляет электричество, поэтому это наиболее удобное решение для использования в коммерческих целях.

У PoW-блокчейнов есть свои проблемы, они не могут масштабироваться, а какие-либо PoS-блокчейны еще не запущены, поэтому неизвестно, как они будут работать. Таким образом, в обозримом будущем блокчейны dPoS не будут иметь конкурентов.