Ο αλγόριθμος ομοφωνίας Delegated Proof of Stake (DPoS) θεωρείται από πολλούς ως μια πιο αποτελεσματική και δημοκρατική έκδοση του προηγούμενου μηχανισμού PoS.
Τόσο το PoS όσο και το DPoS χρησιμοποιούνται ως εναλλακτική λύση στον αλγόριθμο ομοφωνίας Proof of Work, δεδομένου ότι ένα σύστημα PoW απαιτεί, από τη φύση του, πολλούς εξωτερικούς πόρους. Ο αλγόριθμος Proof of Work χρησιμοποιεί μεγάλο όγκο υπολογιστικής εργασίας, προκειμένου να εξασφαλίσει ένα αμετάβλητο, αποκεντρωμένο και διαφανές κατανεμημένο καθολικό. Αντίθετα, τα PoS και DPoS απαιτούν λιγότερους πόρους και είναι, από τη φύση τους, πιο βιώσιμα και φιλικά προς το περιβάλλον. Για να κατανοήσει κανείς πώς λειτουργεί το Delegated Proof of Stake, πρέπει πρώτα να κατανοήσει τα βασικά στοιχεία των αλγόριθμων Proof of Work και Proof of Stake που προηγούνται.
Proof of Work (Proof-of-Work, ή PoW)
Τα περισσότερα συστήματα κρυπτονομισμάτων λειτουργούν πάνω σε ένα κατανεμημένο καθολικό που ονομάζεται blockchain και ο αλγόριθμος Proof-of-Work (PoW) ήταν ο πρώτος αλγόριθμος ομοφωνίας που χρησιμοποιήθηκε. Εφαρμόστηκε ως βασικό στοιχείο του πρωτοκόλλου Bitcoin, το οποίο είναι υπεύθυνο για τη δημιουργία νέων block και τη διατήρηση της ασφάλειας του δικτύου (μέσω της διαδικασίας εξόρυξης). Το Bitcoin προτείνεται ως εναλλακτική λύση στο παραδοσιακό παγκόσμιο νομισματικό σύστημα, το οποίο είναι συγκεντρωτικό και αναποτελεσματικό. Το PoW έφερε ένα βιώσιμο πρωτόκολλο ομοφωνίας που έκανε περιττή τη μεταφορά χρημάτων υπό την καθοδήγηση μιας κεντρικής αρχής. Προσέφερε αποκεντρωμένους διακανονισμούς πληρωμών σε πραγματικό χρόνο σε ένα οικονομικό δίκτυο peer-to-peer, καταργώντας την ανάγκη για μεσάζοντες και μειώνοντας το συνολικό κόστος των συναλλαγών.
Μαζί με άλλους τύπους κόμβων, ένα σύστημα Proof-of-Work (PoW) διατηρείται από ένα δίκτυο κόμβων εξόρυξης, οι οποίοι χρησιμοποιούν ειδικό υλισμικό (ASIC) για να προσπαθούν να επιλύσουν πολύπλοκα προβλήματα κρυπτογράφησης. Κατά μέσο όρο, ένα νέο block εξορύσσεται κάθε 10 λεπτά. Ο εξορύκτης μπορεί να προσθέσει ένα νέο block στο blockchain μόνο αν καταφέρει να βρει τη λύση για το συγκεκριμένο block. Δηλαδή, ένας εξορύκτης μπορεί να το κάνει μόνο αφού ολοκληρώσει ένα proof of work, το οποίο με τη σειρά του τον ανταμείβει με νέα νομίσματα και όλες τις προμήθειες συναλλαγών του συγκεκριμένου block. Ωστόσο, αυτό έχει υψηλό κόστος, διότι απαιτεί μεγάλη ενέργεια και ανεπιτυχείς προσπάθειες. Επιπλέον, το υλισμικό ASIC είναι αρκετά ακριβό.
Πέρα από την προσπάθεια συντήρησης του συστήματος, υπάρχουν ακόμα ερωτήματα σχετικά με το κατά πόσο μπορεί να εφαρμοστεί ένα σύστημα PoW - ιδίως όσον αφορά την κλιμάκωση (πολύ περιορισμένος αριθμός συναλλαγών ανά δευτερόλεπτο). Ωστόσο, τα blockchain PoW θεωρούνται τα πλέον ασφαλή και αξιόπιστα και παραμένουν το πρότυπο για μια λύση fault-tolerance.
Proof of Stake (PoS)
Ο αλγόριθμος ομοφωνίας Proof of Stake (PoS) είναι η πιο συνηθισμένη εναλλακτική λύση για τον αλγόριθμο Proof-of-Work (PoW). Τα συστήματα PoS έχουν σχεδιαστεί για να καλύψουν ορισμένες από τις ανεπάρκειες και τα αναδυόμενα προβλήματα που συνήθως προκύπτουν σε blockchain που βασίζονται σε PoW. Συγκεκριμένα καλύπτει το κόστος που σχετίζεται με την εξόρυξη PoW (κατανάλωση ενέργειας και υλισμικό). Βασικά, ένα blockchain Proof of Stake (PoS) εξασφαλίζεται με ντετερμινιστικό τρόπο. Δεν υπάρχει εξόρυξη σε αυτά τα συστήματα και η επικύρωση των νέων block εξαρτάται από τον αριθμό των νομισμάτων με ενέργεια Staking. Όσο περισσότερα νομίσματα με ενέργεια Staking έχει ένα άτομο, τόσο μεγαλύτερες είναι οι πιθανότητες να επιλεγεί ως επικυρωτής block (επίσης γνωστός ως minter ή forger).
Ενώ τα συστήματα PoW βασίζονται σε εξωτερικές επενδύσεις (κατανάλωση ενέργειας και υλισμικό), το blockchain Proof of Stake (PoS) εξασφαλίζεται μέσω μιας εσωτερικής επένδυσης (το ίδιο το κρυπτονόμισμα).
Επιπλέον, τα συστήματα PoS κάνουν την επίθεση σε ένα blockchain πιο δαπανηρή, καθώς μια επιτυχής επίθεση θα απαιτούσε την κατοχή τουλάχιστον του 51% του συνόλου των υπαρχόντων νομισμάτων. Οι αποτυχημένες επιθέσεις θα είχαν ως αποτέλεσμα τεράστιες οικονομικές ζημίες. Παρά τα πλεονεκτήματα και τα πειστικά επιχειρήματα υπέρ των PoS, τα εν λόγω συστήματα είναι ακόμη σε αρχικό στάδιο και δεν έχουν δοκιμαστεί ακόμη σε μεγαλύτερες κλίμακες.
Delegated Proof of Stake (DPoS)
Ο αλγόριθμος ομοφωνίας Delegated Proof of Stake (DPoS) αναπτύχθηκε από τον Daniel Larimer το 2014. Τα Bitshares, Steem, Ark και Lisk είναι μερικά από τα έργα κρυπτονομισμάτων που χρησιμοποιούν τον αλγόριθμο ομοφωνίας DPoS.
Ένα blockchain που βασίζεται στο DPoS κάνει μετρήσεις μέσω ενός συστήματος ψηφοφορίας, όπου οι ενδιαφερόμενοι αναθέτουν την εργασία τους σε τρίτους. Με άλλα λόγια, μπορούν να ψηφίσουν μερικούς αντιπροσώπους που θα ασφαλίσουν το δίκτυο για λογαριασμό τους. Οι αντιπρόσωποι μπορούν επίσης να αποκαλούνται μάρτυρες και είναι υπεύθυνοι για την επίτευξη ομοφωνίας κατά τη διάρκεια της δημιουργίας και επικύρωσης νέων block. Το δικαίωμα ψήφου αναλογεί στον αριθμό των νομισμάτων που διαθέτει κάθε χρήστης. Το σύστημα ψηφοφορίας διαφέρει από έργο σε έργο, αλλά, σε γενικές γραμμές, κάθε αντιπρόσωπος παρουσιάζει μια ατομική πρόταση όταν ζητάει ψήφο. Συνήθως, οι ανταμοιβές που εισπράττουν οι αντιπρόσωποι μοιράζονται αναλογικά με τους αντίστοιχους εκλογείς τους.
Συνεπώς, ο αλγόριθμος DPoS δημιουργεί ένα σύστημα ψηφοφορίας που εξαρτάται άμεσα από τη φήμη των αντιπροσώπων. Αν ένας εκλεγμένος κόμβος δεν συμπεριφέρεται σωστά ή δεν λειτουργεί αποτελεσματικά, θα απομακρυνθεί γρήγορα και θα αντικατασταθεί από άλλον.
Όσον αφορά τις αποδόσεις, τα blockchain DPoS είναι πιο κλιμακούμενα, καθώς μπορούν να διεκπεραιώσουν περισσότερες συναλλαγές ανά δευτερόλεπτο (TPS), σε σύγκριση με τα PoW και PoS.
DPoS έναντι PoS
Ενώ το PoS και το DPoS μοιάζουν ως προς την έννοια των συμμετοχών, το DPoS παρουσιάζει ένα νέο δημοκρατικό σύστημα ψηφοφορίας, με το οποίο εκλέγονται οι παραγωγοί των block. Εφόσον ένα σύστημα DPoS διατηρείται από τους ψηφοφόρους, οι αντιπρόσωποι έχουν κίνητρο να είναι ειλικρινείς και αποτελεσματικοί, αλλιώς θα καταψηφιστούν. Επιπλέον, τα blockchain DPoS τείνουν να είναι ταχύτερα όσον αφορά τις συναλλαγές ανά δευτερόλεπτο (TPS) από ό,τι τα blockchain PoS.
DPoS έναντι PoW
Ενώ το PoS προσπαθεί να εξαλείψει τα σφάλματα του PoW, το DPoS επιδιώκει να βελτιώσει τη διαδικασία παραγωγής block. Για αυτόν τον λόγο, τα συστήματα DPoS μπορούν να διεκπεραιώνουν γρήγορα μεγαλύτερα ποσά συναλλαγών blockchain. Ωστόσο, το DPoS δεν χρησιμοποιείται με τον ίδιο τρόπο όπως το PoW ή το PoS. Το PoW εξακολουθεί να θεωρείται ο ασφαλέστερος αλγόριθμος ομοφωνίας, και, ως εκ τούτου, εκεί γίνεται η μεγαλύτερη μεταφορά χρημάτων. Το PoS είναι ταχύτερο από το PoW και έχει ενδεχομένως περισσότερες περιπτώσεις χρήσης. Το DPoS περιορίζει τη χρήση των ενεργειών Staking στην εκλογή παραγωγών block. Η πραγματική παραγωγή block είναι προκαθορισμένη σε αντίθεση με το σύστημα PoW που βασίζεται στον ανταγωνισμό. Κάθε μάρτυρας συμμετέχει στην παραγωγή block. Ορισμένοι ισχυρίζονται ότι το DPoS θα πρέπει να θεωρείται σύστημα Proof-of-Authority (PoA).
Το DPoS διαφέρει ουσιαστικά από το PoW και ακόμη και από το PoS. Η ενσωμάτωση ψηφοφορίας των ενδιαφερομένων χρησιμεύει ως μέσο για τη λήψη αποφάσεων και την υποκίνηση έντιμων και αποτελεσματικών αντιπροσώπων (ή μαρτύρων). Ωστόσο, η πραγματική παραγωγή block διαφέρει αρκετά από τα συστήματα PoS και, στις περισσότερες περιπτώσεις, παρέχει υψηλότερες επιδόσεις όσον αφορά τις συναλλαγές ανά δευτερόλεπτο.