Александр Цихилов - Блокчейн. Принципы и основы

по принципу Proof-of-Stake, фактически замораживает средства на своем счету

и вынужден не использовать их достаточно длительное время, чтобы не

потерять накопленный потенциал для возможного создания блоков. Для самой

сети это не очень хорошо, поскольку скорость обращения денег внутри нее

может существенно замедлиться, что негативно скажется на возможностях ее

использования и развития. Подобный метод создания блоков мотивирует узлы

в первую очередь к накоплению, а не расходованию средств. Таким образом, их чрезмерная консолидация под контролем одного или нескольких узлов

может привести к повышению степени централизации процессов управления

сетью вопреки изначальному замыслу. Также на процесс создания блоков

практически не оказывают никакого влияния узлы с относительно небольшой

долей владения криптомонетами, поскольку у них практически отсутствуют

шансы стать валидаторами в силу своего незначительного финансового

потенциала.

Для устранения этих недостатков была разработана модификация протокола

Proof-of-Stake, где были представлены механизмы делегирования полномочий

валидаторов от рядовых участников сети к избранным ими узлам. Каждый узел

посредством специальной транзакции может отдать свой голос одному или

нескольким потенциальным кандидатам в валидаторы. Получившие

большинство голосов узлы-делегаты могут и не обладать значительным

количеством монет, но зато они готовы контрибуцировать свои

вычислительные возможности для поддержания стабильной работы сети, получая за это относительно скромную транзакционную комиссию. Подобный

принцип назвали «делегированным доказательством владения» (DPoS), и

именно эта форма протокола Proof-of-Stake впоследствии получила наиболее

широкое распространение в проектах, которые решили отказаться от

энергозатратного алгоритма доказательства работы.

Отличие DPoS от классической формы доказательства владения состоит в

том, что валидаторы, получившие право делегирования, уже не перебирают

хеши, чтобы найти подходящее его значение. Вместо этого они формируют

очередь из подобных им делегатов, чтобы договориться о строгом порядке

формирования блоков. Каждому из валидаторов выделяется определенный

временной период, в течение которого он имеет право создать блок,

принимаемый всей сетью. Сам период может быть довольно коротким и

исчисляться единицами секунд — это зависит от протокола сети и того, насколько большую пропускную способность участники сети хотят получить

для своих транзакций. В случае если по какой-то причине валидатор пропустил

свою очередь, право создания блока переходит к следующему по порядку

валидатору. Сам порядок имеет единые для всех правила формирования, при

этом каждый валидатор вычисляет его самостоятельно. Понятно, что у всех

валидаторов этот рассчитанный порядок должен в точности совпадать, иначе

работа сети может быть нарушена.

Преимущества формы Proof-of-Stake с делегированием полномочий очевидны.

Во-первых, узлы с незначительными балансами имеют хотя и косвенное, но

пропорциональное своему финансовому балансу влияние на выбор узлов-

валидаторов. В своей совокупной массе эти узлы с большой вероятностью не

позволят крупным игрокам захватить и централизовать процессы управления

сетью. Непосредственным созданием блоков будут заниматься узлы, наилучшим образом для этого предназначенные и облеченные доверием

большинства узлов сети. И, наконец, что также немаловажно, отсутствует

необходимость блокирования на счетах больших объемов криптосредств, чтобы валидатор имел возможность постоянно доказывать свою финансовую

состоятельность и получать таким образом права на создание блоков в сети.

Это не означает, что концепт доказательства владения не имеет

потенциальных проблем. Этот протокол также может быть подвержен

различным атакам, одной из которых теоретически может стать знакомая нам

«Атака 51%». Правда, в отличие от систем с доказательством работы, где

требуется захватить не менее половины всей вычислительной мощности сети, в случае с Proof-of-Stake необходимо получить контроль над половиной и

более всех криптомонет проекта. Однако последствия такой атаки имеют

схожую негативную природу в обоих концептах, поскольку автоматически

приводят к подрыву доверия к сети в целом и обесцениванию локальной

криптовалюты, разоряя и самого атакующего.

Одной из возможных сложностей на пути данной формы консенсуса может

быть атака Nothing at stake, или «ничего на кону». Подобная ситуация

происходит, когда недобросовестный валидатор пытается создать и подписать

блоки в различных ответвлениях цепочки, которые образовались случайным

или намеренным образом. В случае с доказательством работы такое

поведение майнера нерационально, поскольку он таким образом распределяет

свою вычислительную мощность между ветвлениями и уменьшает

собственные шансы на создание блока в любом из них. В модели

доказательства владения он, напротив, ничем не рискует, поскольку не

затрачивает ни средств, ни вычислительных ресурсов на создание блоков в

конкурирующих ответвлениях. А между тем подобная деятельность

гарантированно приведет к нарушению консенсуса, к которому сеть в итоге не

сможет прийти. Каждый проект, использующий модель Proof-of-Stake, пытается

противостоять этой проблеме с различной степенью эффективности.

Еще одним важным свойством Proof-of-Stake в его классической форме

является отсутствие аналога вознаграждения за майнинг. Поскольку майнинга

как такового нет, то отсутствуют и серьезные инфраструктурные затраты на его

поддержание. Поэтому считается, что поощрением валидатора может быть

только собираемая транзакционная комиссия. Однако в этом случае возникает

известная дилемма «курицы и яйца»: если нет майнинговых эмиссий, то откуда

вообще возьмутся деньги в системе? Этот вопрос различные проекты, желающие использовать принцип доказательства владения, решают по-

разному. Некоторые идут по пути, который проложил пионерский Proof-of-Stake проект — Peercoin. В нем, как уже упоминалось, была реализована гибридная

модель консенсуса, когда ранние блоки создавались при помощи майнинга с

доказательством работы. Затем к ним стали «подмешивать» блоки, созданные

валидаторами посредством протокола доказательства владения. После чего

PoS блоки начали доминировать в цепочке, а PoW применялся только для

того, чтобы совершить дополнительную эмиссию, объем которой постоянно