Dowód Autorytetu (ang. Proof of Authority) - jak działa i na czym polega
Świat kryptowalut bardzo się zmienił od czasu pierwszej transakcji dokonanej w sieci blockchain Bitcoina. Wraz z dobrze znanymi i często wykorzystywanymi obecnie algorytmami Proof of Work i Proof of Stake, zaproponowane zostały również inne mechanizmy konsensusu, które w alternatywny sposób pozwalając osiągnąć konsensus w sieciach blockchain.
Algorytm konsensusu PoW wykorzystywany przez Bitcoin jest obecnie najbardziej niezawodnym, rozpowszechnionym i bezpiecznym algorytmem. Boryka się on jednak z problemem tak zwanej skalowalności. Bitcoin, a także inne kryptowaluty i ich sieci blockchain oparte na protokole PoW cechują się ograniczoną wydajnością w zakresie maksymalnej ilości transakcji możliwych do przeprocesowania na sekundę (ang. TPS).
Ograniczenie to wynika z faktu, że Bitcoin opiera się na rozproszonej sieci węzłów, które muszą osiągnąć porozumienie i cały czas ustalać między sobą zgodną i prawidłową wersję łańcucha bloków. Oznacza to, że zanim nowy blok transakcji zostanie ostatecznie potwierdzony, musi on zostać zweryfikowany i zatwierdzony przez większość węzłów uczestniczących w sieci.
To sprawia, że podczas gdy z jednej strony zdecentralizowany charakter Bitcoina zapewnia mu bezpieczny i pozbawiony konieczności osiągania wzajemnego zaufania system gospodarczy, z drugiej strony ogranicza jednocześnie jego potencjał do wykorzystania na większą skalę.
Jeśli chodzi o liczbę przetwarzanych transakcji na sekundę, to sieci blockchain oparte o algorytm PoS zazwyczaj charakteryzują się lepszą wydajnością niż te korzystające z PoW. Różnica ta nie jest jednak aż tak bardzo znacząca, a algorytm PoS tak naprawdę nie rozwiązał problemu skalowalności.
Biorąc pod uwagę powyższe, Proof of Authority jest obecnie testowane jako bardziej wydajna alternatywa dla swoich poprzedników, ponieważ co do zasady jest w stanie osiągnąć znacznie wyższy wskaźnik TPS.
Na czym polega Proof of Authority?
Proof of Authority (PoA), to oparty na reputacji algorytm konsensusu, który wprowadza praktyczne i wydajne rozwiązanie dla sieci blockchain (szczególnie tych prywatnych). Termin PoA został zaproponowany w 2017 roku przez współzałożyciela (ang. Co-founder) i byłego dyrektora technologicznego (ang. CTO) Ethereum, Gavina Wooda.
Algorytm konsensusu PoA do swojego działania wykorzystuje tzw. wartość tożsamości, co oznacza, że walidatorzy bloków nie stake’ują swoich kryptowalut, a swoją własną reputację. W związku z tym sieci blockchain PoA są zabezpieczane przez węzły, które są bezkompromisowo wybierane jako wiarygodne jednostki.
Proof of Authority polega na ograniczonej liczbie walidatorów bloków, dzięki czemu jest w stanie osiągnąć wysoki stopień skalowalności. Bloki i transakcje w PoA weryfikowane są przez tzw. wstępnie zatwierdzonych uczestników, którzy działają jako moderatorzy systemu.
PoA może być wykorzystywane do różnych zastosowań i jest uważane za algorytm, którym w głównej mierze zainteresowana będzie branża logistyczna przy okazji łańcuchów dostaw.
Proof of Authority umożliwia firmom zachowanie prywatności przy jednoczesnym wykorzystaniu zalet technologii blockchain. Platforma Microsoft Azure jest jednym ze sztandarowych przykładów wdrożenia PoA. W kilku słowach platforma Azure zapewnia i dostarcza pakiet różnych rozwiązań dla sieci prywatnych przy pomocą systemu, który nie wymaga natywnej waluty napędzającej go, takiej jak “gas” obecny w sieci Ethereum, ponieważ do jej działania nie jest potrzebne wydobycie (ang. mining) czegokolwiek.
Proof of Authority kontra Proof of Stake
Niektórzy uważają PoA za zmodyfikowaną wersję PoS, która wykorzystuje tożsamość zamiast kryptowalut. Ze względu na zdecentralizowany charakter większości sieci blockchain, PoS nie zawsze jest odpowiednim wyborem w przypadku wdrożeń w firmach i korporacjach. PoA może stanowić lepsze rozwiązanie dla prywatnych sieci blockchain, ponieważ zapewnia większą wydajność niż PoW, PoS, PoB i inne.
Warunki wymagane do osiągnięcia konsensusu w algorytmie Proof of Authority
Chociaż warunki mogą różnić się w zależności od systemu (czyt. sieci blockchain), algorytm konsensusu PoA zazwyczaj opiera się na:
Istniejących i godnych zaufania walidatorach o zweryfikowanych tożsamościach: walidatorzy bloków muszą potwierdzić swoją prawdziwą tożsamość zanim zaczną zabezpieczać sieć.
Trudnym procesie związanym z uzyskaniem statusu walidatora: kandydat musi być gotów zainwestować pieniądze i postawić na szali swoją reputację w przypadku niepowodzenia. Wystarczająco trudny i wymagający proces weryfikacji zmniejsza ryzyko wyboru walidatorów o dyskusyjnej reputacji oraz jednocześnie zachęca do długoterminowego zaangażowania ze strony już wybranych walidatorów.
Standardzie zatwierdzania walidatorów: metoda wyboru walidatorów jest równa dla wszystkich kandydatów, co sprawia, że każdy ma równe szanse na stanie się walidatorem.
Istotą obecnego w PoA mechanizmu reputacji jest pewność uczestników sieci co do tożsamości walidatorów. Proces ten nie może być zbyt łatwy do przejścia ani zbyt łatwy do opuszczenia. Musi być w stanie wyeliminować oszustów i tzw. złych aktorów (ang. bad actors). Wreszcie, musi zapewnić, że wszyscy walidatorzy przechodzą tę samą procedurę, co pozwala zagwarantować integralność i niezawodność systemu.
Ograniczenia
Patrząc na PoA przez pryzmat świata kryptowalut łatwo jest wysnuć wniosek, że nie zapewnia on zadowalającego stopnia decentralizacji. Można więc śmiało powiedzieć, że jest jedynie próbą uczynienia scentralizowanych systemów bardziej efektywnymi.
PoA z jednej strony stanowi atrakcyjne rozwiązanie dla dużych korporacji, posiadających swoje własne potrzeby logistyczne, z drugiej strony przynosi pewne wątpliwości - szczególnie w świecie kryptowalut opartym na idei decentralizacji.
Systemy korzystające z PoA cechują się wysoką przepustowością, ale ich trwałość i odporność na modyfikację jest w tematem dyskusji, ponieważ w łatwy sposób można je ocenzurować, wprowadzając np. czarną listę (ang. black list).
Innym powszechnym krytycznym argumentem przeciw algorytmowi PoA jest to, że tożsamość walidatorów jest łatwo dostępna i widoczna dla każdego. Kontrargumentem przeciwko temu jest natomiast to, że tylko uznani gracze, którzy są w stanie utrzymać stanowisko walidatora, starają się o nie. Mimo to, znajomość tożsamości walidatorów może potencjalnie prowadzić do manipulacji przez tzw. strony trzecie (ang. third-parties. Na przykład, jeśli konkurent zdecyduje się zakłócić działanie sieci opartej na PoA, może próbować wpłynąć na znanych, publicznych walidatorów, i próbować przekonać ich do nieuczciwego działania w celu zaszkodzenia systemowi od wewnątrz.
PoW, PoS oraz PoA mają swoje unikalne wady i zalety. Powszechnie wiadomo, że decentralizacja jest wysoko ceniona w świecie kryptowalut. PoA, jako mechanizm konsensusu porzuca decentralizację, aby osiągnąć wyższą przepustowość i poradzić sobie z problemem skalowalności. Nieodłączne cechy systemów PoA stanowią wyraźny kontrast w porównaniu do sieci blockchain znanych wszystkim i działających do tej pory. Mimo to PoA reprezentuje interesujące podejście, którego nie można lekceważyć ponieważ może dobrze i efektywnie służyć w prywatnych sieciach blockchain.