DPoS: Механізм Консенсусу, який революціонував Блокчейни

Механізм консенсусу DeleGated Proof-of-Stake (DPoS) з'явився як технологічна еволюція для балансування ефективності, децентралізації та безпеки в мережах блокчейн. Розроблений у 2014 році, DPoS покращив обмеження попередніх систем, пропонуючи вищу масштабованість та демократичну участь.

Хоча технології блокчейн існують вже більше десяти років, це все ще відносно нове поняття в світовому технологічному ландшафті.

Поміркуйте про інтернет на мить — можна стверджувати, що його перша ітерація була ARPANET, запущеною у 1969 році, першою операційною мережею комутації пакетів. Ця технологія пройшла через численні трансформації. У 1970-х роках були введені нові протоколи, такі як Протокол контролю передачі (TCP) та Протокол інтернету (IP), що дозволило мережі бути достатньо децентралізованою та масштабованою.

Понад два десятиліття знадобилося, щоб технологія дозріла достатньо і перетворилася на Всесвітню павутину. Подібним чином технологія блокчейн все ще перебуває в процесі дозрівання. Основним елементом, який продовжує еволюціонувати, є механізм консенсусу — метод, за допомогою якого транзакції перевіряються в блокчейні.

Еволюція механізмів консенсусу

Біткойн представив перший механізм консенсусу, відомий як Proof-of-Work (PoW), в якому майнери змагаються за кодування даних транзакцій у форматі, який відповідає конкретним вимогам до хешу. Цей процес, хоча й революційний, виявився:

• Надзвичайно енергетично неефективний
• Витратний з точки зору обчислювальних ресурсів
• Обмежувальний для нових майнерів

У 2012 році Peercoin представив Proof-of-Stake (PoS), усунувши конкурентний елемент. У цій моделі валідатори обираються мережею для майнінгу нових блоків, за умови, що їхня "участь" (stake) у мережі є достатньо високою, щоб знеохотити зловмисні дії. Однак PoS все ще мав проблеми, пов'язані з:

• Потенційна централізація
• Обмежена масштабованість
• Вразливості безпеки

У цьому контексті в 2014 році з'явився DeleGated Proof-of-Stake (DPoS), механізм консенсусу, розроблений для подолання недоліків як PoW, так і PoS.

Що таке DPoS?

Створений Деніелом Ларіменом у 2014 році, DPoS дозволяє власникам токенів голосувати за делегатів для валідації транзакцій, зменшуючи споживання енергії та проблеми централізації, що зустрічаються в PoS. Цей механізм використовується в мережах, таких як BitShares, Steemit, EOS та Tron.

У традиційних системах PoS одиничний валідатор обирається для створення блоку на основі процесу псевдовипадкового відбору. Це контрастує з системами PoW, які вимагають, щоб безліч майнерів споживали величезні кількості енергії протягом тривалих періодів. Валідатори демонструють свою прихильність до мережі, блокуючи участь — певну кількість криптовалюти — яку вони можуть втратити, якщо займуться зловмисною діяльністю.

Проблема виникає з ідеєю «псевдовипадковості». У традиційних мережах PoS існує стимул для блокування більшої участі. Внаслідок цього ті, у кого більша участь, обираються частіше, ніж ті, у кого менша участь, що призводить до небажаного рівня централізації.

DPoS був задуманий саме для вирішення цієї проблеми.

Простими словами, замість того щоб усі тримачі токенів безпосередньо перевіряли транзакції, вони голосують за делегатів для виконання цього завдання. Ця система не лише економить енергію, але й забезпечує більш збалансоване розподілення влади. Обрані делегати ефективно працюють, щоб швидко перевіряти транзакції, роблячи DPoS масштабованим рішенням для сучасних застосувань блокчейну.

Уявіть це як спільноту, яка обирає представників для управління справами міста. Ці делегати несуть відповідальність перед власниками токенів, які їх обрали, гарантуючи, що вони діють в найкращих інтересах мережі. Якщо вони цього не зроблять, їх можна буде відкликати та замінити, підтримуючи динамічну та чутливу систему.

Історія DPoS починається в 2014 році з Даніелем Ларимером та запуском блокчейну BitShares. BitShares став успіхом, і незабаром інші блокчейн-проекти, такі як Steemit, EOS і Tron, пішли по його прикладу, прийнявши DPoS для розвитку своїх мереж.

Як працює DPoS?

DPoS залежить від голосуючих та делегатів. Голосуючі мають токени і обирають делегатів, які валідують транзакції та виробляють блоки. Голосування є безперервним, а делегати отримують винагороди у вигляді новостворених токенів та комісій за транзакції. Делегатів мотивують фінансові винагороди та репутація, тоді як повні вузли гарантують дійсність блокчейну.

Механізм консенсусу DPoS залежить від двох типів власників токенів, які володіють нативною криптовалютою блокчейн-мережі: голосуючими та делегатами.

Хто є голосуючими у DPoS?

Голосуючи, це індивіди або сутності, які мають токени в мережі DPoS. Їхня головна відповідальність полягає в участі в управлінні мережею, голосуючи за делегатів.

Тримачі токенів можуть голосувати безпосередньо або делегувати своюVoting power іншим представникам. Вага їхнього голосу пропорційна кількості токенів, які вони мають, що гарантує, що ті, хто має значні інвестиції, мають більший вплив на операції мережі.

Важливим аспектом є те, що голосування в DPoS не є разовою подією, а є безперервним процесом, у якому тримачі токенів можуть змінювати свої голоси в будь-який момент. Ця динамічна система голосування гарантує, що делегати залишаються відповідальними перед спільнотою. Якщо делегат не виконує свої функції ефективно або залучається до зловмисної поведінки, його можна швидко усунути та замінити іншим кандидатом.

Багато мереж DPoS реалізують механізм розподілу винагород, де частина винагород делегатів розподіляється між голосуючими, які їх підтримали, створюючи прямий фінансовий стимул для участі в виборчому процесі.

Альтернативно, багато мереж надають винагороди за стейкінг тримачам токенів просто за участь у процесі голосування, незалежно від результатів делегатів, гарантуючи, що всі виборці отримують винагороду за свою участь.

Хто такі делегати в DPoS?

Також відомі як свідки або виробники блоків, делегати є обраними представниками, яких обирають власники токенів для валідації транзакцій та виробництва нових блоків. Кількість делегатів може варіюватися між мережами, але зазвичай становить від 21 до 101.

Делегати чергують виробництво нових блоків у системі ротації. Цей структурований підхід забезпечує передбачуваний та упорядкований процес створення блоків. Кожен делегат відповідає за створення та додавання нових блоків до блокчейну протягом певного періоду, відомого як інтервал блоку. Якщо делегат не встигає виробити блок у відведений час, наступний делегат у черзі бере на себе цю відповідальність, що забезпечує безперервне виробництво блоків.

Природно, делегати отримують частину нещодавно створених токенів як винагороду за виробництво блоків, подібно до винагород, які отримують майнери в системах PoW. Крім винагород за блоки, делегати також отримують комісії за транзакції, які платять користувачі за обробку своїх транзакцій, включених у блоки, які виробляють делегати.

Мережі також можуть винагороджувати делегатів на основі їхніх показників ефективності, таких як час безвідмовної роботи та кількість успішно вироблених блоків. Послідовні та надійні делегати можуть отримувати більші винагороди. З іншого боку, делегати, які не встигають виробляти блоки вчасно або діють зловмисно, можуть зазнати покарання, включаючи зменшення винагород або бути виключеними голосуванням з громади.

Окрім фінансових стимулів, делегати мотивовані своєю репутацією в спільноті. Позитивна репутація може призвести до переобрання та постійних винагород, тоді як погані результати або злочинна поведінка можуть призвести до втрати їхньої позиції. Цей репутаційний стимул гарантує, що делегати діють чесно і надають пріоритет добробуту мережі.

У системі DPoS делегати не перевіряють безпосередньо роботу інших делегатів так, як валідатори можуть перевіряти роботу один одного в деяких інших механізмах консенсусу. Замість цього ми, повні в мережі, які можуть бути експлуатовані будь-ким (включаючи неделегованих), завантажуємо та перевіряємо всі блоки, перевіряючи дійсність транзакцій у кожному блоці та гарантуючи, що виробник блоку дотримувався правил консенсусу.

Переваги DPoS

DPoS пропонує швидкі часи транзакцій, баланс між децентралізацією та централізацією, менше споживання енергії та підвищену безпеку завдяки громадській відповідальності.

Технічна та операційна ефективність

Завдяки використанню фіксованої кількості обраних делегатів, які виробляють блоки передбачуваним і впорядкованим чином, мережі DPoS досягають швидкого часу транзакцій і високої пропускної здатності. Ця характеристика робить DPoS особливо підходящим для застосувань, які вимагають швидкої обробки транзакцій.

Технічне порівняльне дослідження показало, що мережі DPoS можуть обробляти від 3.000 до 4.000 транзакцій за секунду (TPS), тоді як традиційні мережі PoW зазвичай обробляють від 7 до 15 TPS. Ця значна різниця демонструє перевагу DPoS з точки зору ефективності обробки.

Баланс між Децентралізацією та Централізацією

DPoS встановлює унікальний баланс між децентралізацією та практичною централізацією. Хоча він залежить від обмеженої кількості делегатів для створення блоків, ці делегати обираються демократично спільнотою власників токенів.

Ця система управління дозволяє мережі підтримувати задовільний рівень децентралізації через демократичний процес, водночас досягаючи операційної ефективності більш централізованої системи. Вибрані делегати постійно підлягають затвердженню спільноти, що зменшує ризики, традиційно пов'язані з централізацією.

Енергетична ефективність

Однією з найпомітніших переваг DPoS є його низьке споживання енергії в порівнянні з PoW. У той час як мережі PoW, такі як Bitcoin, споживають величезні кількості електрики через процес конкурентного видобутку, DPoS вимагає лише помірних обчислювальних ресурсів для делегатів, щоб виробляти блоки.

Оцінки показують, що мережі DPoS працюють з часткою енергії, що споживається мережами PoW - в деяких випадках менше 0,01% енергії, необхідної для підтримки мережі PoW зі співрозмірним розміром.

Безпека через відповідальність

Делегати несуть відповідальність перед спільнотою, і ті, хто не виконує свої обов'язки або діє зловмисно, можуть бути швидко відкликані. Ця відповідальність, в поєднанні з прозорістю, що притаманна процесу голосування та виробництва блоків, допомагає підтримувати безпечну та надійну мережу.

Механізм репутації в DPoS створює сильний стимул для делегатів діяти чесно, оскільки їхня позиція та постійні винагороди залежать від довіри громади.

Недоліки DPoS

DPoS стикається з ризиками централізації, дисбалансами у голосуванні, що сприяють великим акціонерам, та викликами в підтримці відповідальності делегатів через потенційну апатію виборців.

Ризики централізації

Хоча DPoS має на меті збалансувати децентралізацію, обмежена кількість делегатів все ще може призвести до централізації. Насправді, якщо деякі делегати постійно домінують на виборах, це може зменшити різноманітність контролю та збільшити ризик змови або єдиних точок відмови.

На практиці кілька мереж DPoS спостерігали, що невелика група делегатів залишається при владі протягом тривалих періодів, потенційно компрометуючи децентралізований характер, який блокчейни прагнуть підтримувати. Це зосередження влади теоретично може призвести до цензури транзакцій або рішень, які вигідні делегатам за рахунок більшої екосистеми.

Динаміка Потужності Голосу

У DPoS процес голосування може бути сильно під впливом великих учасників. Ті, хто має значні частки токенів, мають більше права голосу, що може спотворити результати виборів і потенційно призвести до того, що невелика кількість осіб або багатих суб'єктів матиме значний вплив на мережу.

Аналізи моделей голосування на різних платформах DPoS показали, що в багатьох випадках менше 5% власників токенів активно беруть участь у процесі голосування, тоді як 10 найбільших власників токенів часто контролюють понад 50% загальної ваги голосів, що ілюструє суттєву концентрацію влади.

Відповідальність делегатів

Гарантування того, щоб делегати діяли послідовно в найкращих інтересах мережі, може бути викликом. Хоча спільнота може усувати делегатів з низькою продуктивністю або зловмисників, цей процес залежить від активної та обізнаної участі широкої бази тримачів токенів.

На практиці апатія виборців або відсутність залученості можуть дозволити проблемним делегатам залишатися при владі довше, ніж бажано. Дослідження поведінки голосування в системах DPoS демонструють, що, як тільки їх обирають, делегати часто зберігають свої позиції на тривалі терміни з мінімальною постійною участю виборців, що вказує на потенційні проблеми з відповідальністю в довгостроковій перспективі.

Як стати делегатом в мережі Tron

Щоб стати делегатом Tron (супер представником), налаштуйте надійний та безпечний сервер, зробіть стейк значної кількості TRX, оголосіть свою кандидатуру, взаємодійте з громадою, проводьте кампанію за голоси та підтримуйте високі показники ефективності та залучення громади, якщо вас оберуть.

Ця стаття використовує мережу Tron як приклад для ілюстрації покрокового посібника про те, як стати делегатом у мережі, допомагаючи вам краще зрозуміти, як обираються делегати.

Делегати відомі як супер представники (SRs) в мережі Tron, і стати одним з них не просто. Розгляньте як базову вимогу наявність глибокого розуміння технічної архітектури Tron та здатність ефективно управляти та захищати свій вузол.

Давайте розглянемо процес:

Технічні вимоги та підготовка

Переконайтеся, що у вас є надійна серверна інфраструктура з високою надійністю та безпекою. Вам потрібен стабільний і швидкісний інтернет, а також