Обзор алгоритма Proof of Authority, новый вид консенсуса

Сегодня мы поговорим о разработке известного блокчейн-архитектора Гэвина Вуда, протоколе Proof-of-Authority. Чтобы лучше понять, что этакое давайте проведем небольшой экскурс в историю.

Первая криптовалюта Bitcoin и многие альтернативные монеты используют алгоритм консенсуса Proof-of-Work (доказательство работы). Для обработки транзакций и создания новых блоков майнеры решают сложные криптографические уравнения и получают за это деньги. Экосистемы POW довольно надежно защищены от хакерских атак, но, к сожалению, они имеют проблемы с масштабируемостью. С ростом числа пользователей пропускная способность сети снижается, а решить вопрос путем привлечения большего количества майнеров не так-то просто. Уже через пару лет после появления биткоина блокчейн-инженеры задумались о создании альтернативных протоколов защиты, а с ростом популярности цифровых монет проблема масштабируемости стала очевидной.

Была предложена модель Proof-o-Stake, в которой роль майнеров взяли на себя владельцы «толстых» кошельков. Но механизм доказательства владения тоже не идеален. Валидаторы тратят меньше энергии, чем майнеры и обрабатывают транзакции немного быстрее, но полностью проблемы масштабируемости экосистемы POS не решают. По крайней мере так эффективно, как это делает proof of authority.

Что такое PoA?

Как вы уже, наверное, догадались PoA это механизм защиты сети, не похожий на уже ставшие традиционными PoW и PoS. Хотя к доказательству владения он намного ближе, чем к доказательству работы и многие специалисты считают алгоритм PoA, очередной модификацией PoS. Давайте рассмотрим действительно ли это так.

Как работает консенсус Proof-of-Authority 

Алгоритм консенсуса PoA так же, как и PoS, предусматривает систему доверенных узлов. Валидаторы занимаются проверкой финансовых операций и созданием блоков. Но чтобы стать одним из валидаторов наличия определенной суммы на балансе и, возможности запустить полную ноду будет недостаточно, главное условие — безупречна репутация.

Само собой, каждый новый кандидат проходит полную верификацию личности и утверждается на должность центральным органом. И, значит, никакой децентрализацией тут и не пахнет. Но именно такая модель прекрасно подходит многим предприятиям и компаниям. Вряд ли кто из руководителей бизнес-консорциумов является приверженцем лозунга: «Анархия мать порядка» и, доверять защиту системы первому встречному, даже если он и сделал приличный взнос, они не готовы. В системе Proof of Authority валидаторы, которых здесь называют модераторами сети, должны:

• Сделать ставку;
• Раскрыть все личные;
• Пройти жесткий процесс отбора.

Конечно, в каждой конкретной экосистеме условия могут несколько отличаться, но в целом везде все происходит по одному сценарию. Проверяющие должны убедится, что новый модератор соответствует всем установленным требованиям и только после завершения проверки он приступать к своим обязанностям.

Надо сказать, что помимо репутации и наличия денег, нужно доказать свою профпригодность и возможность развернуть производительный узел сети. Такая маниакальная дотошность гарантирует целостность и надежность PoA-блокчейна и высокую скорость проведения финансовых операций.

Cравнение Proof-of-Stake и Proof-of-Authority

Механизм доказательства владения допускает, что валидатором может стать каждый холдер, сделавший ставку и запустивший полный узел. Это PoS-алгоритм в его классической интерпретации о других вариантах речь сейчас не идет. Впрочем, даже если за валидатора голосуют, его личность остается анонимной, и никто из участников не знает его паспортные данные и место жительства. В системе proof of authority такой вариант исключен.

В обеих системах доверенные узлы делают ставки, но далеко не везде у злонамеренных PoS-валидаторов отбирают монеты. Конечно, если из хакерской атаки система зависнет и курс монеты упадет, то чем больше у тебя этих монет, тем хуже, но в некоторых случаях это может не сработать. Правда, Ethereum Casper предусматривает штрафы за злонамеренные или халатные действия. В PoA, за вредительство модератор вылетит без выходного пособия и, в принципе, его даже можно привлечь к судебной ответственности. А с другой стороны, владея полной информацией о модераторах, конкуренты могут попытаться найти рычаги давления.

Обе концепции не идеальны, как и весь мир вокруг нас и судить, что лучше, а что хуже нужно исходя из конкретной ситуации.

Плюсы и минусы

Краткий перечень достоинств и недостатков технологии Proof of Authority.

Заключение

Изобретение Гэвина Вуда с успехом реализовано в облачной платформе Microsoft Azure. Разработчики сети UMI чуть-чуть подкорректировали алгоритм PoA, скрыв личности некоторых валидаторов и внедрив систему мастер-нод.

Технология доказала свою жизнеспособность и у нее есть довольно обширная сфера применения. Особенно когда политики и банкиры развитых стран вслед за Китаем начнут переводить традиционные деньги на блокчейн. Развитие криптоиндустрии продолжается и, значит, в будущем нас ждет разнообразие финансовых инструментов.