L'algorithme de consensus de la preuve d'enjeu déléguée (DPoS) est considéré par beaucoup comme une version plus efficace et démocratique du mécanisme de PoS qui le précédait.
Les systèmes PoS et DPoS sont tous deux utilisés comme alternative à l'algorithme de consensus Proof of Work, puisqu'un système PoW nécessite, de par sa conception, de nombreuses ressources externes. L'algorithme Proof of Work utilise une grande quantité de puissance de calcul afin de sécuriser un registre distribué qui soit immuable, décentralisé et transparent. Au contraire, les PoS et les DPoS nécessitent moins de ressources et ont, de par leur conception, moins d’impact sur l'environnement. Pour comprendre le fonctionnement de la preuve d'enjeu déléguée, il faut d’abord comprendre les bases des algorithmes de preuve de travail et de preuve d'enjeu qui l’ont précédé.
Preuve de travail (PoW)
La plupart des systèmes de crypto-monnaie s'exécutent sur un registre distribué appelé blockchain et la preuve de travail a été le premier algorithme de consensus utilisé. Il a été mis en œuvre en tant que composant central du protocole Bitcoin, chargé de générer de nouveaux blocs et de sécuriser le réseau (via le processus de minage). Le bitcoin a été proposé comme alternative au système monétaire mondial traditionnel, centralisé et inefficace. PoW a introduit un protocole consensuel viable qui ne nécessite plus que la transmission de fonds soit dirigée par une administration centrale. Il fournit des règlements de paiement décentralisés en temps réel sur un réseau économique pair-à-pair, éliminant ainsi le besoin d'intermédiaires et réduisant le coût de transaction global.
Incluant aussi d’autres types de nœuds, un système de preuve de travail est géré par un réseau de nœuds de minage, qui utilisent un matériel spécialisé (ASIC) pour tenter de résoudre des problèmes cryptographiques complexes. En moyenne, un nouveau bloc est extrait toutes les 10 minutes. Le mineur ne peut ajouter un nouveau bloc à la blockchain que s'il parvient à trouver la solution pour ce bloc. En d'autres termes, un mineur ne peut le faire qu'après avoir complété une preuve de travail, ce qui lui vaut d’être recompensé par des coins nouvellement créées ainsi que tous les frais de transaction de ce bloc spécifique. Néanmoins, le processus induit un coût élevé car beaucoup d’énergie et de tentatives infructueuses sont nécessaire pour y arriver. De plus, le matériel ASIC est assez coûteux.
Au-delà des efforts de maintenance du système, des questions subsistent quant à la possibilité d'utiliser un système PoW, notamment en ce qui concerne la scalabilité (nombre de transactions par seconde très limité). Cependant, les blockchains PoW sont considérées comme les plus sûres et les plus fiables et restent la norme en tant que solution de traitement tolérante des irrégularités.
La preuve d'Enjeu (Proof of Stake)
L'algorithme de consensus Proof of Stake est l'alternative la plus courante à Proof of Work. Les systèmes de PoS ont été conçus pour répondre à certaines des inefficacités et des problèmes émergents qui se posent généralement sur les blockchains basées sur le PoW. Ils abordent spécifiquement les coûts associés au minage du PoW (consommation d'énergie et matériel). Fondamentalement, une blockchain preuve d'enjeu est sécurisée de manière déterministe. Il n’y a pas de minage dans ces systèmes et la validation de nouveaux blocs dépend du nombre de Coins dont la possession est prouvée. Plus une personne détient de Coins verrouillés en “stake”, plus les chances d'être choisi comme validateur (également appelé monnayeur ou forgeur) de bloc sont élevées.
Alors que les systèmes PoW reposent sur des investissements externes (consommation d'énergie et matériel), une blockchain preuve d'enjeu est sécurisée par le biais d'un investissement interne (dans la crypto-monnaie elle-même).
De plus, les systèmes PoS rendent l'attaque d'une blockchain plus coûteuse, car une attaque réussie nécessiterait la possession d'au moins 51 % du total des Coins existants. Des attaques infructueuses entraîneraient d’énormes pertes financières. Malgré les avantages et les arguments convaincants en faveur du PoS, de tels systèmes en sont encore à leurs débuts et doivent encore être testés à plus grande échelle.
Preuve d'enjeu déléguée (Delegated Proof of Stake)
L'algorithme de consensus de preuve d'enjeu déléguée (DPoS) a été développé par Daniel Larimer en 2014. BitShares, Steem, Ark et Lisk font partie des projets de crypto-monnaie qui utilisent l'algorithme de consensus DPoS.
Une blockchain basée sur DPoS est créée avec un système de vote où les parties prenantes sous-traitent leur travail à un tiers. En d'autres termes, ils peuvent voter pour quelques délégués qui sécuriseront le réseau en leur nom. Les délégués peuvent également être appelés témoins et ils sont chargés de parvenir à un consensus lors de la génération et de la validation de nouveaux blocs. Le nombre de voix est proportionnel au nombre de Coins que chaque utilisateur détient. Le système de vote varie d'un projet à l'autre, mais en général, chaque délégué candidat présente une proposition individuelle lorsqu'il demande des votes. Habituellement, les récompenses recueillies par les délégués sont partagées proportionnellement avec leurs électeurs respectifs.
Par conséquent, l'algorithme DPoS crée un système de vote qui dépend directement de la réputation des délégués. Si un nœud élu se comporte mal ou ne fonctionne pas efficacement, il sera rapidement expulsé et remplacé par un autre.
En ce qui concerne les performances, les blockchains DPoS sont plus flexibles, car elles sont capables de traiter plus de transactions par seconde (TPS), par rapport à PoW et PoS.
DPoS et PoS
Alors que PoS et DPoS sont similaires au sens de la participation par le verouillage de Coins, DPoS présente un nouveau système de vote démocratique, par lequel les producteurs de blocs sont élus. Dans la mesure où un système DPoS est maintenu par les électeurs, les délégués sont motivés pour être honnêtes et efficaces sans quoi un vote les limoge. En outre, les blockchains de DPoS ont tendance à être plus rapides en termes de transactions par seconde que les transactions de PoS.
DPoS et PoW
Là où PoS tente de solutionner les défauts de PoW, DPoS cherche à rationaliser le processus de production de blocs. Pour cette raison, les systèmes DPoS sont capables de traiter rapidement de plus grandes quantités de transactions blockchain. Pour le moment, DPoS n'est pas utilisé de la même manière que PoW ou PoS. Le PoW est toujours considéré comme l’algorithme de consensus le plus sûr, et en tant que tel, c’est par ce biais que se produit le plus grand nombre de transmissions monétaires. PoS est plus rapide que PoW et a potentiellement plus de cas d'utilisation. DPoS limite l'utilisation du verouillage de Coins à l’élection des producteurs de blocs. Sa production réelle de bloc est prédéterminée contrairement au système de PoW basé sur la concurrence. Les témoins ont chacun leur tour dans la production de bloc. Certains prétendent que DPoS devrait être considéré comme un système de preuve de l'autorité.
Conclusion
Le DPoS diffère considérablement du PoW et même du PoS. Son incorporation du vote des parties prenantes est un moyen de décider et de motiver des délégués (ou des témoins) honnêtes et efficaces. Toutefois, la production de blocs actuelle est assez différente de celle des systèmes de PoS et, dans la plupart des cas, elle offre de meilleures performances en termes de transactions par seconde.