Delegated Proof of Stake Uitgelegd

04.12.2018

Het Delegated Proof of Stake (DPos) consensus-algoritme wordt door veel mensen beschouwd als een efficiëntere en democratische versie van het voorgaande PoS-mechanisme. Zowel Pos als DPoS worden beide ingezet als een alternatief voor het Proof of Work consensus-algorithm, aangezien PoW zo is ontworpen dat het veel externe hulpmiddelen nodig heeft. Het Proof of Work algoritme vraagt om grote hoeveelheden computerkracht om een onveranderbare, gedecentraliseerde en transparante “Distributed Ledger” te kunnen waarborgen. Aan de andere kant vragen PoS en DPoS minder hulpmiddelen en zijn ze zo ontworpen dat ze duurzamer en ecologischer zijn. Om te kunnen begrijpen hoe Delegated Proof of Stake werkt, moet men eerst begrijpen hoe de basisprincipes van Proof of Work en Proof of Stake algoritmes werken die hier aan vooraf gingen.


Proof of Work (PoW)

De meeste cryptocurrency systemen opereren op basis van een “Distributed Ledger” genaamd de Blockchain en het Proof of Work was daarbij het eerste consensus-algoritme dat werd gebruikt. Het werd toegepast als een belangrijk component van het Bitcoin-protocol, dat verantwoordelijk is voor het genereren van nieuwe Blocks en het netwerkonderhoud veilig stelt (door middel van het Mining-proces). Het idee was dat Bitcoin een alternatief biedt voor het traditionele geglobaliseerde monetaire-systeem, dat niet efficiënt en gecentraliseerd beheerd wordt. PoW introduceerde een levensvatbaar consensus-protocol dat de overdracht van geld onder leiding van een centrale autoriteit overbodig maakt. Het maakte een real-time gedecentraliseerde betaalovereenkomst gebaseerd op economie van een peer-to-peer netwerk mogelijk, waarbij de noodzaak van tussenpersonen overbodig werd en de algemene transactiekosten verlaagd werden.

Samen met andere type nodes wordt een Proof of Work systeem onderhouden door een netwerk van mining-nodes die gebruik maken van gespecialiseerde hardware (ASICs) om op die manier complexe cryptografische problemen op te lossen. Gemiddeld wordt er iedere tien minuten een nieuwe block ge-mined. De miner is alleen in staat een nieuwe block toe te voegen aan de blockchain als hij voor de block een oplossing vindt. Met andere woorden is een miner hiertoe alleen in staat na het afronden van een “proof of work” (bewijs van geleverd werk) wat hem het recht geeft op nieuwe gecreëerde coins en de daarbij behorende transactie vergoeding uit dat specifieke block. Dit komt echter tegen een hoge prijs aangezien het grote hoeveelheden energie en veel mislukte pogingen vergt. Daarnaast is de benodigde ASIC-hardware kostbaar in aanschaf. Buiten het behoud van het systeem zijn er zwaarwegende vraagstukken tot welke grenzen het PoW-systeem toegepast kan worden, met het oog op de opschaalbaarheid (er zijn maar enkele transacties per seconde mogelijk). Ondanks dit alles worden PoW-blockchains wel beschouwd als het meest veilig, betrouwbaar en blijft het de standaard binnen “fault-tolerance technologie” oplossingen


Proof of Stake (PoS)

Het Proof of Stake consensus algoritme is het meest gebruikelijke alternatief voor Proof of Work. PoS-systemen zijn ontworpen om enkele problemen rondom inefficiëntie en de problemen die zich gaandeweg op deden rondom PoW-based blockchains op te lossen. Het richt zich met name op de kosten die gepaard gaan met PoW-mining (energieverbruik en hardware). Simpel gezegd, een Proof of Stake-blockchain is veilig gesteld op een vooraf bepaalde wijze. Er is geen sprake van mining bij deze systemen en de verificatie / validatie van nieuwe blocks hangt af van het aantal coins dat wordt “ge-staked”. Hoe meer coins een persoon “staked” (op-pot), hoe groter de kans om gekozen te worden als block validator (ook wel een “minter” of “forger” genaamd).  

Terwijl PoW-Systemen afhankelijk zijn van externe investeringen (energieconsumptie en hardware), wordt een Proof of Stake-blockchain veilig gesteld door een interne investering (door de cryptocurrency zelf) 

Aanvullend hierop is dat het aanvallen van de blockchain van PoS-systemen het erg kostbaar is, aangezien een succesvolle aanval betekent dat de aanvaller minimaal 51% van alle bestaande coins moet bezitten. Afgeslagen aanvallen zullen dan ook resulteren in immense financiële verliezen. Ondanks de positieve kanten en de overtuigende argumenten in het voordeel van PoS, moet wel gezegd worden dat dergelijke systemen nog in de kinderschoenen staan en dat dit nog niet getest is op grote schaal. 


Delegated Proof of Stake (DPoS)

Het Delegated Proof of Stake (DPoS) consensus algoritme is ontwikkeld door Daniel Larimer, in 2014. Bitshares, Steem, Ark, and Lisk zijn enkele voorbeelden van cryptocurrency-projecten die gebruik maken van het DPoS consensus algoritme.

Een DPoS-based blockchain telt d.m.v. een stemsysteem waar stakeholders hun werk outsourcen aan een third-party. Met andere woorden; ze zijn in staat om te stemmen op enkele afgevaardigden die hun netwerk veilig stemmen De afgevaardigden kunnen ook gezien worden als toezichthouders aangezien ze verantwoordelijk zijn voor het verkrijgen van overeenstemming (consensus) tijdens de validatie van nieuwe blocks. De impact van de stem is proportioneel aan het aantal coins dat iedere gebruiker in bezit heeft. Het stemsysteem verschilt per project, maar over het algemeen moet iedere afgevaardigde een voorstel doen om stemmen te verkrijgen. Doorgaans worden de opbrengsten van de afgevaardigden in verhouding gedeeld met de kiesmannen. Hierdoor wordt bij een DPoS-algoritme een stem-systeem gecreëerd dat afhankelijk is van de reputatie van de afgevaardigden. Als een verkozen node zich niet gedraagt zoals verwacht of niet efficiënt blijkt te werken, dan zal deze snel verwijderd en vervangen worden voor een andere.

Met betrekking tot performance zijn DPoS blockchains beter schaalbaar, waardoor deze ins staat zijn om meer transacties per seconde (TPS) te verwerken in tegenstelling tot PoW en PoS.


DPoS vs PoS

Hoewel PoS en DPoS overeenkomsten hebben op het gebied van stakeholding, biedt DPoS een vernieuwend stem-systeem die er voor zorgt dat de block producenten worden verkozen. Aangezien een DPoS-systeem wordt onderhouden door de kiesmannen, zullen de afgevaardigden gemotiveerd zijn om eerlijk en efficiënt te blijven omdat ze anders weggestemd kunnen worden. Aanvullend hierop hebben DPoS blockchains de neiging als sneller gezien te worden op het gebied van transacties per seconde dan de PoS blockchains. 

DPoS vs PoW

Waar PoS zich richt op het oplossen van problemen van PoW, beoogd DPoS om het versnellen van het productieproces. Om die reden zijn DPoS systemen beter in staat om grote aantallen blockchain transacties te verwerken. Maar DPoS wordt echter niet op dezelfde manier gebruikt als PoW of PoS. PoW wordt nog steeds gezien als het meest veilige consensus algoritme waardoor hier nog het meeste geld in omgaat. PoS is sneller dan PoW en heeft in potentie meer gebruiksmogelijkheden. DPoS beperkt het gebruik van “staking” tot het verkiezen van afgevaardigde blockproducenten. Het werkelijke aantal geproduceerde blocks is op voorhand vastgesteld in tegenstelling tot het competitie-gebaseerde systeem van PoW. Iedere toezichthouder krijgt zijn kans bij blockproductie. Sommige claimen zelfs dat DPoS gezien moet worden als een Proof of Authority systeem (bewijs van autoriteit).   


Conclusie

DPoS verschilt substantieel van PoW en zelfs van PoS. het introduceren van stakeholder-stemmen zorgt voor eerlijke en gemotiveerde afgevaardigden (en toezichthouders). Hoewel de werkelijke blockproductie van DPoS verschilt van PoS-systemen, geeft het wel de mogelijkheden tot betere prestaties op het gebied van transacties per seconde.

Loading