PoS のバリエーションの簡単な概要: DPoS、LPoS、NPoS など。

原題: プルーフ・オブ・ステーク・ガイドブック
執筆者: Stakin
編集者: SHOU

誰もがすでに Proof of Stake (PoS) をよく知っています。この記事では、PoS のさまざまなバリエーションについて説明します。 ?

パート1 — プルーフ・オブ・ステーク

Proof of Stake (PoS) についてよく知らない人のために、まずは簡単に見てみましょう。

PoS は、ネットワーク検証者が所有するトークンの数に基づいてインセンティブを与える Proof of Work (PoW) とよく比較されます。

PoS は 2012 年に Sunny King によって初めて提案されました。このメカニズムは、トランザクションを検証する関係者を選択します。 PoS では、次のブロックの作成者は抽選プロセスを通じて選ばれます。新しいブロックを作成してネットワークに追加すると、デジタル資産の報酬が得られます。 PoS では、ステークされたトークンの数によってネットワークのセキュリティが決まりますが、PoW では、ネットワークを保護するのは計算能力です。私たちは、Proof of Stake (PoS) 暗号通貨の将来に非常に楽観的です。それは、次のような利点があると考えているからです。

PoW よりも安価: さまざまな PoS プロトコルで複数のステーキングノードを実行しますが、これを行うには数個の安全な VPS のみが必要です。一方、PoW マイナーには多数のマイニングリグが必要です。
トークン保有者はインフレ率に基づいて報酬/利息を得ることができます。これはコミュニティの構築に役立ち、人々がトークンを保有する動機になります。
分散化: プロトコルが採用する PoS のタイプに応じて、ネットワークは完全に分散化される可能性があり、これが暗号通貨を作成する本来の目的です。

次に、さまざまな PoS バリアントを紹介し、その仕組みを詳しく説明した後、簡単な概要表を示します。簡単に言えば、バリデーターとは、トークン報酬と引き換えにネットワーク上のトランザクションを保護および検証するノードです。プロトコルに応じて、ブロックプロデューサー、ウィットネス、またはベイカーと呼ばれることもあります。

パート2 — さまざまなPoSの違い

委任型プルーフ・オブ・ステーク（DPoS）

DPoS は通常、ネットワークのセキュリティ保護を承認された一定数のバリデーターによる選挙システムを通じて機能します。トークン保有者は、ステークしたシェアに応じて投票権が決定され、ネットワーク上でトランザクションを検証する者を投票できます。 > ?.最も多くの票を獲得したバリデータは委任者となり、トランザクションを検証して報酬を受け取ることができます。

DPoS は、Lisk、Tron、Steem、Bitshares、さらには Daniel Larimer によって作成され、記録破りの 40 億ドルの ICO で有名なスケーラブルなブロックチェーン Dapp プラットフォームである EOS などのプロトコルに実装されています。プロトコルによっては、DPoS ではバリデーターにかなりの計算能力が必要になる場合があります。

委任型貢献証明プロトコル(DPoC)

ICON ネットワークをご存知の方もいるかもしれません。これは、ノードと委任者に暗号通貨で直接報酬を与える新しいプロトコル (Delegated Proof of Contribution と呼ばれる) を導入した PoS ブロックチェーンです。多くの点で DPoS に似ていますが、インセンティブはコミュニティメンバーが実際にプロトコルの開発に貢献することに興味を持つような形で設定されています。

DPoC では、委任 (投票と呼ばれる) はオプションであり、非管理的です。さらに、ノードオペレーターに投票しなくてもトークンをステークすることができます。

DPoC は、トークン保有者が、ネットワークに直接貢献する人々、つまりパブリック代表者 (P-reps) にトークンのステーキングを委任することで、ガバナンス権を行使する分散型民主的ガバナンスプロトコルです。選出される主要 P-Rep は 22 名で、寄付を奨励される副 P-Rep の数に制限はありません。さらに、他の種類のエコシステム参加者や Dapp ビルダーにも報酬が提供されます。

大規模な停電が発生した場合、P-repとその有権者は大幅な減額、現在は6%の罰金を科せられるリスクがある。

DPoC は現在も急速に進化しており、継続的に改善されています。 Stakin は P-Rep としてプロトコルの次のイテレーションの開発に参加しており、参加ビルダーのインセンティブを分散化しながら DPoC を LPoS (bond 準拠) に近づけることができる IISS3.0 をサポートしています。 ?

流動性プルーフ・オブ・ステーク（LPoS）

LPoS では委任はオプションです。トークン保有者は、トークンを保管することなく、検証権限を他のトークン保有者に委任することができます。つまり、トークンはトークン保有者のウォレットに残ります。さらに、セキュリティ障害（二重承認など）が発生した場合、バリデーターのみがペナルティを受けます。 LPoS には投票権も付いており、トークン保有者として独自のノードを運営している場合は、プロトコルの修正に直接投票することができます。

LPoS は Tezos によって最初に導入されました。 Tezos は、Kathleen と Arthur Breitman によって作成されたオンチェーンガバナンスプロトコルであり、2018 年 9 月からメインネットでスムーズに実行されています。Tezos の LPoS は非常に成功していることが証明されており、現在のステーク比率は約 80% で、450 のバリデーターと 10,000 を超える委任者に分散されています。技術的には、プリンシパルの数は最小債券サイズ要件によって制限されており、現在は分散化の度合いが高く、最大 100,000 人になる可能性があります。

ボンデッド・プルーフ・オブ・ステーク（BPoS）

BPoS は LPoS と非常によく似ています。委任はオプションで、非管理型であり、トークン保有者はプロトコル修正に関する投票権の恩恵を受けます。それでも、BPoS と呼ばれるのには理由があります。セキュリティやダウンタイムが発生した場合、バリデーターとデリゲーターのステークの一部が削減されるからです。 LPoS では、バリデーターのみが削減されるリスクがあり、委任者にとっての唯一のリスクは、一部の報酬を逃すことです。これにより、バリデーターが不正または非効率的になることが防止されます。

この BPoS メカニズムの利点は、一部の LPoS プロトコルのバリデーターに、過剰な委任を防ぐために維持する必要があるステーキング比率の問題 (資本要件に類似) に対する明確な解決策を提供できることです。これは、認可者が認可前に追加のデューデリジェンスを実行し、検証者の状況を監視する必要があることも意味します。

BPoS は、Cosmos や IRISnet (Cosmos SDK/Tendermint ベース) などのプロジェクトによって最初に導入されました。どちらも非常に興味深いクロスチェーンプロトコルです。 Cosmos や IRISnet などの BPoS プロトコルでは、バリデーターの数が制限されており、有効なバリデーターは合計ステーク（自身のステーク + 委任）のサイズによって決まります。

ノミネートされたプルーフ・オブ・ステーク

Polkadot エコシステムは、Nominated Proof of Stake (NPoS) メカニズムを導入します。現在、Polkadot、Kusama、Edgeware など、多くの Substrate ベースのチェーンが使用されています。このシステムでは、バリデーターは 1 日に数回自動的に選択されます。これらのバリデーターの実行には、高い通信応答性の確保、信頼性に関する長期的な評判の構築、トークンのステーキングなど、コストがかかります。これは良い行動を維持するために行われ、合意から逸脱した場合は給付が削減されます。さらに、最近の Edgeware バリデーターの停止で確認されたように、NPoS ではスラッシングが非常に迅速に実行できます。

NPoS では、委任者は指名者と呼ばれます。ノミネーターは候補リスト内のバリデーターを指名し、バリデーターをサポートするために一定量のトークンをロックします。 NPoS では、バリデーターの数はガバナンスによって制限されており、バリデーターはネットワークにおける総ステークに基づいて選択されます。バリデーターとは異なり、ノミネーターは参加者の数に制限はありません。推薦者には、信頼できる新しい候補者を継続的に探すというインセンティブが与えられます。これら 2 つの役割により、NPoS はすべてのトークン保有者が継続的にネットワークに参加できるようにします。したがって、バリデーターの数を制限しながらも、高いレベルのセキュリティを維持します。

ハイブリッドプルーフオブステーク (HPoS)

ハイブリッド PoS/PoW は、Proof of Work と Proof of Stake を組み合わせたものと言われることがよくあります。ネットワークのセキュリティを確保するために、2 つの方法を組み合わせて使用します。PoS は PoW システムと連携して、ブロックチェーンのセキュリティをさらに強化します。通常、この方法では、マイナーが PoW を通じて新しいブロックを生成し、その後 PoS バリデータがこれらのブロックの有効性について投票します。 HPoS はハッシュの力により、より多くの攻撃を回避します。

HPoS プロジェクトの中には、Decred と Hcash があります。 Ethereum も Casper から HPoS へのアップグレードを実施しています。 Decred では、トークン保有者はマイナーによって採掘されたブロックを検査し、コンセンサスルールの変更に投票することができます。

純粋なプルーフ・オブ・ステーク

Algorand によって導入されたもう 1 つのコンセンサスアルゴリズムは、オープンな参加、スケーラビリティ、セキュリティ、トランザクションの最終性を備えたプロトコルである PPoS です。このアルゴリズムでは、ネットワークはセキュリティを多数派の誠実さと結び付けます。

このアルゴリズムの違いは、前述の DPoS、LPoS、BPoS とは異なり、エンティティが不正行為を行った場合に制裁措置が取られる仕組みがないことです。ネットワークは、少数派が不正行為をできないようにし、大多数が不正行為をしても利益を得られない状態にすることを望んでいます。プロトコルは、ネットワークの 75% の過半数が正直である限り、正常に動作し続けるように進化しました。