С 2009 года, когда появился биткоин, сфера криптовалют сильно успела измениться. Наряду с известными алгоритмами Proof of Work (Доказательство выполнения работы) и Proof of Stake (Доказательство доли владения) были предложены другие механизмы с альтернативными методами достижения консенсуса в блокчейне. Вышеупомянутые алгоритмы имеют пару недостатков – вот почему появился алгоритм Proof of Authority – Доказательство полномочий.
Сегодня Proof of Authority внедряется как более эффективная альтернатива, поскольку он способен проводить гораздо больше транзакций в секунду. Однако его преимущества не ограничиваются только скоростью. В чем особенности технологии PoA? Это руководство поможет понять принципы работы PoA.
Содержание
Что такое Proof of Authority?
Proof of Authority (PoA) – это основанный на репутации алгоритм консенсуса, который обеспечивает практичное и эффективное решение для блокчейнов (особенно частных). Термин был придуман сооснователем Ethereum и Parity Technologies и в прошлом техническим специалистом Гэвином Вудом в 2017 году.
Алгоритм согласованности PoA использует значимость лиц, принимающих решения, то есть валидаторы блоков не делают ставки, они имеют собственную репутацию. Следовательно, блокчейны PoA защищены нодами проверки, которые считаются надежными.
Модель Proof of Authority основана на ограниченном количестве валидаторов блоков, и именно это делает ее масштабируемой системой. Заранее утвержденные участники, которые выступают в роли модераторов системы, проверяют блоки и транзакции.
Вот прекрасное объяснение того, что такое PoA от компании Oracles.org:
Алгоритм согласованности PoA может применяться в различных сценариях, которые считаются ценным вариантом для приложений, работающих с логистикой. Например, когда речь идет о цепочках поставок, PoA считается более эффективным и разумным решением.
Как это работает?
Валидаторы запускают программное обеспечение для размещения транзакций в блоках. Процесс автоматизирован и не требует от валидаторов постоянного наблюдения за своими компьютерами. Тем не менее, ключевой компьютер (или участок администратора) необходимо поддерживать в хорошем состоянии.
Чтобы стать избранным валидатором, пользователь должен отвечать трем основным условиям:
- Личность должна быть официально подтверждена в сети с возможностью перекрестной проверки информации в открытом доступе.
- Получить право быть избранным в качестве валидатора и уполномоченным подтверждать заработанные и оцененные блоки, должно быть нелегко (например, потенциальный нотариус должен получить государственную нотариальную лицензию).
- Между проверками и процедурами по установлению полномочий должно быть полное соответствие.
С помощью алгоритма PoA люди получают право стать валидаторами – и это стимул для сохранения заслуженной позиции. Валидаторы мотивированы поддерживать нормальный процесс проведения транзакций, чтобы не испортить свою репутацию. Таким образом, большинство пользователей ценят свою с трудом заработанную роль валидатора.
За и против
И все же этот алгоритм консенсуса не лишен недостатков. Давайте рассмотрим основные плюсы и минусы технологии:
| Плюсы | Минусы |
| Использование PoA исключает возможность атаки, поскольку валидаторы проверяются на этапе получения полномочий и являются надежными. | Так как при использовании PoA лишь ограниченный круг людей может участвовать в валидации блоков, децентрализация невозможна. |
| По сравнению с другими механизмами поиска консенсуса это решение менее энергозатратно. | Хотя PoA может использоваться в общедоступных блокчейнах, обычно он применяется в частных и требующих разрешения. |
| Новый блок создается всего за 5 секунд, плата очень низкая, а масштабирование сети может происходить горизонтально, объединяя несколько сетей в одну. | Репутация не может всегда удерживать участников от злонамеренных действий. Если в результате мошеннических действий будет получено большее вознаграждение, чем авторитет, участник может нанести системе вред. |
| Быстрая обработка транзакций. |
Как работает механизм полномочий “authority”?
Авторитет майнера может варьироваться от 0% до 100%. Изначально условия для всех валидаторов одинаковы. То есть, если вы станете валидатором, вы сможете оказывать большее влияние на сеть, чем любой крупный банк. Рейтинг строится на основе объема работы и уровня полномочий остальных майнеров. Каждая транзакция требует участия как минимум двух узлов с полномочиями выше, чем у исходного. Пример: если начальное влияние составляет 40%, то два других должны иметь от 40% и выше.
И, следовательно, с Доказательством Права подписи майнинг невозможен. Одобренные влиятельные участники вовлечены в процесс транзакций и создания блоков, а значит, их возможности используются для подтверждения вообще всех операций. Это может значительно снизить затраты на обслуживание сети. По сравнению с PoW и PoS майнингом Proof of Authority более энергоэффективен, потому что майнинг в PoA-сети попросту невозможен.
Какие блокчейны используют PoA?
Модель Proof of Authority позволяет компаниям сохранять конфиденциальность, используя преимущества блокчейн-технологии. Что же касается Proof Of Authority, то Ethereum – лучший пример того, как могут быть использованы технологии. PoA не широко применяется на практике, хотя он имеет один из самых передовых принципов работы. Этот протокол наиболее применим к частным блокчейнам, поскольку в системе по сути не может быть разногласий.
Еще один случай – Ethereum Proof-Of-Authority на Azure. Вкратце, платформа Azure предоставляет решения для частных сетей с системой, которая не требует собственной валюты, вроде “газа” под Эфиры, так как в майнинге нет необходимости.
Также, согласно последней информации, Павел Дуров планирует использовать Подтверждение полномочий для майнинга внутренней криптовалюты Telegram – монеты Gram.
Другими блокчейнами на Proof Of Authority являются POA.Network, тестовая сеть Эфириума Kovan и VeChain.
Чем PoA лучше PoW?
На сегодняшний день алгоритм консенсуса PoW, используемый Биткоином, является наиболее надежным и безопасным. Однако он не масштабируется. Биткоин, как и другие основанные на PoW блокчейны, ограничен по количеству транзакций в секунду (TPS). Это ограничение обусловлено тем, что Биткоин опирается на распределенную сеть узлов, которым необходимо достичь консенсуса и согласовать текущее состояние блокчейна. То есть перед подтверждением нового блока транзакции он должен быть проверен и одобрен большинством сетевых узлов. Поэтому аспект децентрализации Биткоина одновременно и обеспечивает безопасную и надежную экономическую систему, и ограничивает ее потенциал для более широкого использования.
Что касается количества транзакций в секунду, то блокчейны Proof of Stake обычно демонстрируют лучшую производительность, чем Биткоин. Однако разница не существенная, и сети PoS также не смогли решить проблему масштабируемости. Вот где пригодился Proof Of Authority Эфириума.
Proof of Authority или Proof of Stake?
Некоторые думают, что PoA – это модифицированный PoS, который использует личность вместо монет. PoS не всегда подходит для определенных предприятий и корпораций из-за децентрализованного характера большинства сетей. Тогда как PoA-системы могут представлять собой лучшее решение для частных блокчейнов, поскольку их производительность значительно выше.
Условия консенсуса в Proof of Authority
Хотя условия могут варьироваться от системы к системе, согласованный алгоритм PoA зависит от:
- активных и заслуживающих доверия людей (валидаторов, которые должны идентифицировать себя);
- сложности получения позиции валидатора: кандидат должен быть готов вкладывать деньги и ставить под угрозу собственную репутацию. Суровый процесс отбора снижает риск выбора сомнительных валидаторов и стимулирует долгосрочную приверженность;
- Стандарта Утверждения Валидаторов: метод отбора валидаторов должен быть одинаковым для всех кандидатов.
Уверенность в личности валидатора – это суть репутационного механизма. В процессе сложного отбора слабые игроки исключаются. Наконец, одинаковая процедура отбора гарантирует целостность и надежность системы.
Ограничения
Принимая механизм PoA, нужно отказаться от децентрализации. Таким образом, можно сказать, что эта модель алгоритма консенсуса является попыткой повысить эффективность централизованных систем. Хотя это делает PoA привлекательным решением для крупных корпораций с логистическими потребностями, оно вызывает флуктуации, особенно в области криптовалюты. Системы PoA имеют высокую пропускную способность, но такие легко реализуемые вещи, как цензура и черные списки, ставят под сомнение аспекты постоянства.
Другая распространенная критическая проблема заключается в том, что личности валидаторов PoA доступны всем. Аргументом против этого выступает то, что только признанные игроки могут занимать эту позицию, и они всегда будут бороться за право быть валидатором (как общеизвестный участник). Однако знание личности валидатора может потенциально привести к манипуляциям со стороны третьих лиц. Например, если конкурент хочет нарушить работу сети на основе PoA, он может попытаться повлиять на общеизвестного валидатора, чтобы обманом скомпрометировать систему изнутри.
Заключение
Идеального механизма консенсуса нет – у каждого из существующих есть свои недостатки. PoW и PoS не хватает масштабируемости. Всем известно, что децентрализация высоко ценится криптовалютным сообществом, но PoA, как консенсусный механизм, жертвует децентрализацией в пользу высокой пропускной способности и масштабируемости. Присущие системам PoA особенности сильно контрастируют с тем, как все еще работают блокчейны. Однако PoA представляет собой превосходную технологию, и ее нельзя игнорировать как развивающееся решение для блокчейна, которое может хорошо подойти для частных блокчейн-приложений.
