Що таке Delegated Proof-of-Stake (DPoS)?

Що таке DPoS?DPoS (Delegated proof-of-stake) - це алгоритм досягнення консенсусу в децентралізованому середовищі, який є альтернативою консенсусам proof-of-work і proof-of-stake. DPoS був розроблений Деном Ларімером у 2014 році й вперше був уведений в проект Bitshares, пізніше в проекті Steemit.

Якщо PoS схожий на пряму демократію, то DPoS - на представницьку.

Консенсус досягається наступним чином. Учасники діляться на дві категорії: голосувальники та делегати. Одна група учасників вибирає іншу, яка у свою чергу буде формувати блоки.

У DPoS-блокчейнах кожен гаманець з монетами на балансі може голосувати за так званих «делегатів» (блок продьюсерів або валідаторів) - спеціальних представників спільноти, які отримали право генерувати блок і отримувати нагороду у вигляді транзакційних комісій.
Делегатам необхідно розкрити свої особистості (KYC) і заявити про готовність безперебійно підтримувати роботу повноцінного вузла мережі, своєчасно виконувати верифікацію транзакцій і формувати нові блоки.

Кожен користувач за бажанням може виставити свою кандидатуру на пост делегата. Потім серед всіх користувачів проводиться голосування, де вага кожного голосу визначається сумою активів голосувальника. За результатами вибирається певна кількість кандидатів (натуральне число, яке вибирає ком'юніті, зазвичай 20-50), які отримують право формувати нові блоки транзакцій.

Обрані в результаті голосування делегати перемішуються випадковим чином, утворюючи чергу. Перемішування виконується спеціальним алгоритмом, так що передбачити чергу заздалегідь неможливо, але вона виходить однакова для всіх учасників мережі. Далі виділяється період часу, за який кожен з делегатів повинен сформувати один блок відповідно черзі. Причому, кожному делегату в цьому періоді виділяється строго обмежений інтервал часу (зазвичай 1 секунда). Або делегат встигає перевірити нові транзакції і сформувати новий блок на підставі попереднього, або цю роботу зробить вже наступний в черзі делегат. Після завершення часу делегати знову перемішуються та утворюють нову чергу.

Також важливо відзначити що власники монет можуть виконувати переголосування за кандидатів в довільний час. Крім того, один власник монет може голосувати більш ніж за одного кандидата, розподіляючи вагу своїх монет пропорційно між кількома кандидатами.
Є кілька відомих проектів, які використовують DPoS: BitShares, Steemit, Lisk, Ark, EOS.

Які функції делегатів в DPoS-блокчейнах?

Повноваження делегатів полягають в налаштуванні основних правил мережі, підтримці стабільної роботи блокчейна і генерації блоків. Вони отримують комісії за транзакції в якості прибутку.

Коли делегати обрані, кожен з них потрапляє в особливу групу. Люди в цій групі мають доступ до генезис-акаунту.
Це акаунт з мультипідписом, через який можна змінювати:
  • нагороду за блок;
  • час генерації блоків;
  • розмір блоку;
  • розмір винагороди свідкам;
  • комісії за транзакції.
Після прийняття важливих рішень в DPoS-блокчейнах є короткий проміжок часу, протягом якого можна переобрати нових делегатів. Це необхідно, якщо встановлені ними правила не затверджені більшістю голосів користувачів.

Можна скоротити або збільшити кількість делегатів, замінити їх, але це не вплине на стійкість мережі.

Стейкери

Користувачі, які займаються стейкінгом і мають шанс тимчасово стати делегатом, називаються свідками. Вони генерують і поширюють блоки, підтверджують транзакції, тримають монети в стейкі та голосують. На відміну від делегатів, вони не можуть налаштовувати основні правила мережі. Під час підтвердження транзакцій, свідки й делегати не можуть змінювати деталі транзакцій, такі як сума, відправник, отримувач, ID і так далі.

Також вони перевіряють:
  • блоки і підписи у транзакцій;
  • результати виконання смарт-контракту;
  • чи є делегати легітимно обраними;
  • поширення транзакцій користувачів.
Кожен повний вузол може надати доступ для читання даних блокчейна, що робить систему схожою на децентралізовану мережу доставки контенту.

Переваги DPoS
  • Швидкість обробки транзакцій. Алгоритм DPoS дозволяє досягати консенсусу щодо нових блоків швидше, ніж PoW і PoS;
  • Немає високого енергоспоживання;
  • Складність реалізації атаки 51%: нападник повинен володіти як мінімум 51% всіх токенів;
  • Під час проведення еірдропів деякі проекти швидше розподіляють монети саме серед стейкерів;
  • Стейкінг в DPoS використовується не тільки для заробітку, а й як інструмент впливу на мережу.
  • Гнучка форма ончейн-управління

Недоліки DPoS
  • Деанонімізація делегатів, бо часто це публічні компанії, а не приватні особи.
  • Можливість проведення DDoS-атаки на вузли мережі.
  • Більшість не мають достатнього стимулу брати участь в голосуваннях, адже їх стейк занадто малий.
  • Небезпека централізації: володар великих ресурсів може переобирати сам себе.
  • Голосування гаманцем несе високі фінансові та політичні ризики: голосувальники скоріше візьмуть хабар або зовсім не проголосують.
  • Деякі реалізації рекомендують використовувати багатоядерні процесори для валідації, інакше делегат може втратити нагороду за блок.
  • Під час стейкінга монети фіксуються на якийсь час, так що якщо ціна сильно знизиться, ви не продасте монети відразу.
Перспективи DPoS

DPoS називають «цифровою демократією». Але такому режиму властиві й зловживання. Наприклад, маючи значні ресурси, можна нескінченно переобирати себе делегатом, що дає більший контроль над мережею, ніж володіння значним ресурсом в PoS-системах.
PoW жертвує масштабністю, але при цьому він найбільш безпечний і децентралізований алгоритм консенсусу, як мінімум, в теорії. PoS непогано масштабується, але піддається критиці через централізацію. DPoS потенційно обганяє PoS по масштабованості, але і його критикують за небезпеку централізації.

Зараз стають популярними рішення з акцентом не на децентралізацію, а на масштабованість і універсальність. Алгоритм DPoS і його похідні - один зі шляхів до цих переваг.

DPoS - оптимальна форма консенсусу для масштабованих бізнес-рішень. Блокчейни з таким алгоритмом консенсусу зараз лідирують за швидкістю обробки транзакцій, тому для платіжних систем або DApp-платформ DPoS підходить краще, ніж той же Proof-of-Work.