プルーフオブステークの歴史と進化

ここに記載されている見解は著者自身のものであり、必ずしもCointelgraph.comの見解を表すものではありません。

プルーフオブステーク（PoS）は、2012年にSunnyKingとScottNadalの論文で最初に紹介され、ビットコインマイニングの高エネルギー消費の問題を解決することを目的としています。当時、ビットコインネットワークの維持には1日平均15万ドルの費用がかかりました。今日、この数字は驚異的な670万ドルになっています（0.12ドル/ワットのコストを想定し、ビットコインネットワークが2023年10月13日に消費した推定56,209,833 KWhの電力を掛けると）.

サニーとスコットは、鉱夫のエネルギーに依存する作業に頼ってブロックを追加するのではなく、決定論的アルゴリズムが個人のコインの数に基づいてノードを選択する「ステーキング」と呼ばれる代替方法を提案しました。言い換えれば、スタッカーは、ウォレットにさらにコインを「賭けた」場合、チェーンにブロックを追加して報酬を獲得するために選択される可能性が高くなります。彼らは、これが増え続けるエネルギーコストとマイニングのハッシュレートの難しさを回避することを望んでいました。しかし、彼らの新しいコンセンサスメカニズムには独自の問題がなかったわけではありません。.

PoSに関する4つの問題

プルーフオブステークシステムの設計には、4つの主要な課題があります。

分布。ブロック報酬はスタッカーに送られるので、最初はどのようにコインを配布しますか?
独占。かなりの量のコインを持っている人は、将来のすべてのコインの大部分を刈り取ります.
51％の攻撃。プルーフオブワーク（PoW）が鉱夫からの51％の攻撃に注意しなければならないのと同じように、PoSも51％のステークウェイトを持つステーカーに注意しなければなりません。.
何も危険にさらされていない（NoS）。 PoSは、ノードがステークの重みを含む一連の条件を満たしたときにブロックを追加します。ただし、2つのノードが同時にこれらの条件を満たすと、コインは分岐します。次に、フォークは2つのトランザクションの1つに署名する他のノードによって解決されます。 NoSの仮想的な問題は、すべてのノードの99％が両方のチェーンに署名するときに発生します。これは、これらのトランザクションを検証するためのコストがない（何も問題がない）ためです。したがって、1％のステーカーは、一方のチェーンでコインを支払い、もう一方のチェーンを検証することで、潜在的に「二重支払い」を行う可能性があります。.

これに照らして、PoSの進化は、これらの問題を独自の方法で解決しようとする各コインによって理解できます。 Peercoinを見てみましょう.

ピアコイン

PPC

Sunny Kingは、2013年にPeercoin（PPC）を作成し、Proof of Work（PoW）を維持しながら、Proof ofStakeを実装する最初の暗号通貨になりました。 PoSの4つの問題に次の方法で対処しました。

分布。 Peercoinは、PoWベースの減少分布を使用します。当初、PoWはPPCの初期配布フェーズで非常に強調されていましたが、その後減少しています。.
独占。コインエイジは、コインが豊富なスタッカーが報酬を支配するのを防ぐために実装されました.
51％の攻撃。 PPCのチェーンは、ハイブリッドであるにもかかわらず、PoSによって完全に保護されています。攻撃を実行するには非常に費用がかかるため、攻撃の可能性はほとんどありません。攻撃者は、このアクションを実行するために、賭けたコインの51％を効果的に購入または賄賂する必要があります。攻撃はコインの価値を大幅に下げ、攻撃者に多大なコストをかけます.
何も問題はありません。 PPC開発者は、これが起こるとは考えていません。ただし、Sunnyは、攻撃が成功した場合に備えて、最初はオプションの「チェックポイント」を実装していました。 PPCのネットワークが成熟した今、チェックポイントは段階的に廃止されつつあります。.

ブラックコイン

BLK

PoSの歴史のこの次の段階は、マイニングなしの純粋なプルーフオブステークプロトコルと呼ばれ、2013年11月24日にNXTによって最初に実装されました。ただし、リリースされた純粋なプルーフオブステークでもあった別のコインBlackcoinについて考えてみましょう。その後まもなく、プロトコルがよりシンプルになり、初期配布フェーズがより公平になったためです。.

BlackcoinはPavelVasin（別名Rat4）によって作成され、2014年2月にリリースされました。Rat4がBLKの作成を決定したとき、彼はコインの年齢とPoWの削除に着手しました。彼は、古くなったコインがフォークを引き起こすのに必要なステーキングコインの51％未満であるため、コインの年齢は51％のステーク攻撃の可能性を高めると信じていました。彼はまた、コインの時代はユーザーが一貫して賭けることをやめさせたと信じていました。むしろ、スタッカーは、株式を取得する可能性を最大化するために90日間オフラインのままにして、ネットワークの安全性を低下させるように動機付けられました。 Rat4のPoSv.2プロトコルの実装は、次の方法でPoSの4つの問題に対処します。

分布。 BLKは、公平な分配を確保するために、事前採掘なしで一時的なプルーフオブワークフェーズを通過しました.
独占。これは、公正な配布期間を通じて対処されました.
51％の攻撃。この攻撃を実行するために十分なコインを購入することは信じられないほど高価です。また、コインはかなりの価値を失います.
何も問題はありません。 BLK開発者も、これは脅威ではないと考えていました。ただし、BLKには、ハードフォークから保護するためのチェックポイントが含まれていました。チェックポイントはPoS3で削除されます.

エーテル

ETH

Blackcoin以来、PoSプロトコルが何度か繰り返されてきました。たとえば、BitsharesはDelegated Proof ofStakeを最初に実装しました。しかし、PoSの最新の反復は、PoSでのイーサリアム（ETH）の試みです。 ETHを切り替える動機は、主に、より環境に優しく分散型のシステムに移行したいという願望です。イーサリアム仮想マシンが本当に世界中で採用されるとしたら、ビットコインの現在の1日あたり670万ドルの電気代はすぐに超えられます.

イーサリアムのPoSシステムは、ビザンチンフォールトトレランス（BFT）スタイルのPoSを実装します。バリデーターにはランダムにブロック報酬が割り当てられますが、コンセンサスは、すべてのバリデーターがチェーンに投票するマルチラウンドプロセスを通じて形成されます。イーサリアムは現在、プルーフオブステークを利用しておらず、実際に実装されるかどうかについては疑問があります。そうは言っても、イーサリアムがPoSに関連する4つの問題を解決する方法は次のとおりです。

分布。 ETHはすでに配布されており、2014年にはICOで約70％が販売されており、流通しているイーサリアム全体の70％に相当します。 1,100万人がイーサリアム財団に寄付され、捕虜を介して配布を続けています.
独占。 ETHはすでに配布されています。 ETHがこの問題を解決することを望んでいる別の方法は、賭けをするためにスマートコントラクトにコインをロックすることです。したがって、ステーキングには流動性が犠牲になります.
51％の攻撃。上記のように、51％の攻撃に参加するためにノードを購入または賄賂を贈るのは、非常にコストがかかります。攻撃が発生した場合、Michael Gubikは、ソーシャル/ビジネス/交換フォーラムを利用して、彼の分岐したチェーンの1つを選択することを提案します。プルーフオブステークFAQ イーサリアムのgithubで.
何も問題はありません。バリデーターは、孤立したブロックチェーンに署名することをやめさせられます。.

結論

ハイブリッドPoS-PoWから純粋なPoS、委任されたPoSまで、暗号通貨の歴史を通じて、PoSの完全に機能的で安全な反復が数多くありました。 BFTスタイルのPoSは、SunnyとMarkによって最初に提案されたプロトコルを取り巻く4つの主要な問題に対処するための最新の試みです。各コインは異なるアプローチを反映しており、それぞれに独自の長所と短所があります。ただし、PoSへの移行は、より環境に優しく分散型のシステムに向けた暗号通貨の世界におけるより大きな哲学的な動きを反映しています。.

* PoWには独自のセキュリティ上の懸念があることに注意してください。このトピックは、この記事の範囲を超えています。また、ナガリム彼らの洞察のためにPPCとmindphuckからBLKまで。また、MichaelGubikの記事に感謝します Github.

**この記事は、ecurrencyホルダー、Cryptoeducator、および大衆向けのコミュニティオーガナイザーによって書かれています。.