Leased Proof of Stake (Арендованное доказательство доли)

В основе любого блокчейна лежит эффективный механизм консенсуса. Он нужен для того, чтобы избавиться от проблемы доверия между анонимными пользователями и направить их действия в едином направлении. Изначально для этого использовалось «Доказательство работы» (PoW), затем – «Доказательство доли владения» (PoS). Однако в последние годы начали появляться альтернативные механизмы подтверждения. Например - Leased Proof of Stake.

Что это такое?

Данный алгоритм консенсуса был впервые опробован на практике в 2017 году в рамках блокчейн-платформы Waves lite. Перед этим, в рамках ICO (первичного предложения монет) было выпущено 100 миллионов токенов WAWES. Это количество является фиксированным и неизменным. Как видно из названия, в основе этого алгоритма лежит тот же принцип, что и в PoS, но с одним существенным различием.

У владельцев токенов есть право сдавать их в аренду другим узлам, которые за счёт этого повышают свой стейк и, соответственно, шанс стать очередным валидатором нового блока. При этом изначальные владельцы могут в любой момент разблокировать эти активы и использовать их по своему усмотрению. Технически, узел-форджер получает не сами токены, а право ими пользоваться, которого он может в любой момент лишиться.

Это решило сразу несколько проблем. С одной стороны – сделало всю сеть более устойчивой к атакам 51% за счёт частичной консолидации капитала вокруг крупных узлов-форджеров. С другой – дало возможность лицам с малым количеством токенов рассчитывать на регулярные выплаты части вознаграждения полученного узлом-валидатором, которому они одолжили свои активы. С третьей, кошельки пользователей, сдающих в аренду свои активы, не обязаны постоянно быть подключёнными к сети, что существенно повышает их безопасность.

Различия между DPoS и LPoS

По сути, эти алгоритмы консенсуса довольно схожи между собой – вместо того, чтобы лично принимать участие в процессе валидации, пользователи делегируют эту возможность доверенному узлу, рассчитывая на какую-то часть награды, если узел таки будет выбран валидатором. Однако если в LPoS всё решают конкретно отданные суммы денег, то при DPoS подключается «механизм репутации». А этот механизм уже опосредовано зависит от доли стейка каждого участника. Честно говоря, LPoS проще и нагляднее, плюс под него можно адаптировать любой блокчейн, использующий в качестве алгоритма консенсуса доказательство доли.

Дополнительный способ повысить эффективность

Итак, у нас есть узел-форджер, которому одолжили своими токены большое количество человек. За счёт чего, именно этот узел регулярно выбирается валидатором и получает вознаграждение в виде комиссии за транзакции. И каждый из одолживших имеет право претендовать на часть вознаграждения, пропорциональное внесённой сумме. Что означает, что после каждого получения награды узел должен осуществлять множество мелких переводов. А это серьёзно снижает общую пропускную способность. Впрочем, решение у этой проблемы есть.

В 2015 году в целях повышения эффективности сети Биткоин был предложен новый протокол Bitcoin-NG. Смысл его заключался в следующем. Если раньше майнеры конкурировали в деле решения хэша нового блока, то теперь «решающий» выбирался заранее. Он же и создавал начальный пустой «ключевой блок» - key block, который затем и добавлялся к блокчейну. Однако этот пустой блок наполнялся «микроблоками», в которые вписывались различные мелкие транзакции. Ближайшая аналогия – наполнение тележки из супермаркета (ключевой блок) продуктами (микроблоки) и одномоментная оплата этого дела на кассе (добавление к блокчейну). То есть людям, осуществляющим малые транзакции, не нужно было ждать те самые 10 минут, пока новый блок будет добыт. Подобная система была адаптирована и под алгоритм PoS – в виде, например, Waves-NG.

Кроме того, эффективной оказалась и дополнение MassTransfers. Оно позволяло упаковывать в рамках одной транзакции до 100 микротранзакций. Это и комиссию снижало, и скорость работы повышало. Так что у узла-валидатора появилась возможность одним махом отправлять положенные доли вознаграждения всем тем, кто одолжил ему свои активы. Этому способствовал и тот факт, что появилась возможность добавлять адреса кошельков в файлы с расширением JSON или CSV.

В результате этих полезных дополнений пропускная способность и эффективность сети Wawes значительно возросла. В 2018 году был проведён стресс-тест, который продемонстрировал, что данный блокчейн способен поддерживать до 6,1 миллиона транзакций в сутки, что примерно равняется 71 транзакции в секунду. А максимальная пропускная способность при этом оказалась 100 TPS.

Вывод

Пропускная способность модернизированного алгоритма консенсуса Leased Proof-of-Stake оказалась намного выше, чем у большинство других используемых алгоритмов. Однако разработчики полагают, что её можно улучшить – до 1000 TPS. А это – реальное решение проблемы масштабируемости без использования дополнительных сайдчейнов. Так что у данной идеи – отличные перспективы для дальнейшего развития и более широкого внедрения.