Konsensus Proof of Work
To właśnie wysoka trudność nadpisania informacji zawartych w łańcuchu blockchaina pozwala funkcjonować tej technologii jako bezpiecznej księdze transakcji finansowych. W momencie gdy jeden z bloków zawierających konkretną transakcję uzyska status potwierdzonego, a zaraz po nim potwierdzone zostaną kolejne bloki z transakcjami, mało prawdopodobnym staje się możliwość, iż blok (oraz transakcja) zostaną nadpisane (lub co gorsza wysłane ponownie).
Atakujący wysyła pewną ilość kryptowalut w bloku X na giełdę. Zaraz po wysyłce swojej transakcji rozpoczyna kopanie alternatywnego łańcucha, na temat którego nie informuje sieci. Gdy pierwotna transakcja atakującego osiągnie wymaganą przez giełdę liczbę potwierdzeń, atakujący wymienia wysłane przez siebie środki na coś innego, a następnie wypłaca je z giełdy. Kiedy jego wypłata zostanie potwierdzona, uwalnia on wykopany przez siebie równoległy łańcuch (ang. Parallel chain), a jeśli jego łańcuch bloków powstał przez wykonanie większej ilości prawidłowej pracy (PoW; inaczej zawiera więcej poprawnych bloków) niż oryginalny łańcuch, sieć zaakceptuje ten łańcuch jako prawidłowy. Tym samym informacje na temat transakcji zawartych w oryginalnym łańcuchu tracą na znaczeniu (a w tym informacje na temat pierwotnego depozytu atakującego). Dzięki temu atakujący może następnie ponownie wydać te same środki.
Algorytm Konsensusu Proof of Stake
Algorytm Dowodu Stawki posiada jeszcze jeden dodatkowy problem w odniesieniu do dystrybucji tokenów. Górnicy w ramach algorytmu PoW ponoszą znaczne koszty (sprzęt, energia elektryczna) i aby móc funkcjonować na bieżąco sprzedają znaczną część wydobytych przez siebie kryptowalut, aby móc pokryć te koszty. W rezultacie wiele świeżo wydobytych kryptowalut trafia niemalże od razu na rynek, a nie są gromadzone przez górników. Forgerzy w PoS posiadają bardzo niskie koszty operacyjne, więc nie mają takiej samej presji na sprzedaż kryptowalut, które otrzymują za utrzymanie sieci. Posiadacze zasobnych portfeli danej kryptowaluty, którzy biorą udział w procesie PoS, mają tendencję do zwiększania swojego udziału w posiadanych przez siebie aktywach, ponieważ stale zbierają oni nagrody za transmisję poprawnych bloków oraz opłaty transakcyjne od użytkowników sieci. Jest to sytuacja analogiczna do feudalizmu - sieć jest skutecznie utrzymywana i obsługiwana przez posiadaczy dużej ilości danej kryptowaluty, a za możliwość korzystania z niej płacą im bezpośrednio jej użytkownicy. Uczestnictwo w procesie generowania bloków w wielu sieciach PoS możliwe jest dopiero od uzyskania określonego pułapu zasobności portfela.
Hybrydowy PoW/PoS
Aby móc aktywnie stake’ować w ramach komponentu PoS Decred, posiadacze kryptowaluty DCR muszą na pewien czas zamrozić swoje aktywa, aby kupić tzw. „bilety”. Cena za pojedynczy bilet jest ustalana przez mechanizm oparty na podstawowych prawach rynkowych. System stale dąży do przydzielenia określonej liczby biletów (dokładnie 40 960). Jeśli ich ilość chętnych na zakup biletów będzie większa niż wartość docelowa, to cena pojedynczego biletu rośnie, a jeśli mniej, spada. Kiedy ktoś zdecyduje się na zakup biletu, posiadane przez niego DCR są blokowane (tzn. od tego momentu ich posiadacz fizycznie ich nie wyda go wydać). Odblokowanie dostępu do środków następuje w momencie wylosowania biletu przez algorytm PoS lub jego wygaśnięcia po około 142 dniach. Taka konstrukcja sprawia, że aktywny udział w systemie PoS generuje koszt alternatywny każdemu uczestnikowi sieci, dzięki czemu szansa, że każdy z nich będzie działał jedynie na korzyść całej sieci rośnie.
Pozostali uczestnicy komponentu PoS (określani również jako wyborcy [ang. voters] lub interesariusze [ang. stakeholder]) mają do odegrania trzy różne role: głosowanie na bloki, głosowanie nad zmianami w zasadach konsensusu i głosowanie w sprawach decydujących o przyszłości projektu. Wszystkie głosowania odbywają się za pomocą Systemu Propozycji Politeia (ang. Politeia Proposal System). Pierwsza z ról, a więc „głosowanie na bloki”, sprawia, że wyborcy mają szansę na większe zaangażowanie w utrzymanie generalnego konsensusu w sieci.
Głosowanie na bloki (ang. Voting on Blocks)
W związku z tym wyborcy z komponentu PoS mają moc usuwania nagród przeznaczonych dla górników bez wpływu na ich własne nagrody. Ogranicza to siłę górników do wetowania zmian w zasadach konsensusu sieci, które są poddawane głosowaniu przez samych interesariuszy. W rzeczywistości wyborcy z komponentu PoS mogą odrzucić (ukarać) górników, których podejrzewają o oszustwo, przyjmując politykę głosowania na „nie”, gdy wykryte zostanie złośliwe lub nieefektywne działanie. To sprawia, że górnicy o nieczystych intencjach nie podejmują się złośliwej aktywności.
Hybrydowy algorytm konsensusu PoW/PoS znacząco zwiększa koszty wymagane do przeprowadzenia skutecznego ataku na sieć, ponieważ atakujący musi obejść dwa odrębne systemy. W szczególności komponent PoS jest skonfigurowany w taki sposób, że bilety nabywane są w bardzo powolny sposób. Ograniczoną liczbę biletów można nabyć jedynie blok po bloku (czyli w określonym interwale), a zakup maksymalnej liczby powoduje gwałtowny wzrost ceny jednostkowej. Dodatkowo, po zakupie jakiegokolwiek biletu, środki wykorzystane do jego zakupu zostają zamrożone na pewien czas, pozostawiając atakującego w narażeniu na dewaluację zablokowanych monet, która nastąpiłaby w wyniku przeprowadzonego przez niego ataku.
Głosowanie nad zmianą konsensusu (ang. Consensus change voting)
W projekcie Decred interesariusze w ramach komponentu PoS posiadają dominującą siłą decyzyjną w zarządzaniu całą siecią blockchain. Reguły zapisane w konsensusie Decred można jednak zmienić. Zmiany w działaniu konsensusu sieci mogą zostać wprowadzone jednak dopiero po wcześniejszym przeprowadzeniu odpowiedniego głosowania. Co więcej, aby zmiany weszły w życie muszą zostać zatwierdzone przy przewadze co najmniej 75% wszystkich biletów. Proces zmian rozpoczyna się w momencie gdy zdecydowana większość górników (min. 95%) i wyborców (min. 75%) uaktualni wykorzystywane przez siebie oprogramowanie sieciowe do wersji zawierającej proponowane zmiany. Jeśli dana propozycja zmian uzyska minimum 75% poparcia po 4 tygodniowym okresie głosowania, zostaje ona przyjęta. W przeciwnym razie zostaje odrzucona. Jeśli z kolei nie zagłosuje na nią większość, proces głosowania zaczyna się od nowa. Jeśli propozycja zostanie zaakceptowana, zmiana określonej reguły zostanie aktywowana po miesiącu.
Project management: Politeia
Zarządzanie projektem: Politeia
Nagrody dla górników i głosujących zawarte w blokach (ang. block rewards) dzielone są w następujących proporcjach: 60% (górnicy), 30% (głosujący), 10% (fundusz rozwojowy). Środki zgromadzone w funduszu rozwojowym służą finansowaniu rozwoju oprogramowania na zasadach open source, co dodatkowo umacnia wypełnienie celów założonych przez projekt. Posiadacze biletów posiadają pełną suwerenność w kwestii głosowania, tylko i wyłącznie od nich zależy w jaki sposób będą wydawane środki zgromadzone w ramach tego funduszu, jakie w funkcje powinny zostać dodane do projektu w najbliższym czasie.
Zakończenie
Ponieważ wyborcy w ramach komponentu PoS otrzymują 30% wartości nagrody zawartej w danym bloku, to nie są oni w stanie zachować swojego względnego udziału w obiegu jednostek DCR podejmując się jedynie stake’owania. Większość nowo powstałych DCR trafia do górników w ramach komponentu PoW w zamian za ich pracę, jaką wykonują w zabezpieczaniu sieci i niwelowaniu potencjalnych skutków problemu znanego jako „nothing at stake”, który występuje w tradycyjnych systemach PoS. Górnicy aby móc pokryć własne koszty operacyjne podejmują się ciągłej sprzedaży zdecydowanej większości otrzymywanych przez nich nagród, dbając tym samym o to, aby na rynku stale dostępna była wystarczająca ilość DCR.
Blockchain projektu Decred cechuje się unikalną architekturą i jest jednym z najbardziej znanych przykładów hybrydowego systemu PoW / PoS. W taki sam sposób, w jaki projekty z oparte o tradycyjny PoS są mniej lub bardziej zróżnicowane, projekty, które powstaną w przyszłości i które wdrożą hybrydowy algorytm konsensusu PoW / PoS, również na swój sposób będą unikalne i niekoniecznie będą zgodne charakterystyką systemu Decred.