Arten von Proof of Stake: LPoS, PPoS, HPoS, PoV

In diesem Artikel werden wir verschiedene Arten von Proof of Stake herausfinden: LPoS, PPoS, HPoS, PoV in Blockchain 

Es gibt mehrere Variationen von Proof-of-Stake-Konsensmechanismen – jede mit ihrer eigenen Lösung, um eine effektive, ressourceneffiziente Netzwerk-Governance zu erreichen.

Proof-of-Stake (PoS)-Konsensmechanismen wurden entwickelt, um Ineffizienzen zu beheben, die herkömmlichen Proof-of-Work-Protokollen (PoW) innewohnen. Anstatt sich auf Krypto-Mining zu verlassen, verwenden PoS-Blockchains Knoten, die basierend auf ihrem Anteil an Plattform-Token ausgewählt werden, um Transaktionen zu verifizieren und aufzuzeichnen. Die Mehrheit der neuen Blockchain-Projekte verwendet irgendeine Form von PoS-Konsensmechanismus, da er wesentlich skalierbarer, flexibler und umweltfreundlicher ist als PoW-Iterationen.

Inhalt

• Proof of Stake: Eine Abkehr vom Proof of Work
• „Ursprünglicher“ Proof-of-Stake-Konsensmechanismus
• Delegierter Proof-of-Stake
• Gemieteter Proof-of-Stake
• Reiner Proof-of-Stake
• Beweis der Wichtigkeit
• Flüssiger Proof-of-Stake
• Validierungsnachweis
• Hybrider Proof-of-Stake
• Änderung des Konsensmechanismus ist die einzige Konstante

Proof of Stake: Eine Abkehr vom Proof of Work

Ein grundlegendes Element jedes Blockchain-Netzwerks ist, wie es in seinem verteilten Netzwerk einen Konsens erzielt, wenn es die Aufzeichnung der stattgefundenen Transaktionen bestätigt. Bitcoin – und viele nachfolgende Blockchain-Netzwerke – verwenden einen sogenannten Proof-of-Work (PoW)-Konsensmechanismus. Innerhalb einer Proof-of-Work-Architektur tragen Hardwarebetreiber, die als Miner bezeichnet werden, Rechenleistung zur Validierung von Netzwerktransaktionen bei und erhalten dafür eine Vergütung in Krypto. Dieser Prozess des Krypto-Mining treibt die Ausführung und Aufzeichnung von Transaktionen auf PoW-Protokollen voran.

Die Verbreitung von PoW-Netzwerken hat jedoch zu einem Hardware-Wettrüsten unter Minern geführt, die immer ausgefeiltere Geräte benötigen, um ihre Chancen auf einen erfolgreichen Abbau neuer Blöcke zu erhöhen. Diese Konsolidierung hemmt die Sicherheit und Dezentralisierung der Infrastruktur eines Blockchain-Netzwerks. Darüber hinaus kämpfen Blockchain-Netzwerke, die auf Krypto-Mining angewiesen sind, mit starren Skalierbarkeitsbeschränkungen und geraten zunehmend unter Beschuss, weil sie energieineffizient sind.

Die meisten Blockchain-Netzwerke der nächsten Generation, die Bitcoin folgten, haben zunehmend einen neueren Konsensmechanismus eingeführt, der das Proof-of-Stake (PoS)-Modell verwendet. PoS-Konsensmechanismen, die erstmals 2011 vorgeschlagen wurden, stellen eine Neuinterpretation des Prozesses zur Erzielung eines Netzwerkkonsenses dar, der darauf ausgelegt ist, die Ineffizienzen und Einschränkungen zu beheben, die traditionellen PoW-Transaktionsverifizierungsprozessen innewohnen.

„Ursprünglicher“ Proof-of-Stake-Konsensmechanismus

Anstatt energieintensives Hardware-Mining zur Validierung von Transaktionen zu verwenden, verlässt sich Proof of Stake – wie es sich in der Architektur für das bevorstehende Ethereum 2.0-Netzwerk-Upgrade widerspiegelt – auf Netzwerkgeräte oder Knoten, um Transaktionen zu verifizieren und aufzuzeichnen und Krypto-Belohnungen zu verdienen. Anstatt Daten zu hashen, um sich das Recht zur Validierung von Transaktionen zu verdienen, wird die knotenbasierte Validierung in erster Linie durch rechnerische Zufälligkeit bestimmt, gewichtet mit der Höhe der finanziellen Sicherheit, die ein Knoten dem Netzwerk durch das sogenannte Staking zugesagt hat.

Jeder kann Token in einem Netzwerk einsetzen, und Sie können Ihre Token sogar zu Staking-Pools beitragen, die den Prozess für Sie verwalten. PoS-Algorithmen verwenden mehrere Methoden, um auszuwählen, welche Knoten Transaktionen validieren:

Die Höhe des Einsatzes : Je mehr Token eingesetzt werden, desto höher ist die Chance, zur Validierung ausgewählt zu werden.

Das Alter der eingesetzten Token : Je länger die Token nicht ausgegeben wurden, desto höher ist die Chance, zur Validierung ausgewählt zu werden (sobald dieser Einsatz zur Verifizierung eines Blocks verwendet wird, wird sein Alter auf Null zurückgesetzt).

Zufällige Auswahl : Während der PoS-Validator-Auswahlprozess zugunsten größerer Token-Inhaber geneigt ist, ist dieser Mechanismus immer noch mit einem gewissen Grad an Zufälligkeit eingebettet, um eine Zentralisierung zu vermeiden. 

Da dieser pseudozufällige Auswahlprozess hauptsächlich auf passiven Krypto-Einzahlungen und nicht auf Rechenleistung basiert, ist PoS weitaus ressourceneffizienter als PoW-Systeme, die Mining-Hardware erfordern, um Energie in unendlichem Wettbewerb miteinander zu verbrauchen. Durch den Wegfall der Notwendigkeit leistungsstarker Mining-Ausrüstung beseitigt PoS auch die technischen Eintrittsbarrieren für die Teilnahme am Validierungsprozess eines Netzwerks. Diese niedrigere Zugriffsgrenze führt zu einer stärkeren Dezentralisierung mit weiter verteilten Knoten – und damit zu einer höheren Sicherheit. 

Während Proof of Stake ein beliebter Konsensmechanismus ist, der viele der mit PoW-Protokollen verbundenen Probleme mildert, haben Kritiker argumentiert, dass PoS-Protokolle große Token-Inhaber bevorzugen – wobei die Reichen jedes Mal reicher werden, wenn sie als Validator Belohnungen erhalten. Während dies eine berechtigte Kritik ist, haben Top-Token-Inhaber einen finanziellen Anreiz, ehrlich als Validatoren zu handeln, da jede Beschädigung oder Störung des Netzwerks negative Auswirkungen auf den Wert ihrer eigenen Token haben und die Sicherheit des Netzwerks weiter erhöhen würde. 

Die meisten originalen PoS-Netzwerke erfordern einen Mindesteinsatz, um ein Netzwerkvalidator zu werden. Viele Blockchain-Projekte sind jedoch bestrebt, das Risiko der Bevorzugung größerer Token-Inhaber zum Nachteil anderer Benutzer zu mindern, um eine optimale Dezentralisierung und Gerechtigkeit zu gewährleisten. Es wurden mehrere Varianten des PoS-Konsensmechanismus entwickelt, die darauf abzielen, diesen Validierungsprozess zu verbessern und die Netzwerkeffizienz zu steigern.

Delegierter Proof-of-Stake

In einer Delegated Proof-of-Stake (DPoS)-Architektur haben Netzwerkteilnehmer das Recht, die Produktion neuer Blöcke an eine feste Anzahl von Delegierten zu delegieren, die oft auch als „Zeugen“ bezeichnet werden. Die Benutzer bestimmen, welche Delegierten neue Blöcke über einen demokratischen Abstimmungsmechanismus validieren, bei dem die Stimmen nach der Menge der Token gewichtet werden, die in Plattform-Krypto-Wallets eingeschlossen sind. Dieser Abstimmungsprozess ist kontinuierlich und Benutzer können unwirksame Delegierte jederzeit durch einen anderen Validator ersetzen. Das bedeutet, dass sich Delegierte ehrlich und effektiv verhalten müssen, um weiterhin die Unterstützung ihrer Wähler/Stakeholder zu erhalten. Zugelassene Delegierte teilen die Blockproduktionsrechte gleichmäßig unter sich auf. Als Gegenleistung für die Unterstützung eines Delegierten erhalten die Stakeholder einen Anteil an den Belohnungen für die Blockproduktion dieses Delegierten im Verhältnis zu ihren Token-Beständen, die mit diesem Delegierten gestaket sind.

Dieser einsatzgewichtete Abstimmungs- und Delegationsprozess macht den Blockerstellungsprozess von DPoS wohl demokratischer als herkömmliche PoS-Protokolle, und da die Schwelle zur Teilnahme am DPoS-Abstimmungsprozess sehr niedrig ist, wird DPoS allgemein als eine der egalitärsten Möglichkeiten angesehen einen Konsens über dezentrale Netzwerke erzielen.

Da eine kleine Gruppe von Prüfern schneller einen Konsens erzielen kann als ein System, das einen netzwerkweiten Konsens erfordert, können DPoS-Systeme Blöcke schneller generieren und mehr Transaktionen pro Sekunde verarbeiten als viele andere Konsensprotokolle. Da die DPoS-Protokolle jedoch eine feste Grenze für die Anzahl der aktiven Delegierten festlegen, die neue Blöcke erstellen (normalerweise 20-100), führt diese Struktur immer noch zu einem gewissen Grad an Zentralisierung.

Während traditionelle PoS-Protokolle pseudozufällig sind, aber zugunsten großer Token-Inhaber gewichtet werden, ermöglicht DPoS allen Token-Inhabern, eine Rolle bei der Beeinflussung von Netzwerkentscheidungen zu spielen. Infolgedessen ist DPoS derzeit die am weitesten verbreitete Variante von PoS. Mehrere große Projekte, darunter EOSIO und TRON , verwenden DPoS.

Gemieteter Proof-of-Stake

Leased Proof-of-Stake (LPoS) ist ein Konsensmechanismus, der insbesondere von der Waves-Blockchain verwendet wird, bei dem Benutzer Krypto-Token an einen Knoten vermieten, der beabsichtigt, als Netzwerkblockproduzent zu fungieren. Je mehr Token ein Knoten gesetzt hat, desto wahrscheinlicher wird er ausgewählt, um den nächsten Block zu generieren und die entsprechende Belohnung zu erhalten, und Token-Besitzer haben das Recht, ihren Mietvertrag jederzeit zu kündigen. Infolgedessen können kleinere Token-Inhaber, die sonst nicht zur Teilnahme am Blockerstellungsprozess in einem traditionellen PoS-System berechtigt wären, ihre Vermögenswerte bündeln und ihre Chancen erhöhen, einen Anteil an der Transaktionsgebühr des Netzwerks zu erhalten. Benutzer können sich umsehen, um den Node zu finden, der am besten zu ihrer Anlagestrategie passt, da einige Nodes größere Belohnungen ausschütten können.

LPoS-Protokolle werden am besten auf Netzwerke angewendet, die hohe technische Anforderungen haben, die mit dem Betrieb eines vollständigen Knotens verbunden sind, der On-Chain-Transaktionen validieren kann. Dieser Konsensmechanismus belohnt die leistungsstärksten Knoten, indem er kleinere Benutzer dazu anregt, die effizientesten Validatoren auf eine Weise zu unterstützen, die sowohl transparent als auch nachhaltig eigennützig ist. 

In Bezug auf den Nettoeffekt ist dieser Konsensmechanismus DPoS ziemlich ähnlich. Während DPoS-Validierer jedoch durch die höchsten einsatzgewichteten Stimmen anderer Netzwerkteilnehmer ausgewählt werden, können Token-Inhaber innerhalb eines LPoS-Netzwerks Token direkt ausleihen und verleihen, um selbst am Blockproduktionsprozess teilzunehmen.

Reiner Proof-of-Stake

Pure Proof of Stake (PPoS) ist eine stark demokratisierte Form von PoS, die von Algorand verwendet wird, einem öffentlichen Blockchain-Projekt, das sich auf die Entwicklung benutzerfreundlicher dezentraler Anwendungen (dApp) konzentriert. Im Gegensatz zu vielen anderen Formen von PoS verfügen PPoS-Konsensmechanismen nicht über einen integrierten Sanktionsmechanismus, um böswillige Knotenaktivitäten oder potenzielle Sicherheitsfehler wie doppelte Blockvalidierungen zu verhindern. Stattdessen bietet PPoS niedrige Mindesteinsatzanforderungen für die Teilnahme und Sicherung des Netzwerks, was allen interessierten Benutzern die Türen öffnet. Dadurch entsteht ein System, in dem es für Schurken finanziell selbstzerstörerisch wäre, das Netzwerk zu stören oder zu kapern.

Im Algorand-Netzwerk ist nur 1 ALGO-Token erforderlich, um am Netzwerk-Staking-Prozess teilzunehmen. Im Gegensatz dazu erfordert Ethereum 2.0 einen Mindesteinsatz von 32 Ether (ETH), ein Betrag, der eine viel höhere Eintrittsbarriere für Benutzer darstellt. Jeder Benutzer des Algorand-Netzwerks kann zufällig und geheim ausgewählt werden, um neue Blöcke vorzuschlagen und über Vorschläge abzustimmen, und die Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmter Benutzer ausgewählt wird – und das Gewicht seiner Vorschläge und Stimmen – ist proportional zum Einsatz dieses Benutzers. Ein PPoS-System wird normal funktionieren, solange zwei Drittel der Knoten des Netzwerks ehrlich handeln, und obwohl die niedrigen Mindesteinsatzanforderungen, die mit PPoS verbunden sind, in einigen Szenarien möglicherweise die Netzwerksicherheit untergraben können, hat dieses Protokoll Algorand bisher gute Dienste geleistet.

Beweis der Wichtigkeit

Während traditionelle PoS-Konsensmechanismen bei der Bestimmung der proportionalen Governance-Fähigkeiten dieses Knotens nur die Höhe des Kapitals berücksichtigen, das ein Node übertragen hat, beziehen Proof-of-Importance (PoI)-Mechanismen zusätzliche Faktoren ein, wenn sie den jeweiligen Grad des On-Chain-Einflusses jedes Nodes abwägen. PoI ist eine Iteration von PoS, die darauf abzielt, einen ganzheitlicheren Ansatz zur Bewertung der Benutzerbeiträge zu verfolgen, anstatt sich nur auf die Kapitalanforderungen zu konzentrieren. PoI wurde erstmals durch das Projekt New Economy Movement (NEM) eingeführt.

Während die genauen Bewertungskriterien, die in PoI verwendet werden, variieren, leihen sich viele dieser Konsensmechanismen Merkmale aus den Algorithmen, die beim Netzwerk-Clustering und Seitenranking verwendet werden. Gemeinsame Faktoren sind die Anzahl der Übertragungen, an denen ein Knoten über einen bestimmten Zeitraum teilgenommen hat, und der Grad, in dem verschiedene Knoten über Aktivitätscluster miteinander verbunden sind.

PoI trägt dazu bei, das Risiko einer übermäßigen Vermögenskonzentration zu mindern, da die Top-Token-Inhaber keine absolute Macht über das Netzwerk ausüben. Da die Wichtigkeitsbewertung jedes Knotens dynamisch ist und auf der Netzwerkaktivität basiert, rät dieser Konsensmechanismus von Blockchain-Forks ab, da Benutzer Ressourcen aufwenden müssten, um in beiden Fork-Netzwerken aktiv zu bleiben, um ihre Bewertung aufrechtzuerhalten. 

Flüssiger Proof-of-Stake

Liquid Proof-of-Stake (LPoS) ermöglicht es Token-Inhabern, ihre Validierungsrechte an andere Benutzer zu verleihen, ohne ihren Token-Besitz aufzugeben. Während dies ähnlich wie DPoS klingen mag, treffen Token-Inhaber in einem LPoS-Netzwerk ihre eigenen Entscheidungen darüber, ob sie ihre Token-Validierungsrechte an andere Benutzer delegieren oder ihre eigenen Token einsetzen möchten. Darüber hinaus ist die Anzahl der aktiven Validator-Knoten in LPoS dynamisch, was sich von der festen Validator-Anzahl von DPoS unterscheidet. Zum Beispiel ist Tezos, das LPoS verwendet, technisch in der Lage, bis zu 80.000 Validatoren zu unterstützen, anstatt der wenigen Dutzend Validatoren, die die meisten DPoS-Netzwerke zulassen, und der Blockerstellungsprozess von Tezos beinhaltet keine Wahlen.

Dadurch haben Benutzer innerhalb eines LPoS-Netzwerks ein hohes Maß an Flexibilität in Bezug auf die Netzwerkteilnahme. Beispielsweise können große Token-Inhaber zu Block-Validierern werden, indem sie ihre eigenen Gelder einsetzen, ohne dass eine externe Genehmigung erforderlich ist, und kleinere Inhaber, die nicht über die Ressourcen verfügen, um Blöcke selbst zu validieren, können größere Inhaber unterstützen oder sich zu effektiven Koalitionen zusammenschließen. Da die LPoS-Validierungsrechte so fließend sind und leicht neu angeordnet werden können, trägt diese Einrichtung gleichzeitig dazu bei, das Risiko zu mindern, dass eine Mehrheitskoalition das gesamte Netzwerk übernimmt.

Validierungsnachweis

Proof-of-Validation (PoV) ist ein einzigartiger PoS-Konsensmechanismus, der darauf abzielt, einen Konsens über abgesteckte Validator-Knoten zu erzielen. Typischerweise bewahrt jeder Knoten innerhalb eines PoV-Systems eine vollständige Kopie der Sequenz von Transaktionen in Blöcken auf, die auf der Blockchain erstellt werden, eine Kopie aller Benutzerkonten, die durch den öffentlichen Schlüssel eines Benutzers identifiziert werden können, und alle Krypto-Token, die dieser Knoten besitzt. Von dort aus können Benutzer ihre Münzen in Validator-Knoten einsetzen, und die Anzahl der Token, die in jedem Validator eingesetzt werden, bestimmt folglich die Anzahl der Stimmen, die ein bestimmter Validator besitzt.

Ein neuer Block wird bestätigt, sobald ein Satz von Validierern mit mindestens zwei Dritteln der gesamten Stimmkraft des Netzwerks eine Commit-Stimme für diesen Block sendet. Dies bedeutet jedoch auch, dass PoV-Protokolle byzantinisch fehlertolerant sein können, in dem Sinne, dass sie nur dann fehlerfrei bleiben können, wenn ein Drittel oder weniger aller Knoten eines Netzwerks kompromittiert sind. Der Tendermint-Konsensalgorithmus des Cosmos-Netzwerks ist eine Art PoV-Protokoll.

Hybrider Proof-of-Stake

Während die meisten PoS-Protokolle bewusst von PoW abweichen, verwenden einige hybride Konsensmechanismen Elemente sowohl von PoW- als auch von PoS-Modellen, um On-Chain-Operationen zu ermöglichen. In den meisten Fällen verlassen sich diese hybriden Konsensmechanismen (HPoS) auf PoW-Miner, um neue Blöcke zu generieren, in denen Transaktionen untergebracht sind, die dann an PoS-Validatoren weitergegeben werden, die darüber abstimmen, ob die Blöcke bestätigt und im Ledger der Blockchain aufgezeichnet werden sollen.

HPoS-Protokolle können dazu beitragen, den Preis der nativen Münze des Netzwerks zu stabilisieren, und indem sie den PoS-Teilnehmern ermöglichen, über neue Blöcke und Änderungen an den Konsensrollen des Netzwerks abzustimmen, ist es weniger wahrscheinlich, dass Miner ein Hash-Power-Monopol erreichen. Daher können HPoS-Protokolle durch die Kombination von Hashing-Power mit Stakeholder-Voting ein beeindruckendes Maß an Netzwerksicherheit und -stabilität erreichen. Mehrere bemerkenswerte Projekte haben einen hybriden PoW/PoS-Konsensmechanismus eingeführt, darunter Dash und Decred, und das bevorstehende Casper-Upgrade von Ethereum wird das Ethereum-Netzwerk auf ein HPoS-Modell umstellen.

Änderung des Konsensmechanismus ist die einzige Konstante

Da Blockchain-Entwickler bestehende Protokolle mischen und aufeinander abstimmen und neue Wege zur Rationalisierung der On-Chain-Governance entwickeln, wird die Zahl der Konsensmechanismen – PoS-basiert oder anderweitig – weiter zunehmen. Während die beschriebenen Protokolle einen umfassenden Überblick über den Proof of Stake in der heutigen Praxis bieten, ist Veränderung die einzige Konstante im Blockchain-Raum. 

Hunderte von Blockchain-Projekten haben bisher irgendeine Form von PoS implementiert, und durch die Verbesserung der Entscheidungsfindung im Netzwerk, der Skalierbarkeit und der Ressourceneffizienz wird erwartet, dass diese Kategorie von Konsensmechanismen in der Zukunft der Blockchain-Industrie eine immer wichtigere Rolle spielen wird.

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Arten von Proof of Stake: LPoS, PPoS, HPoS, PoV

In diesem Artikel werden wir verschiedene Arten von Proof of Stake herausfinden: LPoS, PPoS, HPoS, PoV in Blockchain 

Es gibt mehrere Variationen von Proof-of-Stake-Konsensmechanismen – jede mit ihrer eigenen Lösung, um eine effektive, ressourceneffiziente Netzwerk-Governance zu erreichen.

Proof-of-Stake (PoS)-Konsensmechanismen wurden entwickelt, um Ineffizienzen zu beheben, die herkömmlichen Proof-of-Work-Protokollen (PoW) innewohnen. Anstatt sich auf Krypto-Mining zu verlassen, verwenden PoS-Blockchains Knoten, die basierend auf ihrem Anteil an Plattform-Token ausgewählt werden, um Transaktionen zu verifizieren und aufzuzeichnen. Die Mehrheit der neuen Blockchain-Projekte verwendet irgendeine Form von PoS-Konsensmechanismus, da er wesentlich skalierbarer, flexibler und umweltfreundlicher ist als PoW-Iterationen.

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• Proof of Stake: Eine Abkehr vom Proof of Work
• „Ursprünglicher“ Proof-of-Stake-Konsensmechanismus
• Delegierter Proof-of-Stake
• Gemieteter Proof-of-Stake
• Reiner Proof-of-Stake
• Beweis der Wichtigkeit
• Flüssiger Proof-of-Stake
• Validierungsnachweis
• Hybrider Proof-of-Stake
• Änderung des Konsensmechanismus ist die einzige Konstante

Proof of Stake: Eine Abkehr vom Proof of Work

Ein grundlegendes Element jedes Blockchain-Netzwerks ist, wie es in seinem verteilten Netzwerk einen Konsens erzielt, wenn es die Aufzeichnung der stattgefundenen Transaktionen bestätigt. Bitcoin – und viele nachfolgende Blockchain-Netzwerke – verwenden einen sogenannten Proof-of-Work (PoW)-Konsensmechanismus. Innerhalb einer Proof-of-Work-Architektur tragen Hardwarebetreiber, die als Miner bezeichnet werden, Rechenleistung zur Validierung von Netzwerktransaktionen bei und erhalten dafür eine Vergütung in Krypto. Dieser Prozess des Krypto-Mining treibt die Ausführung und Aufzeichnung von Transaktionen auf PoW-Protokollen voran.

Die Verbreitung von PoW-Netzwerken hat jedoch zu einem Hardware-Wettrüsten unter Minern geführt, die immer ausgefeiltere Geräte benötigen, um ihre Chancen auf einen erfolgreichen Abbau neuer Blöcke zu erhöhen. Diese Konsolidierung hemmt die Sicherheit und Dezentralisierung der Infrastruktur eines Blockchain-Netzwerks. Darüber hinaus kämpfen Blockchain-Netzwerke, die auf Krypto-Mining angewiesen sind, mit starren Skalierbarkeitsbeschränkungen und geraten zunehmend unter Beschuss, weil sie energieineffizient sind.

Die meisten Blockchain-Netzwerke der nächsten Generation, die Bitcoin folgten, haben zunehmend einen neueren Konsensmechanismus eingeführt, der das Proof-of-Stake (PoS)-Modell verwendet. PoS-Konsensmechanismen, die erstmals 2011 vorgeschlagen wurden, stellen eine Neuinterpretation des Prozesses zur Erzielung eines Netzwerkkonsenses dar, der darauf ausgelegt ist, die Ineffizienzen und Einschränkungen zu beheben, die traditionellen PoW-Transaktionsverifizierungsprozessen innewohnen.

„Ursprünglicher“ Proof-of-Stake-Konsensmechanismus

Anstatt energieintensives Hardware-Mining zur Validierung von Transaktionen zu verwenden, verlässt sich Proof of Stake – wie es sich in der Architektur für das bevorstehende Ethereum 2.0-Netzwerk-Upgrade widerspiegelt – auf Netzwerkgeräte oder Knoten, um Transaktionen zu verifizieren und aufzuzeichnen und Krypto-Belohnungen zu verdienen. Anstatt Daten zu hashen, um sich das Recht zur Validierung von Transaktionen zu verdienen, wird die knotenbasierte Validierung in erster Linie durch rechnerische Zufälligkeit bestimmt, gewichtet mit der Höhe der finanziellen Sicherheit, die ein Knoten dem Netzwerk durch das sogenannte Staking zugesagt hat.

Jeder kann Token in einem Netzwerk einsetzen, und Sie können Ihre Token sogar zu Staking-Pools beitragen, die den Prozess für Sie verwalten. PoS-Algorithmen verwenden mehrere Methoden, um auszuwählen, welche Knoten Transaktionen validieren:

Die Höhe des Einsatzes : Je mehr Token eingesetzt werden, desto höher ist die Chance, zur Validierung ausgewählt zu werden.

Das Alter der eingesetzten Token : Je länger die Token nicht ausgegeben wurden, desto höher ist die Chance, zur Validierung ausgewählt zu werden (sobald dieser Einsatz zur Verifizierung eines Blocks verwendet wird, wird sein Alter auf Null zurückgesetzt).

Zufällige Auswahl : Während der PoS-Validator-Auswahlprozess zugunsten größerer Token-Inhaber geneigt ist, ist dieser Mechanismus immer noch mit einem gewissen Grad an Zufälligkeit eingebettet, um eine Zentralisierung zu vermeiden. 

Da dieser pseudozufällige Auswahlprozess hauptsächlich auf passiven Krypto-Einzahlungen und nicht auf Rechenleistung basiert, ist PoS weitaus ressourceneffizienter als PoW-Systeme, die Mining-Hardware erfordern, um Energie in unendlichem Wettbewerb miteinander zu verbrauchen. Durch den Wegfall der Notwendigkeit leistungsstarker Mining-Ausrüstung beseitigt PoS auch die technischen Eintrittsbarrieren für die Teilnahme am Validierungsprozess eines Netzwerks. Diese niedrigere Zugriffsgrenze führt zu einer stärkeren Dezentralisierung mit weiter verteilten Knoten – und damit zu einer höheren Sicherheit. 

Während Proof of Stake ein beliebter Konsensmechanismus ist, der viele der mit PoW-Protokollen verbundenen Probleme mildert, haben Kritiker argumentiert, dass PoS-Protokolle große Token-Inhaber bevorzugen – wobei die Reichen jedes Mal reicher werden, wenn sie als Validator Belohnungen erhalten. Während dies eine berechtigte Kritik ist, haben Top-Token-Inhaber einen finanziellen Anreiz, ehrlich als Validatoren zu handeln, da jede Beschädigung oder Störung des Netzwerks negative Auswirkungen auf den Wert ihrer eigenen Token haben und die Sicherheit des Netzwerks weiter erhöhen würde. 

Die meisten originalen PoS-Netzwerke erfordern einen Mindesteinsatz, um ein Netzwerkvalidator zu werden. Viele Blockchain-Projekte sind jedoch bestrebt, das Risiko der Bevorzugung größerer Token-Inhaber zum Nachteil anderer Benutzer zu mindern, um eine optimale Dezentralisierung und Gerechtigkeit zu gewährleisten. Es wurden mehrere Varianten des PoS-Konsensmechanismus entwickelt, die darauf abzielen, diesen Validierungsprozess zu verbessern und die Netzwerkeffizienz zu steigern.

Delegierter Proof-of-Stake

In einer Delegated Proof-of-Stake (DPoS)-Architektur haben Netzwerkteilnehmer das Recht, die Produktion neuer Blöcke an eine feste Anzahl von Delegierten zu delegieren, die oft auch als „Zeugen“ bezeichnet werden. Die Benutzer bestimmen, welche Delegierten neue Blöcke über einen demokratischen Abstimmungsmechanismus validieren, bei dem die Stimmen nach der Menge der Token gewichtet werden, die in Plattform-Krypto-Wallets eingeschlossen sind. Dieser Abstimmungsprozess ist kontinuierlich und Benutzer können unwirksame Delegierte jederzeit durch einen anderen Validator ersetzen. Das bedeutet, dass sich Delegierte ehrlich und effektiv verhalten müssen, um weiterhin die Unterstützung ihrer Wähler/Stakeholder zu erhalten. Zugelassene Delegierte teilen die Blockproduktionsrechte gleichmäßig unter sich auf. Als Gegenleistung für die Unterstützung eines Delegierten erhalten die Stakeholder einen Anteil an den Belohnungen für die Blockproduktion dieses Delegierten im Verhältnis zu ihren Token-Beständen, die mit diesem Delegierten gestaket sind.

Dieser einsatzgewichtete Abstimmungs- und Delegationsprozess macht den Blockerstellungsprozess von DPoS wohl demokratischer als herkömmliche PoS-Protokolle, und da die Schwelle zur Teilnahme am DPoS-Abstimmungsprozess sehr niedrig ist, wird DPoS allgemein als eine der egalitärsten Möglichkeiten angesehen einen Konsens über dezentrale Netzwerke erzielen.

Da eine kleine Gruppe von Prüfern schneller einen Konsens erzielen kann als ein System, das einen netzwerkweiten Konsens erfordert, können DPoS-Systeme Blöcke schneller generieren und mehr Transaktionen pro Sekunde verarbeiten als viele andere Konsensprotokolle. Da die DPoS-Protokolle jedoch eine feste Grenze für die Anzahl der aktiven Delegierten festlegen, die neue Blöcke erstellen (normalerweise 20-100), führt diese Struktur immer noch zu einem gewissen Grad an Zentralisierung.

Während traditionelle PoS-Protokolle pseudozufällig sind, aber zugunsten großer Token-Inhaber gewichtet werden, ermöglicht DPoS allen Token-Inhabern, eine Rolle bei der Beeinflussung von Netzwerkentscheidungen zu spielen. Infolgedessen ist DPoS derzeit die am weitesten verbreitete Variante von PoS. Mehrere große Projekte, darunter EOSIO und TRON , verwenden DPoS.

Gemieteter Proof-of-Stake

Leased Proof-of-Stake (LPoS) ist ein Konsensmechanismus, der insbesondere von der Waves-Blockchain verwendet wird, bei dem Benutzer Krypto-Token an einen Knoten vermieten, der beabsichtigt, als Netzwerkblockproduzent zu fungieren. Je mehr Token ein Knoten gesetzt hat, desto wahrscheinlicher wird er ausgewählt, um den nächsten Block zu generieren und die entsprechende Belohnung zu erhalten, und Token-Besitzer haben das Recht, ihren Mietvertrag jederzeit zu kündigen. Infolgedessen können kleinere Token-Inhaber, die sonst nicht zur Teilnahme am Blockerstellungsprozess in einem traditionellen PoS-System berechtigt wären, ihre Vermögenswerte bündeln und ihre Chancen erhöhen, einen Anteil an der Transaktionsgebühr des Netzwerks zu erhalten. Benutzer können sich umsehen, um den Node zu finden, der am besten zu ihrer Anlagestrategie passt, da einige Nodes größere Belohnungen ausschütten können.

LPoS-Protokolle werden am besten auf Netzwerke angewendet, die hohe technische Anforderungen haben, die mit dem Betrieb eines vollständigen Knotens verbunden sind, der On-Chain-Transaktionen validieren kann. Dieser Konsensmechanismus belohnt die leistungsstärksten Knoten, indem er kleinere Benutzer dazu anregt, die effizientesten Validatoren auf eine Weise zu unterstützen, die sowohl transparent als auch nachhaltig eigennützig ist. 

In Bezug auf den Nettoeffekt ist dieser Konsensmechanismus DPoS ziemlich ähnlich. Während DPoS-Validierer jedoch durch die höchsten einsatzgewichteten Stimmen anderer Netzwerkteilnehmer ausgewählt werden, können Token-Inhaber innerhalb eines LPoS-Netzwerks Token direkt ausleihen und verleihen, um selbst am Blockproduktionsprozess teilzunehmen.

Reiner Proof-of-Stake

Pure Proof of Stake (PPoS) ist eine stark demokratisierte Form von PoS, die von Algorand verwendet wird, einem öffentlichen Blockchain-Projekt, das sich auf die Entwicklung benutzerfreundlicher dezentraler Anwendungen (dApp) konzentriert. Im Gegensatz zu vielen anderen Formen von PoS verfügen PPoS-Konsensmechanismen nicht über einen integrierten Sanktionsmechanismus, um böswillige Knotenaktivitäten oder potenzielle Sicherheitsfehler wie doppelte Blockvalidierungen zu verhindern. Stattdessen bietet PPoS niedrige Mindesteinsatzanforderungen für die Teilnahme und Sicherung des Netzwerks, was allen interessierten Benutzern die Türen öffnet. Dadurch entsteht ein System, in dem es für Schurken finanziell selbstzerstörerisch wäre, das Netzwerk zu stören oder zu kapern.

Im Algorand-Netzwerk ist nur 1 ALGO-Token erforderlich, um am Netzwerk-Staking-Prozess teilzunehmen. Im Gegensatz dazu erfordert Ethereum 2.0 einen Mindesteinsatz von 32 Ether (ETH), ein Betrag, der eine viel höhere Eintrittsbarriere für Benutzer darstellt. Jeder Benutzer des Algorand-Netzwerks kann zufällig und geheim ausgewählt werden, um neue Blöcke vorzuschlagen und über Vorschläge abzustimmen, und die Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmter Benutzer ausgewählt wird – und das Gewicht seiner Vorschläge und Stimmen – ist proportional zum Einsatz dieses Benutzers. Ein PPoS-System wird normal funktionieren, solange zwei Drittel der Knoten des Netzwerks ehrlich handeln, und obwohl die niedrigen Mindesteinsatzanforderungen, die mit PPoS verbunden sind, in einigen Szenarien möglicherweise die Netzwerksicherheit untergraben können, hat dieses Protokoll Algorand bisher gute Dienste geleistet.

Beweis der Wichtigkeit

Während traditionelle PoS-Konsensmechanismen bei der Bestimmung der proportionalen Governance-Fähigkeiten dieses Knotens nur die Höhe des Kapitals berücksichtigen, das ein Node übertragen hat, beziehen Proof-of-Importance (PoI)-Mechanismen zusätzliche Faktoren ein, wenn sie den jeweiligen Grad des On-Chain-Einflusses jedes Nodes abwägen. PoI ist eine Iteration von PoS, die darauf abzielt, einen ganzheitlicheren Ansatz zur Bewertung der Benutzerbeiträge zu verfolgen, anstatt sich nur auf die Kapitalanforderungen zu konzentrieren. PoI wurde erstmals durch das Projekt New Economy Movement (NEM) eingeführt.

Während die genauen Bewertungskriterien, die in PoI verwendet werden, variieren, leihen sich viele dieser Konsensmechanismen Merkmale aus den Algorithmen, die beim Netzwerk-Clustering und Seitenranking verwendet werden. Gemeinsame Faktoren sind die Anzahl der Übertragungen, an denen ein Knoten über einen bestimmten Zeitraum teilgenommen hat, und der Grad, in dem verschiedene Knoten über Aktivitätscluster miteinander verbunden sind.

PoI trägt dazu bei, das Risiko einer übermäßigen Vermögenskonzentration zu mindern, da die Top-Token-Inhaber keine absolute Macht über das Netzwerk ausüben. Da die Wichtigkeitsbewertung jedes Knotens dynamisch ist und auf der Netzwerkaktivität basiert, rät dieser Konsensmechanismus von Blockchain-Forks ab, da Benutzer Ressourcen aufwenden müssten, um in beiden Fork-Netzwerken aktiv zu bleiben, um ihre Bewertung aufrechtzuerhalten. 

Flüssiger Proof-of-Stake

Liquid Proof-of-Stake (LPoS) ermöglicht es Token-Inhabern, ihre Validierungsrechte an andere Benutzer zu verleihen, ohne ihren Token-Besitz aufzugeben. Während dies ähnlich wie DPoS klingen mag, treffen Token-Inhaber in einem LPoS-Netzwerk ihre eigenen Entscheidungen darüber, ob sie ihre Token-Validierungsrechte an andere Benutzer delegieren oder ihre eigenen Token einsetzen möchten. Darüber hinaus ist die Anzahl der aktiven Validator-Knoten in LPoS dynamisch, was sich von der festen Validator-Anzahl von DPoS unterscheidet. Zum Beispiel ist Tezos, das LPoS verwendet, technisch in der Lage, bis zu 80.000 Validatoren zu unterstützen, anstatt der wenigen Dutzend Validatoren, die die meisten DPoS-Netzwerke zulassen, und der Blockerstellungsprozess von Tezos beinhaltet keine Wahlen.

Dadurch haben Benutzer innerhalb eines LPoS-Netzwerks ein hohes Maß an Flexibilität in Bezug auf die Netzwerkteilnahme. Beispielsweise können große Token-Inhaber zu Block-Validierern werden, indem sie ihre eigenen Gelder einsetzen, ohne dass eine externe Genehmigung erforderlich ist, und kleinere Inhaber, die nicht über die Ressourcen verfügen, um Blöcke selbst zu validieren, können größere Inhaber unterstützen oder sich zu effektiven Koalitionen zusammenschließen. Da die LPoS-Validierungsrechte so fließend sind und leicht neu angeordnet werden können, trägt diese Einrichtung gleichzeitig dazu bei, das Risiko zu mindern, dass eine Mehrheitskoalition das gesamte Netzwerk übernimmt.

Validierungsnachweis

Proof-of-Validation (PoV) ist ein einzigartiger PoS-Konsensmechanismus, der darauf abzielt, einen Konsens über abgesteckte Validator-Knoten zu erzielen. Typischerweise bewahrt jeder Knoten innerhalb eines PoV-Systems eine vollständige Kopie der Sequenz von Transaktionen in Blöcken auf, die auf der Blockchain erstellt werden, eine Kopie aller Benutzerkonten, die durch den öffentlichen Schlüssel eines Benutzers identifiziert werden können, und alle Krypto-Token, die dieser Knoten besitzt. Von dort aus können Benutzer ihre Münzen in Validator-Knoten einsetzen, und die Anzahl der Token, die in jedem Validator eingesetzt werden, bestimmt folglich die Anzahl der Stimmen, die ein bestimmter Validator besitzt.

Ein neuer Block wird bestätigt, sobald ein Satz von Validierern mit mindestens zwei Dritteln der gesamten Stimmkraft des Netzwerks eine Commit-Stimme für diesen Block sendet. Dies bedeutet jedoch auch, dass PoV-Protokolle byzantinisch fehlertolerant sein können, in dem Sinne, dass sie nur dann fehlerfrei bleiben können, wenn ein Drittel oder weniger aller Knoten eines Netzwerks kompromittiert sind. Der Tendermint-Konsensalgorithmus des Cosmos-Netzwerks ist eine Art PoV-Protokoll.

Hybrider Proof-of-Stake

Während die meisten PoS-Protokolle bewusst von PoW abweichen, verwenden einige hybride Konsensmechanismen Elemente sowohl von PoW- als auch von PoS-Modellen, um On-Chain-Operationen zu ermöglichen. In den meisten Fällen verlassen sich diese hybriden Konsensmechanismen (HPoS) auf PoW-Miner, um neue Blöcke zu generieren, in denen Transaktionen untergebracht sind, die dann an PoS-Validatoren weitergegeben werden, die darüber abstimmen, ob die Blöcke bestätigt und im Ledger der Blockchain aufgezeichnet werden sollen.

HPoS-Protokolle können dazu beitragen, den Preis der nativen Münze des Netzwerks zu stabilisieren, und indem sie den PoS-Teilnehmern ermöglichen, über neue Blöcke und Änderungen an den Konsensrollen des Netzwerks abzustimmen, ist es weniger wahrscheinlich, dass Miner ein Hash-Power-Monopol erreichen. Daher können HPoS-Protokolle durch die Kombination von Hashing-Power mit Stakeholder-Voting ein beeindruckendes Maß an Netzwerksicherheit und -stabilität erreichen. Mehrere bemerkenswerte Projekte haben einen hybriden PoW/PoS-Konsensmechanismus eingeführt, darunter Dash und Decred, und das bevorstehende Casper-Upgrade von Ethereum wird das Ethereum-Netzwerk auf ein HPoS-Modell umstellen.

Änderung des Konsensmechanismus ist die einzige Konstante

Da Blockchain-Entwickler bestehende Protokolle mischen und aufeinander abstimmen und neue Wege zur Rationalisierung der On-Chain-Governance entwickeln, wird die Zahl der Konsensmechanismen – PoS-basiert oder anderweitig – weiter zunehmen. Während die beschriebenen Protokolle einen umfassenden Überblick über den Proof of Stake in der heutigen Praxis bieten, ist Veränderung die einzige Konstante im Blockchain-Raum. 

Hunderte von Blockchain-Projekten haben bisher irgendeine Form von PoS implementiert, und durch die Verbesserung der Entscheidungsfindung im Netzwerk, der Skalierbarkeit und der Ressourceneffizienz wird erwartet, dass diese Kategorie von Konsensmechanismen in der Zukunft der Blockchain-Industrie eine immer wichtigere Rolle spielen wird.

A Technical Q&A on Network Partition Attacks

**_Cryptocurrencies are prone to many different types of attack. As Bitcoin is over 11 years on the track, we know and were facing many different attempts on breaking its security. One of them is network partition attack._**

But what about the Proof-of-Stake algorithms? Have they solved some of the vulnerabilities of Bitcoin and its Proof-of-Work algorithm?

Cryptocurrency protocols implemented as a top layer of TCP/IP stack in the so-called application layer. It can be said that cryptocurrencies directly use the entire TCP/IP infrastructure. If someone has control power over this

infrastructure, they can hurt all application protocols. This is a general

threat of all cryptocurrencies.

A few weeks ago, after I started my path as an Algorand ambassador, I had an opportunity to interview the leaders of Algorand foundation, Silvio Micali and Massimo Morini.

I asked them different kinds of questions including some more technical ones about network partition attacks, which interest me. Then I decided to go deeper into this topic.

In my eyes, Algorand stands right in the middle of the blockchain trilemma triangle, when the scalability and security are not taking anything from a decentralization degree. Later on, in the article I try to compare Algorand’s solution with another blockchain project, which seems to be very far with their development, Cardano. But my first look will go to Bitcoin and its approach to the protection from network attacks.

What is a network attack?

So, what the typical network attack is?

Any decentralized system is susceptible to a network attack in which an adversary targets the communication links between users, making it difficult or impossible for users to interact. An adversary could partition the network into isolated pieces, so that members of one piece can only communicate with each other but not with members of other pieces. During a network partition, the network is completely asynchronous and the adversary has total control over who receives which messages and when. If the partition lasts long enough and the underlying blockchain didn’t take this into consideration in its design, then the adversary may be able to convince different groups of users to accept different blocks at the same height in the blockchain. As a result, contradicting transactions will be accepted by different users, allowing the adversary to double-spend their money.

Bitcoin and network attacks

Let’s firstly look upon Bitcoin and its solution on network attacks.

At a high-level, Bitcoin is a randomly-established peer-to-peer network composed of thousands of nodes and tens of thousands of connections which rely on flooding to propagate transactions. As an attacker, being able to prevent the spread of information in such a network seems unrealistic, if not impossible. Bitcoin is surprisingly centralized from an Internet routing perspective: 20% of the Bitcoin nodes are hosted in less than 100 IP prefixes. To put this in perspective, there are close to 600,000 IP prefixes advertised in the Internet today. At the same time, few well-established ISPs (e.g. Hurricane Electric) naturally see a large fraction of the Bitcoin traffic. Together, these two characteristics make large-scale routing attacks surprisingly practical.

Because of its centralization, partitioning the Bitcoin network and isolate 50% of its mining power only requires a small routing attack, one which is orders of magnitude smaller than the attacks routinely seen in the Internet today. Any malicious ISP with access to the Internet routing infrastructure can perform this attack which starts to be effective after only few minutes (according to our own measurements on the live network). Any ISP transiting Bitcoin traffic can delay the propagation of mined blocks (for up to 20 minutes), in a stealth way, even if she sees one direction of the traffic.

Partitioning attacks

With partitioning attacks, an attacker aims at splitting the Bitcoin network into (at least) two disjoint components such that no information (e.g. transaction) can be exchanged between them. To partition the network into two components, a network attacker intercepts all the traffic destined to all the Bitcoin nodes contained within one of the component and drops any connection to the other component. To intercept traffic, a network attacker relies on vulnerabilities in the Border Gateway Protocol (BGP), the only Internet routing protocol used today, which does not validate the origin of routing announcements. These attacks, commonly referred to as BGP hijacks, involve getting a router to falsely announce that it has a better route to some IP prefix. By hijacking all the IP prefixes pertaining to the nodes in one component, the attacker can effectively intercept all the traffic exchanged between the two components. Once on path, the attacker can sever all these connections effectively disconnecting the two components. An animation of the attacks can be found on our website.

Illustration of how an AS-level adversary (AS8) can intercept Bitcoin traffic by hijacking prefixes to isolate the set of nodes P = (A, B, C, D, E).

The extreme centralization of Bitcoin from an Internet viewpoint makes partition attacks particularly effective as few IP prefixes need to be hijacked. Indeed, our measurements show that 50% of Bitcoin mining power is hosted in only 39 prefixes (i.e., in 0.007% of all Internet prefixes). This allows an attacker to isolate ~50% of the mining power by hijacking only these 39 prefixes. Much larger BGP hijacks (involving orders of magnitude more IP prefixes) are routinely seen in the Internet today.

By partitioning the network, the attacker forces the creation of two parallel blockchains. After the attack, all the blocks mined by the side with the shorter chain will be discarded together with all included transactions and the corresponding miners’ revenues. Moreover, discarded transactions will be irrecoverably canceled if there exist other transactions in the prevailing branch of the chain which spent the exact same Bitcoins (conflicting transactions).

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Varieties of Proof of Stake: LPoS, PPoS, HPoS, PoV

In this article we will find out Varieties of Proof of Stake: LPoS, PPoS, HPoS, PoV in Blockchain 

There are several variations of Proof-of-Stake consensus mechanisms — each with its own solution to achieve effective, resource-efficient network governance.

Proof-of-Stake (PoS) consensus mechanisms were designed to address inefficiencies inherent in conventional Proof-of-Work protocols (PoW). Instead of relying on crypto mining, PoS blockchains use nodes selected based on their stake of platform tokens to verify and record transactions. The majority of new blockchain projects use some form of PoS consensus mechanism, as it is significantly more scalable, flexible, and environmentally friendly than PoW iterations.

Contents

• Proof of Stake: A Departure from Proof of Work
• ‘Original’ Proof-of-Stake Consensus Mechanism
• Delegated Proof of Stake
• Leased Proof of Stake
• Pure Proof of Stake
• Proof of Importance
• Liquid Proof of Stake
• Proof of Validation
• Hybrid Proof of Stake
• Consensus Mechanism Change Is the Only Constant

Proof of Stake: A Departure from Proof of Work

A fundamental element of any blockchain network is how it achieves consensus throughout its distributed network when confirming the record of transactions that have taken place. Bitcoin — and many blockchain networks that followed — use what’s called a Proof-of-Work (PoW) consensus mechanism. Within a Proof-of-Work architecture, hardware operators referred to as miners contribute computing power toward the validation of network transactions, and receive compensation in crypto for doing so. This process of crypto mining is what drives the execution and recording of transactions on PoW protocols.

However, the proliferation of PoW networks has resulted in a hardware arms race among miners, who require more and increasingly sophisticated equipment to increase their chances of successfully mining new blocks. This consolidation inhibits the security and decentralization of a blockchain network’s infrastructure. Further, blockchain networks reliant on crypto mining struggle with rigid scalability limitations and are increasingly coming under fire for being energy inefficient.

Most next-generation blockchain networks that followed in Bitcoin’s wake have increasingly adopted a newer consensus mechanism using the Proof-of-Stake (PoS) model. First proposed in 2011, PoS consensus mechanisms represent a reimagination of the process of achieving network consensus, one designed to address the inefficiencies and limitations inherent in traditional PoW transaction verification processes.

‘Original’ Proof-of-Stake Consensus Mechanism

Rather than using energy-intensive hardware mining to validate transactions, Proof of Stake — as reflected in the architecture for the upcoming Ethereum 2.0 network upgrade — relies on network devices, or nodes, to verify and record transactions and earn crypto rewards. Instead of hashing data to earn the right to validate transactions, node-based validation is primarily designated by computational randomness, weighted by the amount of financial collateral a node has committed to the network through what’s known as staking.

Anyone can stake tokens to a network, and you can even contribute your tokens to staking pools that administer the process for you. PoS algorithms use several methods to select which nodes will validate transactions:

The size of the stake: the more tokens staked, the higher the chance of being selected to validate.

The age of the tokens staked: the longer the tokens have been unspent, the higher the chance of being chosen to validate (once that stake is used to verify a block, its age is reset to zero).

Random selection: While the PoS validator selection process is tilted in favor of larger token holders, this mechanism is still embedded with a degree of randomness in order to avoid centralization. 

Since this pseudo-random selection process is mainly based on passive crypto deposits rather than computational power, PoS is far more resource-efficient than PoW systems, which require mining hardware to expend energy in competition with one another ad infinitum. By eliminating the need for powerful mining equipment, PoS also removes the technical barriers to entry to participate in a network’s validation process. This lowered bar for access results in greater decentralization with nodes distributed more widely — and with that comes higher security. 

While Proof of Stake is a popular consensus mechanism that mitigates many of the issues inherent in PoW protocols, critics have argued that PoS protocols favor large token holders — with the rich getting richer each time they receive rewards as a validator. While this is a valid criticism, top token holders have a financial incentive to act honestly as validators, since any damage or disruption to the network would have a negative effect on the value of their own tokens, further enhancing the security of the network. 

Most original PoS networks require a minimum staking amount to become a network validator. However, many blockchain projects are intent upon mitigating the risk of favoring larger token holders to the detriment of other users in order to maintain optimal decentralization and equitability. Multiple variants of the PoS consensus mechanism have been developed  that seek to improve this validator selection process and enhance network efficiency.

Delegated Proof of Stake

In a Delegated Proof-of-Stake (DPoS) architecture, network participants have the right to delegate the production of new blocks to a fixed number of delegates, often also known as ‘witnesses.’ Users determine which delegates will validate new blocks via a democratic voting mechanism in which votes are weighted by the amount of tokens locked up in platform crypto wallets. This voting process is continuous and users can replace ineffective delegates with another validator at any time. This means that delegates must behave honestly and effectively to continue receiving the backing of their voters/stakeholders. Approved delegates split block production rights evenly among themselves. In exchange for backing a delegate, stakeholders receive a share of that delegate’s block production rewards in proportion to their token holdings staked with that delegate.

This stake-weighted voting and delegation process arguably makes DPoS’ block creation process more democratic than traditional PoS protocols, and since the threshold to participate in the DPoS voting process is very low, DPoS is widely considered to be one of the most egalitarian ways to achieve consensus on decentralized networks.

Further, since a small group of validators can reach consensus more quickly than a system that requires network-wide consensus, DPoS systems can generate blocks more quickly and handle more transactions per second than many other consensus protocols. That being said, since DPoS protocols set a hard limit on the number of active delegates creating new blocks (typically 20-100), this structure still results in a certain degree of centralization.

While traditional PoS protocols are pseudo-random but weighted in favor of large token holders, DPoS allows all token holders to play a role in influencing network decisions. As a result, DPoS is currently the most widely adopted variant of PoS. Several major projects including EOSIO and TRON use DPoS.

Leased Proof of Stake

Leased Proof-of-Stake (LPoS) is a consensus mechanism used in particular by the Waves blockchain whereby users lease crypto tokens to a node that intends to act as a network block producer. The more tokens a node has staked, the more likely it will be chosen to generate the next block and receive the corresponding reward, and token owners have the right to cancel their lease at any time. As a result, smaller token holders who otherwise wouldn’t be eligible to participate in the block creation process in a traditional PoS system can pool their assets and increase their chances of receiving a share of the network’s transaction fee. Users can shop around to find the node that best suits their investment strategy, as some nodes may distribute greater rewards.

LPoS protocols are best applied to networks that have high technical requirements associated with running a full node capable of validating on-chain transactions. This consensus mechanism rewards the best-performing nodes by incentivizing smaller users to support the most efficient validators in a way that is both transparent and sustainably self-serving. 

In terms of net effect, this consensus mechanism is fairly similar to DPoS. However, while DPoS validators are selected by the top stake-weighted votes of other network participants, token holders within an LPoS network can directly borrow and lend tokens in order to participate in the block production process themselves.

Pure Proof of Stake

Pure Proof of Stake (PPoS) is a highly democratized form of PoS used by Algorand, a public blockchain project focused on user-friendly decentralized application (dApp) development. Unlike many other forms of PoS, PPoS consensus mechanisms do not feature a built-in sanction mechanism to prevent malicious node activity or potential security faults such as duplicate block validations. Instead, PPoS offers low minimum staking requirements for participating in and securing the network, which opens the doors to all interested users. This creates a system in which it would be financially self-destructive for rogue actors to disrupt or hijack the network.

On the Algorand network only 1 ALGO token is required to participate in the network staking process. By contrast, Ethereum 2.0 requires a minimum stake of 32 ether (ETH), an amount that establishes a much higher barrier to entry for users. Any Algorand network user may be randomly and secretly selected to propose new blocks and vote on proposals, and the likelihood that a given user will be chosen — and the weight of its proposals and votes — is proportional to that user’s stake. A PPoS system will operate normally as long as two thirds of the network’s nodes are acting honestly, and while the low minimum staking requirements involved in PPoS may potentially undermine network security in some scenarios, this protocol has served Algorand well to date.

Proof of Importance

While traditional PoS consensus mechanisms only consider the amount of capital a node has vested when determining that node’s proportional governance capabilities, Proof-of-Importance (PoI) mechanisms incorporate additional factors when weighing each node’s respective level of on-chain influence. PoI is an iteration of PoS that strives to take a more holistic approach to evaluating user contributions rather than just focusing on capital requirements. PoI was first introduced by the New Economy Movement (NEM) project.

While the exact scoring criteria used in PoI varies, many of these consensus mechanisms borrow features from the algorithms used in network clustering and page ranking. Common factors include the number of transfers a node has participated in over a set period of time and the degree to which different nodes are interlinked via clusters of activity.

PoI helps mitigate the risk of excess wealth concentration, since the top token holders do not wield absolute power over the network. Since each node’s importance score is dynamic and based on network activity, this consensus mechanism discourages blockchain forks, since users would need to expend resources to remain active on both forked networks in order to maintain their score. 

Liquid Proof of Stake

Liquid Proof-of-Stake (LPoS) allows token holders to loan their validation rights to other users without relinquishing their token ownership. While this may sound similar to DPoS, token holders in a LPoS network make their own choices about whether to delegate their tokenized validation rights to other users or stake their own tokens. Furthermore, the number of active validator nodes in LPoS is dynamic, which differs from DPoS’ fixed validator count. For instance, Tezos, which utilizes LPoS, is technically capable of supporting up to 80,000 validators instead of the few dozen or so validators most DPoS networks allow, and Tezos’ block creation process doesn’t involve elections.

As a result, users within a LPoS network have a high degree of flexibility in terms of network participation. For instance, large token holders can become block validators by staking their own funds, without the need for external approval, and smaller holders who don’t have the resources to validate blocks themselves can support larger holders or gather together to form effective coalitions. At the same time, since LPoS validation rights are so fluid and can easily be rearranged, this setup helps mitigate the risk of any majority coalition taking over the entire network.

Proof of Validation

Proof-of-Validation (PoV) is a unique PoS consensus mechanism that works to achieve consensus via staked validator nodes. Typically, each node within a PoV system keeps a complete copy of the sequence of transactions in blocks that are created on the blockchain, a copy of all user accounts that can be identified by a user’s public key, and whatever crypto tokens that node owns. From there, users can stake their coins inside validator nodes and the number of tokens staked within each validator consequently determines the number of votes that specific validator possesses.

A new block is confirmed once a set of validators with at least two thirds of the network’s total voting power sends a commit vote for that block. However this also means that PoV protocols may be Byzantine fault-tolerant, in the sense that they can only remain healthy if one third or less of a network’s total nodes are compromised. The Cosmos network’s Tendermint consensus algorithm is a type of PoV protocol.

Hybrid Proof of Stake

While most PoS protocols are a deliberate departure from PoW, some hybrid consensus mechanisms use elements of both PoW and PoS models to power on-chain operations. In most cases, these hybrid consensus mechanisms (HPoS) rely on PoW miners to generate new blocks housing transactions, which are then passed on to PoS validators, which vote on whether to confirm the blocks and record them to the blockchain’s ledger.

HPoS protocols can help stabilize the price of the network’s native coin, and by allowing PoS participants to vote on new blocks and changes to the network’s consensus roles, miners are less likely to achieve a hash-power monopoly. Therefore, by combining hashing power with stakeholder voting, HPoS protocols can achieve an impressive level of network security and stability. Several notable projects have adopted a hybrid PoW/PoS consensus mechanism including Dash and Decred, and Ethereum’s upcoming Casper upgrade will transition the Ethereum network to a HPoS model.

Consensus Mechanism Change Is the Only Constant

As blockchain developers mix and match existing protocols and design new ways to streamline on-chain governance, the number of consensus mechanisms — PoS-based or otherwise — will continue to grow. While the protocols described present a broad view of Proof of Stake in practice today, change is the only constant within the blockchain space. 

Hundreds of blockchain projects have so far implemented some form of PoS, and by improving network decision-making, scalability, and resource efficiency, this consensus mechanism category is expected to play an increasingly integral role in the future of the blockchain industry.

Article source: https://www.gemini.com/cryptopedia/proof-of-stake-delegated-proof-of-stake-consensus-mechanism#section-consensus-mechanism-change-is-the-only-constant

#blockchain

Разнавіднасці Proof of Stake: LPoS, PPoS, HPoS, PoV

У гэтым артыкуле мы даведаемся разнавіднасці Proof of Stake: LPoS, PPoS, HPoS, PoV у Blockchain 

Існуе некалькі варыянтаў кансенсусных механізмаў Proof-of-Stake — кожны з іх мае ўласнае рашэнне для дасягнення эфектыўнага, рэсурсазберагальнага кіравання сеткай.

Механізмы кансенсусу Proof-of-Stake (PoS) былі распрацаваны для ліквідацыі неэфектыўнасці, уласцівай звычайным пратаколам Proof-of-Work (PoW). Замест таго, каб спадзявацца на майнинг крыпта, блокчейны PoS выкарыстоўваюць вузлы, выбраныя на аснове іх долі токенаў платформы для праверкі і запісу транзакцый. У большасці новых блокчейн-праектаў выкарыстоўваецца той ці іншы механізм кансенсусу PoS, паколькі ён значна больш маштабуецца, гнуткі і экалагічна чысты, чым ітэрацыі PoW.

Змест

• Доказ долі: адыход ад доказу працы
• «Арыгінальны» механізм кансенсусу доказу стаўкі
• Дэлегаваны доказ долі
• Арандаваны доказ долі
• Чысты доказ стаўкі
• Доказ важнасці
• Ліквідны доказ долі
• Доказ пацверджання
• Гібрыдны доказ долі
• Змена механізму кансенсусу - адзіная канстанта

Доказ долі: адыход ад доказу працы

Фундаментальным элементам любой сеткі блокчейн з'яўляецца тое, як яна дасягае кансенсусу па ўсёй сваёй размеркаванай сеткі пры пацверджанні запісу транзакцый, якія адбыліся. У біткойнах — і ў многіх сетках блокчейн, якія рушылі ўслед — выкарыстоўваюць так званы механізм кансенсусу Proof-of-Work (PoW). У рамках архітэктуры Proof-of-Work апаратныя аператары, якія называюць майнерамі, спрыяюць вылічальнай магутнасці для праверкі сеткавых транзакцый і атрымліваюць за гэта кампенсацыю ў крыпта. Гэты працэс криптомайнинга - гэта тое, што кіруе выкананнем і запісам транзакцый па пратаколах PoW.

Аднак распаўсюджванне сетак PoW прывяло да гонкі апаратных узбраенняў сярод Майнер, якім патрабуецца ўсё больш складанае абсталяванне, каб павялічыць свае шанцы на паспяховую здабычу новых блокаў. Гэтая кансалідацыя перашкаджае бяспецы і дэцэнтралізацыі інфраструктуры сеткі блокчейн. Акрамя таго, блокчэйн-сеткі, якія залежаць ад майнинга крыпта, змагаюцца з жорсткімі абмежаваннямі маштабаванасці і ўсё часцей трапляюць пад агонь за энергаэфектыўнасць.

Большасць блокчейн-сетак новага пакалення, якія рушылі ўслед за біткойнам, усё часцей прымаюць новы механізм кансенсусу з выкарыстаннем мадэлі Proof-of-Stake (PoS). Упершыню прапанаваныя ў 2011 годзе механізмы кансенсусу PoS ўяўляюць сабой пераўяўленне працэсу дасягнення сеткавага кансенсусу, прызначаны для ліквідацыі неэфектыўнасці і абмежаванняў, уласцівых традыцыйным працэсам праверкі транзакцый PoW.

«Арыгінальны» механізм кансенсусу доказу стаўкі

Замест таго, каб выкарыстоўваць энергаёмісты апаратны майнинг для праверкі транзакцый, Proof of Stake — як гэта адлюстравана ў архітэктуры маючага адбыцца абнаўлення сеткі Ethereum 2.0 — абапіраецца на сеткавыя прылады або вузлы для праверкі і запісу транзакцый і атрымання криптовалютных узнагарод. Замест хэшавання дадзеных, каб атрымаць права на праверку транзакцый, праверка на аснове вузлоў у першую чаргу вызначаецца выпадковасцю вылічэнняў, узважанай сумай фінансавага закладу, які вузел перадаў у сетку праз тое, што вядома як стаўка.

Любы можа размясціць токены ў сетцы, і вы нават можаце ўнесці свае токены ў пулы стэкінгаў, якія кіруюць працэсам за вас. Алгарытмы PoS выкарыстоўваюць некалькі метадаў, каб выбраць, якія вузлы будуць правяраць транзакцыі:

Памер стаўкі : чым больш токенаў пастаўлена, тым вышэй верагоднасць быць абраным для праверкі.

Узрост пастаўленых токенаў : чым даўжэй токены не былі выдаткаваныя, тым вышэй шанец быць абраным для праверкі (як толькі гэтая стаўка выкарыстоўваецца для праверкі блока, яго ўзрост скідаецца да нуля).

Выпадковы выбар : у той час як працэс выбару валідатара PoS нахілены на карысць большых трымальнікаў токенаў, гэты механізм па-ранейшаму ўбудаваны з пэўнай ступенню выпадковасці, каб пазбегнуць цэнтралізацыі. 

Паколькі гэты працэс псеўдавыпадковага выбару ў асноўным заснаваны на пасіўных крыпта-дэпазітах, а не на вылічальнай магутнасці, PoS з'яўляецца значна больш рэсурсаэфектыўным, чым сістэмы PoW, якія патрабуюць абсталявання для майнинга, каб марнаваць энергію ў канкурэнцыі адзін з адным да бясконцасці. Ухіляючы патрэбу ў магутным абсталяванні для майнинга, PoS таксама здымае тэхнічныя бар'еры для ўваходу для ўдзелу ў працэсе праверкі сеткі. Гэта паніжаная планка для доступу прыводзіць да большай дэцэнтралізацыі з больш шырока размеркаванымі вузламі — і разам з гэтым павышаецца бяспека. 

Нягледзячы на ​​тое, што Proof of Stake з'яўляецца папулярным механізмам кансенсусу, які змякчае многія праблемы, уласцівыя пратаколам PoW, крытыкі сцвярджаюць, што пратаколы PoS аддаюць перавагу вялікім трымальнікам токенаў - багатыя становяцца ўсё багацей кожны раз, калі яны атрымліваюць узнагароду ў якасці валідатара. Нягледзячы на ​​тое, што гэта слушная крытыка, вядучыя трымальнікі токенаў маюць фінансавы стымул дзейнічаць сумленна ў якасці валідатараў, паколькі любыя пашкоджанні або збоі ў працы сеткі акажуць негатыўны ўплыў на кошт іх уласных токенаў, што яшчэ больш павысіць бяспеку сеткі. 

Большасць арыгінальных сетак PoS патрабуе мінімальнай сумы стаўкі, каб стаць валідатарам сеткі. Тым не менш, многія блокчейн-праекты накіраваны на змякчэнне рызыкі перавагі больш буйных трымальнікаў токенаў у шкоду іншым карыстальнікам, каб падтрымліваць аптымальную дэцэнтралізацыю і справядлівасць. Было распрацавана некалькі варыянтаў механізму кансенсусу PoS, якія імкнуцца палепшыць гэты працэс выбару валідатара і павысіць эфектыўнасць сеткі.

Дэлегаваны доказ долі

У архітэктуры Delegated Proof-of-Stake (DPoS) удзельнікі сеткі маюць права дэлегаваць вытворчасць новых блокаў фіксаванай колькасці дэлегатаў, часта таксама вядомых як «сведкі». Карыстальнікі вызначаюць, якія дэлегаты будуць правяраць новыя блокі з дапамогай дэмакратычнага механізму галасавання, у якім галасы ўзважваюцца ў залежнасці ад колькасці токенаў, зачыненых у крыпта-кашальках платформы. Гэты працэс галасавання бесперапынны, і карыстальнікі могуць у любы час замяніць неэфектыўных дэлегатаў іншым валідатарам. Гэта азначае, што дэлегаты павінны паводзіць сябе сумленна і эфектыўна, каб працягваць атрымліваць падтрымку сваіх выбаршчыкаў/зацікаўленых бакоў. Зацверджаныя дэлегаты падзялілі правы на вытворчасць блокаў пароўну паміж сабой. У абмен на падтрымку дэлегата, зацікаўленыя бакі атрымліваюць долю ўзнагароджання гэтага дэлегата за вытворчасць блокаў прапарцыйна іх жэтонам, пастаўленым гэтым дэлегатам.

Гэты ўзважаны працэс галасавання і дэлегавання, магчыма, робіць працэс стварэння блока DPoS больш дэмакратычным, чым традыцыйныя пратаколы PoS, і паколькі парог для ўдзелу ў працэсе галасавання DPoS вельмі нізкі, DPoS шырока лічыцца адным з самых раўнапраўных спосабаў дасягнуць кансенсусу па дэцэнтралізаваных сетках.

Акрамя таго, паколькі невялікая група валідатараў можа дасягнуць кансенсусу хутчэй, чым сістэма, якая патрабуе кансенсусу па ўсёй сетцы, сістэмы DPoS могуць генераваць блокі хутчэй і апрацоўваць больш транзакцый у секунду, чым многія іншыя кансенсусныя пратаколы. Пры гэтым, паколькі пратаколы DPoS ўсталёўваюць жорсткае абмежаванне на колькасць актыўных дэлегатаў, якія ствараюць новыя блокі (звычайна 20-100), гэтая структура па-ранейшаму прыводзіць да пэўнай ступені цэнтралізацыі.

У той час як традыцыйныя пратаколы PoS з'яўляюцца псеўдавыпадковымі, але ўзважаныя на карысць вялікіх трымальнікаў токенаў, DPoS дазваляе ўсім уладальнікам токенаў гуляць пэўную ролю ва ўплыве на сеткавыя рашэнні. У выніку ў цяперашні час DPoS з'яўляецца найбольш распаўсюджаным варыянтам PoS. Некалькі буйных праектаў, уключаючы EOSIO і TRON , выкарыстоўваюць DPoS.

Арандаваны доказ долі

Арандаваны доказ долі (LPoS) - гэта механізм кансенсусу, які выкарыстоўваецца, у прыватнасці, у блокчейне Waves, пры якім карыстальнікі здаюць крыптатокены ў арэнду вузлу, які мае намер дзейнічаць у якасці вытворцы сеткавых блокаў. Чым больш токенаў паставіў вузел, тым больш верагоднасць, што ён будзе абраны для стварэння наступнага блока і атрымання адпаведнага ўзнагароджання, а ўладальнікі токенаў маюць права скасаваць арэнду ў любы час. У выніку меншыя трымальнікі токенаў, якія інакш не мелі б права ўдзельнічаць у працэсе стварэння блока ў традыцыйнай сістэме PoS, могуць аб'яднаць свае актывы і павялічыць свае шанцы на атрыманне долі сеткавай платы за транзакцыю. Карыстальнікі могуць хадзіць па крамах, каб знайсці вузел, які найлепшым чынам адпавядае іх інвестыцыйнай стратэгіі, паколькі некаторыя вузлы могуць размяркоўваць большыя ўзнагароды.

Пратаколы LPoS лепш за ўсё прымяняцца да сетак, якія маюць высокія тэхнічныя патрабаванні, звязаныя з запускам поўнага вузла, здольнага правяраць транзакцыі ў ланцужку. Гэты механізм кансенсусу ўзнагароджвае найбольш прадукцыйныя вузлы, стымулюючы меншых карыстальнікаў падтрымліваць найбольш эфектыўныя валідатары празрыстым і ўстойлівым чынам. 

З пункту гледжання чыстага эфекту гэты механізм кансенсусу даволі падобны на DPoS. Аднак у той час як валідатары DPoS выбіраюцца па выніках галасавання іншых удзельнікаў сеткі з найбольшай стаўкай, трымальнікі токенаў у сетцы LPoS могуць наўпрост пазычаць і пазычаць токены, каб самі ўдзельнічаць у працэсе вытворчасці блока.

Чысты доказ стаўкі

Pure Proof of Stake (PPoS) — гэта вельмі дэмакратызаваная форма PoS, якая выкарыстоўваецца Algorand, публічным блокчейн-праектам, арыентаваным на распрацоўку зручных дэцэнтралізаваных прыкладанняў (dApp). У адрозненне ад многіх іншых формаў PoS, механізмы кансенсусу PPoS не маюць убудаванага механізму санкцый для прадухілення шкоднаснай дзейнасці вузла або патэнцыйных памылак бяспекі, такіх як праверка дублікатаў блокаў. Замест гэтага, PPoS прапануе нізкія мінімальныя патрабаванні да стаўкі для ўдзелу і бяспекі сеткі, што адкрывае дзверы для ўсіх зацікаўленых карыстальнікаў. Гэта стварае сістэму, у якой было б фінансава самаразбуральна для махляраў, каб парушыць або захапіць сетку.

У сетцы Algorand толькі 1 токен ALGO патрабуецца для ўдзелу ў працэсе сеткавага стэкінга. Наадварот, Ethereum 2.0 патрабуе мінімальнай стаўкі ў 32 эфіру (ETH), якая ўсталёўвае значна больш высокі бар'ер для ўваходу для карыстальнікаў. Любы карыстальнік сеткі Algorand можа быць выпадковым і таемным чынам абраны для прапановы новых блокаў і галасавання па прапановах, і верагоднасць таго, што дадзены карыстальнік будзе абраны - і вага яго прапаноў і галасоў - прапарцыйныя доле гэтага карыстальніка. Сістэма PPoS будзе працаваць у звычайным рэжыме, пакуль дзве траціны вузлоў сеткі дзейнічаюць сумленна, і хоць нізкія мінімальныя патрабаванні да стаўкі, звязаныя з PPoS, могуць патэнцыйна падарваць бяспеку сеткі ў некаторых сцэнарах, гэты пратакол добра служыў Algorand на сённяшні дзень.

Доказ важнасці

У той час як традыцыйныя механізмы кансенсусу PoS ўлічваюць толькі суму капіталу, які мае вузел пры вызначэнні магчымасцяў прапарцыйнага кіравання гэтага вузла, механізмы Proof-of-Importance (PoI) уключаюць дадатковыя фактары пры ўзважванні адпаведнага ўзроўню ўплыву кожнага вузла на ланцужку. PoI - гэта ітэрацыя PoS, якая імкнецца выкарыстоўваць больш цэласны падыход да ацэнкі ўнёску карыстальнікаў, а не проста засяроджвацца на патрабаванні да капіталу. PoI быў упершыню прадстаўлены праектам Руху новай эканомікі (NEM).

Нягледзячы на ​​тое, што дакладныя крытэрыі ацэнкі, якія выкарыстоўваюцца ў PoI, адрозніваюцца, многія з гэтых механізмаў кансенсусу запазычваюць функцыі з алгарытмаў, якія выкарыстоўваюцца ў сеткавай кластарызацыі і ранжыраванні старонак. Агульныя фактары ўключаюць колькасць перадач, у якіх удзельнічаў вузел на працягу вызначанага перыяду часу, і ступень, у якой розныя вузлы ўзаемазвязаны праз кластары дзейнасці.

PoI дапамагае знізіць рызыку залішняй канцэнтрацыі багаццяў, паколькі вядучыя трымальнікі токенаў не валодаюць абсалютнай уладай у сетцы. Паколькі адзнака важнасці кожнага вузла з'яўляецца дынамічнай і заснавана на сеткавай актыўнасці, гэты механізм кансенсусу перашкаджае форкам блокчейна, паколькі карыстальнікам трэба будзе выдаткаваць рэсурсы, каб заставацца актыўнымі ў абедзвюх раздвоеных сетках, каб падтрымліваць свой вынік. 

Ліквідны доказ долі

Liquid Proof-of-Stake (LPoS) дазваляе трымальнікам токенаў пазычаць свае правы на праверку іншым карыстальнікам, не адмаўляючыся ад уласнасці на токены. Нягледзячы на ​​тое, што гэта можа здацца падобным на DPoS, трымальнікі токенаў у сетцы LPoS робяць уласны выбар адносна таго, дэлегаваць свае правы на праверку токенаў іншым карыстальнікам або паставіць свае ўласныя токены. Акрамя таго, колькасць актыўных вузлоў валідатара ў LPoS з'яўляецца дынамічным, што адрозніваецца ад фіксаванага колькасці валідатараў DPoS. Напрыклад, Tezos, які выкарыстоўвае LPoS, тэхнічна здольны падтрымліваць да 80 000 валідатараў замест некалькіх дзесяткаў валідатараў, якія дазваляюць большасць сетак DPoS, а працэс стварэння блока Tezos не ўключае выбары.

У выніку карыстальнікі ў сетцы LPoS валодаюць высокай ступенню гнуткасці ў плане ўдзелу ў сетцы. Напрыклад, буйныя трымальнікі токенаў могуць стаць валідатарамі блокаў, выстаўляючы ўласныя сродкі без неабходнасці знешняга зацвярджэння, а меншыя ўладальнікі, якія не маюць рэсурсаў для праверкі блокаў самі, могуць падтрымліваць буйнейшых трымальнікаў або збірацца разам, каб сфармаваць эфектыўныя кааліцыі. У той жа час, паколькі правы на праверку LPoS вельмі плыўныя і іх можна лёгка змяніць, гэтая налада дапамагае знізіць рызыку захопу ўсёй сеткі кааліцыяй большасці.

Доказ пацверджання

Proof-of-Validation (PoV) з'яўляецца унікальным механізмам кансенсусу PoS, які працуе для дасягнення кансенсусу з дапамогай выстаўленых вузлоў валідатара. Як правіла, кожны вузел у сістэме PoV захоўвае поўную копію паслядоўнасці транзакцый у блоках, створаных у блокчейне, копію ўсіх уліковых запісаў карыстальнікаў, якія можна ідэнтыфікаваць па адкрытым ключы карыстальніка, і ўсе крыпта-токены, якімі валодае гэты вузел. Адтуль карыстальнікі могуць паставіць свае манеты ў вузлы валідатара, і, такім чынам, колькасць токенаў, пастаўленых у кожны валідатар, вызначае колькасць галасоў, якімі валодае канкрэтны валідатар.

Новы блок пацвярджаецца, як толькі набор валідатараў з як мінімум дзвюма трацінамі агульнай магутнасці галасавання сеткі адпраўляе галасаванне за гэты блок. Аднак гэта таксама азначае, што пратаколы PoV могуць быць візантыйскімі адмоваўстойлівымі, у тым сэнсе, што яны могуць заставацца здаровымі толькі ў тым выпадку, калі адна траціна або менш ад агульнай колькасці вузлоў сеткі пад пагрозай. Алгарытм кансенсусу Tendermint сеткі Cosmos з'яўляецца тыпам пратаколу PoV.

Гібрыдны доказ долі

У той час як большасць пратаколаў PoS з'яўляюцца наўмысным адыходам ад PoW, некаторыя гібрыдныя механізмы кансенсусу выкарыстоўваюць элементы як PoW, так і PoS-мадэляў для ўключэння аперацый у ланцужку. У большасці выпадкаў гэтыя гібрыдныя механізмы кансенсусу (HPoS) абапіраюцца на PoW Майнер для стварэння новых транзакцый з размяшчэннем блокаў, якія затым перадаюцца ў валідатары PoS, якія галасуюць за тое, ці варта пацвярджаць блокі і запісваць іх у кнігу блокчейна.

Пратаколы HPoS могуць дапамагчы стабілізаваць цану роднай манеты сеткі, і, дазваляючы ўдзельнікам PoS галасаваць за новыя блокі і змены ў кансенсусных ролях сеткі, майнер з меншай верагоднасцю дасягнуць манаполіі на хэш-магутнасць. Такім чынам, спалучаючы магутнасць хэшавання з галасаваннем зацікаўленых бакоў, пратаколы HPoS могуць дасягнуць уражлівага ўзроўню бяспекі і стабільнасці сеткі. Некалькі вядомых праектаў прынялі гібрыдны механізм кансенсусу PoW/PoS, уключаючы Dash і Decred, а маючае адбыцца абнаўленне Ethereum Casper перавядзе сетку Ethereum на мадэль HPoS.

Змена механізму кансенсусу - адзіная канстанта

Па меры таго як распрацоўшчыкі блокчейна змешваюць і спалучаюць існуючыя пратаколы і распрацоўваюць новыя спосабы аптымізацыі кіравання ў ланцужку, колькасць кансенсусных механізмаў - на аснове PoS або іншых - будзе працягваць расці. Нягледзячы на ​​тое, што апісаныя пратаколы прадстаўляюць шырокі погляд на доказ долі на практыцы сёння, змены з'яўляюцца адзінай канстантай у прасторы блокчейн. 

Да гэтага часу сотні блокчейн-праектаў укаранілі некаторыя формы PoS, і, як чакаецца, за кошт паляпшэння прыняцця сеткавых рашэнняў, маштабаванасці і эфектыўнасці выкарыстання рэсурсаў гэтая катэгорыя механізму кансенсусу будзе гуляць усё больш неад'емную ролю ў будучыні індустрыі блокчейн.