В основі будь-якого блокчейна лежить ефективний механізм консенсусу. Він потрібен для того, щоб позбутися від проблеми довіри між анонімними користувачами і направити їх дії в єдиному напрямку. Спочатку для цього використовували «Доказ роботи» (PoW), потім - «Доказ частки володіння» (PoS). Однак в останні роки почали з'являтися альтернативні механізми підтвердження. Наприклад - Leased Proof of Stake.
Що це таке?
Даний алгоритм консенсусу був вперше випробуваний на практиці в 2017 році в рамках блокчейн-платформи Waves lite. Перед цим, в рамках ICO (первинної пропозиції монет) було випущено 100 мільйонів токенiв WAVES. Ця кількість є фіксованою і незмінною. Як видно з назви, в основі цього алгоритму лежить той же принцип, що і в PoS, але з одним істотним розходженням.
У власників токенів є право здавати їх в оренду іншим вузлам, які за рахунок цього підвищують свій стейк і, відповідно, шанс стати черговим валідатором нового блоку. При цьому початкові власники можуть у будь-який момент розблокувати ці активи і використовувати їх на свій розсуд. Технічно, вузол-форджер одержує не самі токени, а право ними користуватися, яке він може в будь-який момент втратити.
Це вирішило відразу кілька проблем. З одного боку - зробило всю мережу більш стійкою до атак 51% за рахунок часткової консолідації капіталу навколо великих вузлів-форджерів. З іншого - дало можливість особам з малою кількістю токенів розраховувати на регулярні виплати частини винагороди отриманого вузлом-валідатором, якому вони позичили свої активи. З третього, гаманці користувачів, що здають в оренду свої активи, не зобов'язані постійно бути підключеними до мережі, що істотно підвищує їх безпеку.
Відмінності між DPoS і LPoS
По суті, ці алгоритми консенсусу досить схожі між собою - замість того, щоб особисто брати участь в процесі валідації, користувачі делегують цю можливість довіреному вузлу, розраховуючи на якусь частину нагороди, якщо вузол таки буде обраний валідатором. Однак якщо в LPoS все вирішують конкретно віддані суми грошей, то при DPoS підключається «механізм репутації». А цей механізм вже опосередковано залежить від частки стейка кожного учасника. Чесно кажучи, LPoS простіше і наочніше, плюс під нього можна адаптувати будь який блокчейн, який використовує в якості алгоритму консенсусу доказ частки.
Додатковий спосіб підвищити ефективність
Отже, у нас є вузел-форджер, якому позичила свої токени велика кількість людей. За рахунок чого, саме цей вузол регулярно вибирається валідатором і отримує винагороду у вигляді комісії за транзакції. І кожен з позичальників має право претендувати на частину винагороди, пропорційну внесеній сумі. Що означає, що після кожного отримання нагороди вузол повинен здійснювати безліч дрібних переказів. А це серйозно знижує загальну пропускну здатність. Втім, рішення у цієї проблеми є.
У 2015 році з метою підвищення ефективності мережі біткоін був запропонований новий протокол Bitcoin-NG. Сенс його полягав в наступному. Якщо раніше майнери конкурували в справі вирішення хеша нового блоку, то тепер «вирішальний» вибирався заздалегідь. Він же і створював початковий порожній «ключовий блок» - key block, який потім і додавався до блокчейну. Однак цей порожній блок наповнювався «мікроблоками», в які вписувалися різні дрібні транзакції. Найближча аналогія - наповнення візка з супермаркету (ключовий блок) продуктами (мікроблоки) і одномоментна оплата цієї справи на касі (додаток до блокчейну). Тобто людям, які здійснюють невеликі транзакції, не потрібно було чекати ті самі 10 хвилин, поки новий блок буде здобутий. Подібна система була адаптована і під алгоритм PoS - у вигляді, наприклад, Waves-NG.
Крім того, ефективним виявилося і доповнення MassTransfers. Воно дозволяло упаковувати в рамках однієї транзакції до 100 мікротранзакцій. Це і комісію знижувало, і швидкість роботи підвищувало. Так що у вузла-валідатора з'явилася можливість одним махом відправляти покладені частки винагороди всім тим, хто позичив йому свої активи. Цьому сприяв і той факт, що з'явилася можливість додавати адреси гаманців в файли з розширенням JSON або CSV.
В результаті цих корисних доповнень пропускна здатність і ефективність мережі Wawes значно зросла. У 2018 році був проведений стрес-тест, який продемонстрував, що даний блокчейн здатний підтримувати до 6,1 мільйона транзакцій на добу, що приблизно дорівнює 71 транзакції в секунду. А максимальна пропускна здатність при цьому виявилася 100 TPS.
Висновок
Пропускна здатність модернізованого алгоритму консенсусу Leased Proof-of-Stake виявилася набагато вище, ніж у більшість інших використовуваних алгоритмів. Однак розробники вважають, що її можна поліпшити - до 1000 TPS. А це - реальне вирішення проблеми масштабованості без використання додаткових сайдчейнов. Так що у даної ідеї - відмінні перспективи для подальшого розвитку і більш широкого впровадження.