Пояснення делегованого доказу ставки

Вступ до делегованого доказу частки (DPoS)

Алгоритм делегованого доказу частки (DPoS) — це еволюційний етап у розвитку блокчейну, який вважають більш ефективною та демократичною версією традиційного Proof of Stake (PoS). PoS і DPoS були створені як альтернативи ресурсоємному Proof of Work (PoW), що потребує значних зовнішніх обчислювальних ресурсів для підтримки безпеки мережі.

Головна різниця — у використанні ресурсів: PoW-системи вимагають потужних обчислень для забезпечення незмінності, децентралізації та прозорості розподіленого реєстру, а PoS і DPoS забезпечують схожу безпеку з набагато меншими витратами. DPoS і PoS є більш стійкими та екологічно безпечними рішеннями для блокчейн-консенсусу. Для повного розуміння роботи делегованого доказу частки важливо знати основи алгоритмів Proof of Work і Proof of Stake, які передували його появі.

Proof of Work (PoW)

Консенсус Proof of Work є базовим алгоритмом для більшості криптовалют, що працюють на блокчейні. PoW — це перший консенсусний протокол, який став основою протоколу Bitcoin. Його функції — створення нових блоків через майнінг і забезпечення безпеки мережі за допомогою криптографічної перевірки.

Bitcoin був розроблений як альтернатива централізованій глобальній фінансовій системі, яка має недоліки та є вразливою до одноточкових відмов. PoW впровадив новий консенсусний протокол, що усуває потребу в централізованих органах для переказу коштів. Він забезпечив децентралізовані розрахунки в реальному часі в мережі peer-to-peer, скорочуючи роль посередників і зменшуючи транзакційні витрати.

Proof of Work працює через мережу майнінгових вузлів, які використовують спеціалізоване обладнання — Application-Specific Integrated Circuits (ASICs) — для розв’язання складних криптографічних задач. Майнінг забезпечує стабільну швидкість створення блоків — для Bitcoin це приблизно один блок кожні 10 хвилин. Майнер додає блок до блокчейну лише після знаходження правильного рішення, тобто проходження «proof of work». Майнер отримує нові монети й усі комісії за транзакції в цьому блоці.

Однак така модель потребує великих витрат. PoW вимагає значного енергоспоживання, а також численних невдалих спроб майнінгу до знаходження рішення. Спеціалізоване ASIC-обладнання потребує значних інвестицій, що ускладнює доступ для нових учасників.

Окрім витрат, залишаються питання масштабованості PoW, зокрема щодо пропускної здатності (транзакцій за секунду). Незважаючи на це, PoW-блокчейни залишаються найбільш захищеним і надійним консенсусним механізмом і зберігають статус золотої норми для відмовостійких розподілених систем.

Proof of Stake (PoS)

Proof of Stake став основною альтернативою Proof of Work — він створений для вирішення проблем ефективності та обмежень PoW-блокчейнів. PoS-системи змінюють підхід до безпеки блокчейну, зменшуючи витрати, пов’язані з PoW, зокрема енергоспоживання та потребу у дорогому обладнанні.

На відміну від PoW, блокчейни Proof of Stake забезпечують безпеку через детермінований процес, без традиційного майнінгу. Перевірка нових блоків залежить від кількості монет, які учасник застейкував або заблокував. Механізм вибору валідаторів (також мінтерів або форжерів) пропорційний їхньому стейку: чим більше монет застейкував учасник, тим більше шансів стати валідатором.

Це кардинально змінює підхід: PoW-системи покладаються на інвестиції в електроенергію та обладнання, а Proof of Stake — на інвестицію в криптовалюту. Це забезпечує економічне узгодження інтересів валідаторів і здоров’я мережі.

Важливий аспект безпеки PoS — успішна атака стає економічно невигідною. Атакувач має застейкувати не менше 51% усіх монет, що потребує великих інвестицій. Окрім цього, невдала атака призведе до фінансових втрат, оскільки застейкані монети можуть бути конфісковані або знецінені.

Попри переваги та теоретичні аргументи, PoS-системи поки що на ранній стадії масштабного впровадження. Технологія проходить тестування й розвиток, щоб підтвердити довгострокову життєздатність і безпеку на рівні великих мереж.

Delegated Proof of Stake (DPoS)

Делегований доказ частки розроблений Даніелем Ларімером у 2014 році й пропонує новий підхід до консенсусу в блокчейні. DPoS використовують такі проєкти, як Bitshares, Steem, Ark і Lisk, що підтверджує його практичну ефективність для різних застосувань.

DPoS змінює консенсус через представницьке голосування. У DPoS-блокчейнах власники токенів делегують валідацію обраним представникам, а не беруть участь у створенні блоків напряму. Тримачі токенів голосують за обмежену кількість делегатів (свідків), які несуть відповідальність за захист мережі та консенсус під час генерації і перевірки блоків.

Голосування здійснюється пропорційно: сила голосу користувача залежить від кількості його монет, що дає більший вплив економічно потужним учасникам. Реалізація голосування може відрізнятися, але загальна схема незмінна. Делегати зазвичай презентують свої програми, а їхні винагороди за виробництво блоків розподіляються між ними і виборцями, створюючи узгоджені економічні стимули.

Ця модель формує систему на основі репутації з вбудованою відповідальністю: DPoS впроваджує голосування, що безпосередньо залежить від діяльності й репутації делегатів. Якщо обраний вузол працює неефективно або зловмисно, спільнота може змінити його швидко через голосування. Така демократична модель управління забезпечує постійну оптимізацію мережі.

За показниками масштабованості DPoS-блокчейни перевершують PoW і PoS, обробляючи більше транзакцій за секунду. Це робить DPoS оптимальним для застосувань, що потребують високої швидкості обробки транзакцій.

DPoS vs PoS: Основні відмінності

PoS і Delegated Proof of Stake схожі тим, що використовують стейкінг, але DPoS впроваджує демократичний вибір виробників блоків. Представницька модель DPoS відрізняється від прямої участі, властивої звичайним PoS-системам.

У DPoS відповідальність за мережу несуть обрані делегати, які підзвітні виборцям. Це створює стимули для доброчесної та ефективної роботи делегатів — неефективних або зловмисних делегатів спільнота може усунути голосуванням. Така система управління забезпечує постійний контроль якості, чого бракує класичному PoS.

Ще одна важлива різниця — це продуктивність: DPoS-блокчейни зазвичай мають вищу пропускну здатність (транзакцій за секунду), ніж PoS-системи. Це можливо завдяки обмеженій кількості валідаторів і чітко визначеному розкладу створення блоків, що виключає затримки, властиві конкурентним PoS.

Механізм делегування впливає і на модель участі: PoS потребує активності всіх валідаторів, DPoS дозволяє власникам токенів брати участь у безпеці мережі опосередковано через голосування, знижуючи технічний поріг для участі й забезпечуючи захист через обраних експертів.

DPoS vs PoW: Основні протиставлення

PoS вирішує основні обмеження Proof of Work, а Delegated Proof of Stake оптимізує процес створення блоків ще більше. DPoS може обробляти значно більше транзакцій із більшою швидкістю, ніж PoW.

Водночас DPoS має інше призначення, ніж PoW чи класичний PoS. Proof of Work залишається найбезпечнішим консенсусним алгоритмом, тому більшість великих транзакцій відбувається на PoW-блокчейнах, таких як Bitcoin. Proof of Stake забезпечує швидшу обробку та ширші можливості, а DPoS спеціалізує цей підхід ще більше.

Ключова різниця — у використанні стейкінгу: у PoS стейкінг напряму впливає на ймовірність створення блоку, а в DPoS — лише на вибір виробників блоків. Створення блоків у DPoS відбувається за розкладом, а не на основі конкуренції, як у PoW. Кожен обраний свідок у DPoS отримує визначені черги для створення блоків, що забезпечує стабільність і передбачуваність.

Такий підхід змусив деяких аналітиків порівнювати DPoS із Proof of Authority, а не з класичним Proof of Stake. Це акцентує увагу на тому, що DPoS віддає перевагу ефективності та швидкості, а не максимальній децентралізації PoW.

Отже, DPoS суттєво відрізняється від PoW і PoS своєю архітектурою. Голосування учасників — це інноваційний спосіб вибору та стимулювання добросовісних і ефективних делегатів або свідків. Механізм створення блоків у DPoS відрізняється від PoS, і в більшості реалізацій DPoS має перевагу в обробці транзакцій, що робить його найкращим для застосувань із високим навантаженням і швидким фіналом.

FAQ

Що таке делегований доказ частки (DPoS)? Чим він відрізняється від класичного Proof of Stake (PoS)?

DPoS — це консенсус, в якому користувачі делегують право голосу обраним представникам, які валідують транзакції. На відміну від PoS, де валідатор вибирається випадково за розміром стейку, у DPoS валідатори обираються шляхом виборів, що підвищує ефективність і децентралізацію.

Як працює DPoS? Які ролі виконують валідатори та делегатори?

Власники токенів голосують за валідаторів, які створюють блоки та валідують транзакції. Валідатори отримують винагороди за безпеку мережі, а делегатори беруть участь у виборах і отримують частку винагороди, не запускаючи вузли.

Які блокчейн-проєкти працюють на DPoS?

EOS, Steemit і Bitshares — основні блокчейн-проєкти, що використовують DPoS. Вони застосовують делегований доказ частки для ефективної валідації мережі та управління через голосування власників токенів.

Як делегувати токени валідатору в системі DPoS?

Обираєте надійного валідатора через гаманець або платформу стейкінгу, делегуєте йому токени на адресу й отримуєте частку винагороди без запуску вузла. Процес займає кілька кліків і виконується миттєво.

Які плюси й мінуси DPoS порівняно з Proof of Work (PoW) і Proof of Stake (PoS)?

DPoS забезпечує вищу енергоефективність, ніж PoW, і кращу масштабованість, ніж PoS, завдяки делегованому голосуванню. Недолік — потенційна концентрація влади серед невеликої кількості валідаторів, що створює ризики централізації на відміну від PoW.

Які ризики безпеки має DPoS? Як запобігти зловмисній поведінці валідаторів?

DPoS може мати ризики змови валідаторів і централізації. Механізм "slashing" карає зловмисних валідаторів конфіскацією застейканих токенів, що стимулює доброчесну поведінку. Вимога стейкінгу гарантує економічну зацікавленість валідаторів у безпеці мережі.