Was ist DPoS?

Delegated Proof of Stake oder Delegated Proof of Stake (DPoS) ist ein Konsensprotokoll, das für hoch skalierbare Blockchains entwickelt wurde.

UEine der größten Herausforderungen der Blockchain-Technologie ist die Erstellung von Konsensprotokollen. Auf diesen lasten die Produktion von Blöcken, die Validierung, die Sicherheit und die Skalierbarkeit der Blockchain. Aus diesen Gründen handelt es sich um robuste Protokolle, die für fast alle Arten von Szenarien konzipiert sind. 

Ein solches Konsensprotokoll ist Delegierter Nachweis des Einsatzes oder Delegierter Nachweis des Einsatzes (DPoS). Dadurch sollen die Skalierbarkeitsprobleme der Blockchain-Technologie effektiv gelöst werden. Gleichzeitig gewährleistet es weiterhin ein hohes Maß an Sicherheit und Robustheit im Vergleich zum Arbeitsnachweis (PoW).

Aber was ist DPoS?

Delegated Proof of Stake ist ein Konsensprotokoll, das für hoch skalierbare Blockchains entwickelt wurde. Dieser Algorithmus wurde erstellt von Daniel Larimer im Jahr 2014. Die Implementierung dieses Protokolls bietet Byzantinische Fehlertoleranz (BFT). Dies bedeutet, dass es ein hohes Maß an Sicherheit für die Verwendung auf öffentlichen Blockchains bietet. Darüber hinaus garantiert das Betriebsmodell eine hohe Skalierbarkeit.

Um dies zu ermöglichen, wählen alle Netzwerkteilnehmer durch Abstimmung eine Reihe von „Delegierte“. Sobald sie ausgewählt sind, bilden sie eine Gruppe, die die Implementierung des BFT-Protokolls ermöglicht. Dies liegt daran, dass ihre Menge definiert und begrenzt ist und ein teilweises Vertrauen in sie besteht.

Die Delegierten legen eine Rotation der Leiter fest. Dies bedeutet, dass jeder Delegierte innerhalb der Rotation einmal an der Reihe ist, um einen Block zu erzeugen. Dank dieser Aktion kann der Delegierte einen Block generieren und dafür eine Belohnung erhalten. Wenn der Delegierte nicht verfügbar ist, wenn Sie an der Reihe sind, müssen Sie auf einen neuen Delegierten warten.

Das Stimmrecht jedes Netzwerkteilnehmers ist proportional zu seiner Beteiligung daran. Diese Funktion ist Teil seiner Beziehung zum Proof of Stake-Konsensprotokoll. Um die Dezentralisierung zu fördern, stimmen DPoS-basierte Netzwerke häufig über Entscheidungen im Zusammenhang mit ihrem Betrieb ab. Themen wie Belohnungen, Anzahl der Delegierten, Verhalten gegenüber Netzwerkgabeln und andere. Darüber hinaus können Delegierte bestraft werden, wenn sie sich nicht wie erwartet verhalten.

„Das Ziel von DPoS ist; dezentralisieren Sie die Macht und stellen Sie sicher, dass es bei der Aufnahme von Transaktionen in die Blöcke keine Zensur gibt.  

Daniel Larimer – EOS: Erklärung von DPoS+BFT

Wie funktioniert DPoS?

Der Betrieb von DPoS kann in einen dreiteiligen Prozess unterteilt werden:

Abstimmung der Delegierten

Dies ist der Ausgangspunkt des DPoS-Protokolls. Für seinen Betrieb wird ein Echtzeit-Abstimmungssystem verwendet. Dadurch entsteht eine Gruppe begrenzter und vertrauenswürdiger Parteien, die „Delegierten“ genannt werden. Der Abstimmungsprozess nutzt Reputationsalgorithmen. Zusätzlich wird die Anzahl der Token berücksichtigt, die die Delegierten haben. Je mehr Token sie haben, desto mehr Stimmen können sie erhalten. Dies führt zu größeren Möglichkeiten, Teil der Delegierten zu sein.

Blockerstellung

Die zweite Stufe von DPoS hat mit der Generierung der Blöcke zu tun. An diesem Punkt haben die Delegierten die Macht, Blöcke zu erstellen, um sie der Blockchain hinzuzufügen. An diesem Punkt ist die Bedienung einfach. Während des Generierungszyklus hat jeder Delegat die Möglichkeit, einen Block zu generieren.

Nach der Generierung geht die Erzeugungskapazität an einen anderen Delegierten über und so weiter, bis der Zyklus abgeschlossen ist. Während der Generierung können Transaktionen validiert oder abgelehnt werden. Für jeden generierten Block und jede validierte Transaktion erhalten die Delegierten einen wirtschaftlichen Anreiz.

Auf Blockchain veröffentlichtes Delegiertenverhalten

Dies wäre die letzte Betriebsstufe des DPoS-Protokolls. Dadurch kann die Community die Aktivitäten der gewählten Delegierten ständig überprüfen. Wenn der Community nicht gefällt, was sie sieht, kann sie einen Delegierten ausschließen. Ziel dieser Methode ist es, den Betrieb des Netzwerks zu kontrollieren und Missbräuche zu vermeiden.

DPoS-Funktionen

DPoS löst eines der wichtigsten Probleme der Blockchain: die Skalierbarkeit. Und das alles, ohne dass leistungsstarke Geräte mit hohem Energieverbrauch eingesetzt werden müssen. Um dies zu erreichen, muss jedoch die Dezentralisierung geopfert werden. Dies liegt daran, dass die Blockverarbeitung von einer begrenzten Anzahl von Delegierten abhängt.

Dieser Ansatz könnte es diesen Delegierten ermöglichen, sich wie eine zentrale Einheit zu verhalten. Allerdings schaffen DPoS-Blockchains andere Mechanismen, um diese Szenarien zu vermeiden. Weitere relevante Merkmale von DPoS sind die folgenden:

1. Bietet Byzantinische Fehlertoleranz (BFT). Dies bedeutet, dass das Protokoll sicher auf öffentlichen Blockchains verwendet werden kann.
2. Es basiert auf einem Abstimmungssystem, das die Reputation und Beteiligung der Nutzer berücksichtigt.
3. Es bietet Funktionen zur Parallelisierung von Netzwerkaufgaben.
4. Optimiert die Nutzung von Netzwerkressourcen wie Bandbreite, CPU und anderen.

TaPoS – Transaktionen als Proof of Stake

Transaktionen als Proof of Stake (TaPoS) sind eine der einzigartigen Funktionen von DPoS. Dadurch kann jede Transaktion im Netzwerk optional den Hash eines aktuellen Blocks enthalten. Dadurch kann der Unterzeichner der Transaktion sicher sein, dass seine Transaktion nicht auf eine andere Instanz übertragen werden kann.

Diese Funktion vermeidet Situationen von doppelte Ausgaben. Darüber hinaus hilft seine Verwendung allen Parteien, die Integrität des Transaktionsverlaufs zu zertifizieren.

Schauen wir uns das wie folgt an:

Daniel hat beschlossen, ein Buch zu kaufen. Sobald der Kauf getätigt wurde, wurde Ihre Transaktion erfasst. In diesen Datensatz wurde der Hash des neuesten Blocks der Blockchain des Geschäfts aufgenommen. Diese Aktion ist ein unwiderlegbarer Beweis dafür, dass Daniel den Kauf getätigt hat. Aber im Übrigen ist dies vorerst etwas ungewiss. Um die Richtigkeit der Transaktion sicherzustellen, führen Erika, María und Pedro den gleichen Kaufvorgang durch und unterschreiben mit ihren einzigartigen Hashes. Jeder Hash ist an einen bestimmten Block und eine bestimmte Transaktion gebunden.

Aufgrund der Natur der Merkle-Baum In der Blockchain wird jeder Block im Verlauf mit dem Hash des vorherigen Blocks „markiert“. Auf diese Weise stellen die von unseren Freunden durchgeführten Transaktionen das Funktionieren des Netzwerks zusätzlich sicher. Dies liegt daran, dass jede „Marke“ einen einzigartigen Fußabdruck in der gesamten Blockchain hinterlässt. Ein Fingerabdruck, der bei Änderung den Rest ungültig macht.

 

Vor- und Nachteile von DPoS

Vorteil

1. Das „Delegierten“-Abstimmungssystem ist schnell. Sie können in jeder Runde schnell Blockproduzenten etablieren. Das direkte Ergebnis davon ist eine deutliche Verbesserung der Skalierbarkeit der Blockchain.
2. Dezentralisierung der Teilnahme am Netzwerk. Dies ist darauf zurückzuführen, dass DPoS die Teilnahme am Netzwerk mit der Anzahl der Token verknüpft, über die jeder Benutzer verfügt. Das fördert die Beteiligung der Benutzer.
3. Die durch DPoS erreichte Parallelisierung ermöglicht eine hohe Leistung und Skalierbarkeit. Beispielsweise werden in der EOS-Blockchain in jeder Runde (0,5 Sekunden) 126 Blöcke generiert. Dies gibt uns eine Vorstellung von der hohen Transaktionskapazität, die diese Blockchains erreichen können.
4. Es ermöglicht die Gewinnmaximierung der Token-Inhaber. Denn je mehr Token sie haben, desto stärker sind sie am Netzwerk beteiligt und desto mehr Blöcke können sie erstellen.
5. Die Kosten für die Aufrechterhaltung der Netzwerksicherheit sinken. Dies liegt daran, dass für die ordnungsgemäße Funktion des Netzwerks keine Hochleistungsausrüstung erforderlich ist.
6. Optimiert die Nutzung von Netzwerkressourcen wie Bandbreite, CPU und anderen.

Nachteile

1. Der Erfolg des Netzwerks erfordert die Beteiligung und Koordination der wirklich interessierten Gemeinschaft für eine effektive Governance.
2. DPoS setzt die Blockchain Fehlern im Zusammenhang mit dem Abstimmungssystem aus. Beispielsweise können DPoS-Benutzer mit kleinen Anteilen entscheiden, dass ihre Stimme im Vergleich zu den Stimmen größerer Anteilseigner keine Rolle spielt.
3. Einige Kritiker des DPoS-Modells argumentieren, dass dieses Protokoll die Zentralisierung fördert. Dabei wird davon ausgegangen, dass das Wahlsystem immer danach strebt, diejenigen zu wählen, die die meisten Token besitzen. Allerdings schaffen Blockchains, die es nutzen, Mechanismen, um diese Situation zu vermeiden. An dieser Stelle hängt diese Schwäche eher mit der Anwendung fairer Regeln für die Wahl von Delegierten zusammen.

Blockchains, die DPoS nutzen

Die erste Blockchain, die diesen Konsensalgorithmus nutzte, ist die der Plattform BitShare. BitShare ist ein von Daniel Larimer selbst erstelltes Projekt und funktioniert als dezentrale Börse (DEX).

Weitere Projekte, die DPoS nutzen, sind: EOS, Lisk, Ark y Tron. Alle diese Blockchains haben eines gemeinsam: eine hohe Skalierbarkeit. Eine Funktion, die durch die Verwendung von DPoS als Konsensalgorithmus ermöglicht wird.