PoS のコンセンサスメカニズムと設計哲学

同正通研究所 × FENBUSHI DIGITAL 共同制作

文: Song Shuangjie、CFA、Sun Hanru

特別アドバイザー: ボー・シェン、リン、JX

ガイド

文: Song Shuangjie、CFA、Sun Hanru

まとめ

特別アドバイザー: ボー・シェン、リン、JX

ガイド

PoS コンセンサスを使用するブロックチェーン プロジェクトは、数量と市場価値の点で、PoW コンセンサスを使用するプロジェクトより遅れています。新しいPoSプロジェクトの進捗が、既存の成熟した理論に基づいて依然として期待どおりに進んでいないのはなぜですか? PoSコンセンサスには、人々がそれを受け入れ、ブロックチェーンコンセンサス分野に居場所を確保するのに十分な利点があるでしょうか? 「ステーキングエコノミー」は今後のブロックチェーンの新たな発展方向となるのか？

PoSコンセンサスに基づくブロックチェーンネットワークでは、「検証者」となるすべてのノードがブロックを生成（または公開）する権利を取得でき、その確率は所有する「エクイティ」に依存します。 PoS コンセンサスの利点には、Proof of Work と比較して、エネルギー消費の削減、セキュリティの確保、集中化のリスクの軽減などが含まれます。"経済"初期のPoSコンセンサスは「ノーステーク」の危機に直面し、ブロックチェーンは簡単にフォークされました。 「Sword Holder」メカニズムは、不正なノードに罰則を追加することで、以前の PoS コンセンサスに対する無関心な攻撃を解決します。モバイル チェックポイントとコンテキスト認識メカニズムにより、PoS コンセンサスに対する「長距離攻撃」を防止します。

コンセンサス経済モデルにおける権利と利益の役割と重要性に応じて、PoS コンセンサスは純粋な PoS コンセンサス、ハイブリッド PoS コンセンサス、DPoS、および権利と利益のみの概念の 4 つのタイプに分類できます。 PoS のコンセンサス議論とみなされます。 PoSに代表される「株式経済」は、PoWコンセンサスとは異なる経済システムであり、一般にインフレ経済モデルを採用しており、金利収入を得るためにネットワークコンセンサスプロセスに参加できるのはモーゲージトークンのみです。インフレの存在により、「増加するためにコインを保有する」という守銭奴の戦略は、新しい PoS コンセンサスには適用できなくなりました。すべての保有者はネットワーク コンセンサス プロセスに参加する必要があります。この要求に基づいて、より多くの金融アプリケーション シナリオが出現します。

経済

目次

安全性。しかし、PoS 経済モデルも独占と集中化の問題を解決できませんでした。

長期的には、PoS コンセンサスに基づくブロックチェーン ネットワークは、PoW コンセンサス ブロックチェーンと同じ規模に発展するでしょう。

リスク警告: 集中化のリスク、技術の進歩が予想よりも遅い、市場の変動リスク。

目次

1 プルーフ・オブ・ステーク、簡単な歴史

2 賭け金の証明のセキュリティ「剣持ち」

2.1 ブロックチェーン世界における「コモンズの悲劇」

2.2 「ソードホルダー」の仕組み

2.3 新たな問題「遠距離攻撃」

3 株式経済——PoSコンセンサスの経済概念

3.1 PoS コンセンサスの種類

3.3 経済的観点からみたPoSの安全性の「定量的」

文章

3.4 独占とカルテル

3.5 現在の主流の PoS アルゴリズムの概要

4 PoSの現在と未来

文章

2012 年、スコット ナダルとサニー キングは、論文の中で PoS の権利証明を提案しました。これは、サトシ ナカモトの Proof of Work に代わるコンセンサスです。 PoSの概念をコンセンサスメカニズムに統合した最初のPeercoin（ピアコイン）は同年に発売されました。その後数年で、イーサリアムやコスモスなどの大規模なブロックチェーン プロジェクトが独自の PoS ソリューションを提案しました。しかし、7年が経った現在、メインネットワークがPoSコンセンサスを採用しているブロックチェーンプロジェクト（ここにはDPoS、PoW+PoS混合コンセンサスは含まれません）は、数量と市場価値の点でPoWコンセンサスを採用しているプロジェクトよりも遅れています。新しいPoSプロジェクトの進捗が、既存の成熟した理論に基づいて依然として期待どおりに進んでいないのはなぜですか? PoSコンセンサスには、人々がそれを受け入れ、ブロックチェーンコンセンサス分野に居場所を確保するのに十分な利点があるでしょうか? 「ステーキングエコノミー」は今後のブロックチェーンの新たな発展方向となるのか？

1 ステークの証明、簡単な歴史

PoS コンセンサスに基づくブロックチェーン ネットワークでは、ノードは計算能力を介して簿記の権利を争うことはなくなり、簿記の権利を取得できる確率はノードが所有する株式の量に依存します。ここでの「ステーク」は、ノードが保持するトークンの数であることも、トークンの数の関数であることもあります。例えば、後述する Peercoin が提案する「コインエイジ」の概念では、ノードがパスを保持する期間が長ければ長いほど、コインエイジが蓄積されます。 PoS コンセンサスの利点には、Proof of Work と比較して、エネルギー消費の削減、セキュリティの確保、集中化のリスクの軽減などが含まれます。

PoS の歴史を通して、PoS の発展は大きく 3 つの段階に分けることができます。

最初の段階は、Peercoin に代表される PoW+PoS ハイブリッド コンセンサスです。ただし、このタイプの初期の混合コンセンサスでは、ブロック生成に参加しているノードが一定量のハッシュ値計算を実行すること、つまり、各ノードが計算による法的ブロックはノードと同様であり、保有する株式は関連しており、株式に応じて生産者が選択され、株式に基づくインセンティブ方式が採用されています。ピアコインは「エネルギー消費量の削減」という目標を完全には達成できませんでした。

第 2 段階は Nextcoin に代表される純粋な PoS コンセンサスです。このタイプの PoS コンセンサスメカニズムは、ノードが少量のハッシュ値計算を実行することを必要としない、または必要とするだけですが、分散型で検証可能な乱数生成関数を使用してブロックプロデューサーを選択し、インセンティブ方法は依然として権利と利益に関連しています。ノードによって保持されます。このタイプの PoS コンセンサスは、Proof-of-Work よりも消費エネルギーが少なくなりますが、完全には解決されていないネットワーク セキュリティを危険にさらす隠れた危険、つまり Nothing at Stake 攻撃 (ノー ステーク攻撃) が依然として存在します。

第 3 段階は、Ethereum Casper に代表される新しいタイプの PoS コンセンサスです。このタイプのコンセンサスでは、通常、コンセンサス アルゴリズムの一部として PoS が使用されます。ブロックは PoW の形式で生成され、コンセンサスの最終性は一定のブロック間隔で PoS によって確認されます。または、ブロックは PoS の形式で生成されます。 BFT アルゴリズムを使用してブロック検証を実行します。このタイプの PoS コンセンサスは、使用される特定のアルゴリズムに基づいていません。共通しているのは、「エクイティ エコノミー」の実装です。ノードはネットワーク コンセンサスに参加することで、保有するエクイティの割合に応じてブロック報酬を得ることができます。初期の PoS とは異なり、このタイプのコンセンサスは、不正なノードに経済的ペナルティを追加することで「ノーステーク」問題を解決し、PoS コンセンサスのセキュリティを強化します。

また、BitSharesやEOSに代表される「委任型」（DelegatedPoS）コンセンサスも広く知られています。ただし、このタイプのコンセンサスでは、権利と利益は「スーパーノード」への投票にのみ反映され、経済モデルやインセンティブと罰とは何の関係もないため、一般にPoSコンセンサスとして議論されることはありません。

ブロックチェーンの生成プロセスに応じて、PoS コンセンサスは次の 2 つのカテゴリに分類できます。

「チェーン」ベースのPoS（チェーンベースのプルーフ・オブ・ステーク）。 BTC PoW 生産ブロックの原理と同様に、アルゴリズムは一定期間ごとにノードが保有する権利と利益に応じて生産ブロックを担当するノードをランダムに選択し、このブロックを法的ブロックに追加する必要があります。フォークが発生し、パスする コンセンサス アルゴリズムによって指定されたルールによって、コンセンサス チェーンとしてチェーンが選択されます。

「ビザンチン」PoS (BFT スタイルのプルーフ オブ ステーク)。アルゴリズムは一定期間ごとにノードが持つ権利や利益に応じてブロックを公開するノードをランダムに選択しますが、このブロックが合法でありコンセンサスチェーンに付加できるかどうかは一定割合の検証者によって確認される必要があります投票。

2 安全な「剣持ち」の証拠

PoWコンセンサスにおけるコンピューティングパワー競争とは異なり、つまり、ブロックチェーンネットワークのセキュリティを確保するために、希少な外部リソースを導入し、ノードによって支払われたコンピューティングパワーにトークンで報酬を与えることによって、PoSはブロックチェーン経済システムの内生的勢力に依存することを望んでいます。セキュリティ問題を解決するために。 PoS コンセンサスは、「公平性」に応じてブロック簿記権とネットワーク報酬を割り当て、一連の革新的なソリューションを通じてコン​​センサスの安全性を確保し、これに基づいてブロックチェーンの世界で独自の「公平性経済」を構築します。

2.1 ブロックチェーン世界における「コモンズの悲劇」

初期の PoS コンセンサスはイージーフォークの危機に直面していました。ハーディング教授は、「共有地の悲劇」という論文の中で、そのような話を「一部の羊飼いは共通の草原で放牧する。草原の資源には限りがあるため、羊の数が草原の収容能力を超えると、最大数を運んだ後、 、群れの総生産額は減少します。草原での適切な放牧量が 2 頭であり、2 人の羊飼いがそれぞれ 1 頭の羊を飼っていると仮定して、2 人の羊飼いからなる単純なモデルを考えます。このとき、各羊の産出量は 1 単位であり、羊が追加されるたびに、 , 群れの総産出額が減少します。

すべての羊飼いは 2 つの選択に直面します。もう 1 匹の羊を追加するか、現状を維持するかです。羊飼いが合理的であれば、どちらの場合も羊を 1 匹追加することが最適な戦略となりますが、両方の羊飼いが放牧を選択した場合、草原の総産出額は減少します。 「コモンズの悲劇」に対する啓蒙とは、個人による公共資源の無制限な開発・利用が全体の利益を損なうことにつながるというものである。

初期の PoS コンセンサスも同様の問題、つまり「合理的フォーク」に直面していました。 「チェーン」ベースのブロックチェーン ネットワークでは、ノードが同じ高さの 2 つのブロックを見つけたとき、つまりネットワークが分岐したとき、ノードは 2 つの選択肢に直面します。 1. コンセンサス ルールに従って、ノードの 1 つをブロックとして選択します。新しいブロックが生成されるメイン チェーン、2 番目に、2 つの分岐チェーンで同時に新しいブロックが生成されます。

ブロックチェーンは無形のテクノロジーであり、それがもたらすエコロジーはその価値の重要な部分を占めています。 「コモンズの悲劇」の場合、乱用された草原資源は限られている。ブロックチェーン生態系は依然として急速に発展しているが、無制限のフォークは必然的にブロックチェーン開発者、コミュニティ、エコシステムの分断を引き起こし、フォークチェーン間の競争により、ブロックチェーンの生態系が減少する。フォークなしと比較した全体的な値。

PoW コンセンサス ブロックチェーンでは、そのような選択は実際には無効です。ノードが所有する計算能力は固定されており、ノードがフォークされたチェーンでのマイニングに計算能力の一部を割り当てる場合、フォークされたチェーンが最終的には何の価値も持たなくなり、ノードが失われるというリスクを最初に負わなければなりません。フォークチェーンでのマイニングとメインチェーンでの収入の減少が原因です。フォークされたチェーンの価値が認識されると、他の有理ノードはすぐにその計算能力をフォークされたチェーンに切り替えて、2 つのチェーン上のユニットの計算能力利得のバランスを達成します。ネットワーク全体の計算能力に対するノードの計算能力の比率が変わらなければ、超過利益を得ることができません。合理的なノードの選択は、メインチェーンになる可能性が最も高いチェーンでマイニングを継続することです。

PoS コンセンサスでは、フォークの高さより前のフォークされたチェーンのブロックは元のチェーンとまったく同じであるため、ノードはフォークされたチェーン上に同じ数のトークンも持ちます。このようにして、対応する権利と利益はフォークされたチェーン上でブロックを生成し続けることができ、2 つのチェーン上のマイニングは相互に影響を与えないため、合理的なノードはフォークされたチェーンの存在を黙認します。

証明書の所有者がこの分割によって引き起こされる損害を予見できれば、自らの利益を守るために分岐したチェーン上にブロックを作成することを拒否するだろうという見方があります。しかし実際には、グループ内のほとんどの個人は近視眼的であり、他に制限するルールがなければ、フォークされたチェーン上の権利や利益を放棄するノードはほとんどありません。これは「何も問題がない」とも呼ばれます。

2.2 「ソードホルダー」の仕組み

イーサリアム・キャスパー・コンセンサスは、「Slashers」（スラッシャー、「剣士」とも訳される）メカニズムを適用しており、以前のPoSコンセンサスによる公的悲劇を解決するためにコンセンサス・メカニズムに懲罰的措置を導入している。このプロトコルの中心的な内容は、ブロック生成に参加するノード (検証者と呼ばれる) が一定額の保証金を約束し、一連のペナルティ条件を規定する必要があるということです。ノードがペナルティ条件に記載された行為を行ったことが判明した場合、ノードが差し入れた保証金は没収され、検証者の権利は剥奪されます。通常、罰せられる行為には、2 つのチェーン上で同時にブロックを生成する、最新の高さでブロックを生成しないなどの悪意のある行為が含まれます。悪意のある動作をする可能性のあるノードに対する経済制裁（スラッシュ）により、フォークチェーンが出現する可能性があるときに掘るノードと掘らないノードの期待収益が変化しました。ノードがフォークチェーンを掘るか攻撃を開始する限り、期待収益が低い場合に得ることができます。住宅ローン預金よりも合理的なノードの選択は、ルールを遵守し、誠実なノードとなり、それによって無関心な攻撃を解決することになります。

SF『三体問題』に登場する「ソードマン」は、トリソララン艦隊が地球に攻撃を仕掛け、トリソララン銀河と太陽系を破壊した際に、トリソララン銀河の座標を送信し、地球の生存を脅かす重要な力となった。 3体攻撃者を牽制する。新世代の PoS コンセンサスにおける「剣の持ち主」メカニズムは、潜在的な攻撃者を制限するための鋭い武器でもあり、合理的な処罰条件と住宅ローンの金額を指定することで、さまざまなネットワーク攻撃に抵抗するコンセンサス メカニズムの能力を効果的に強化できます。

2.3 新たな問題「遠距離攻撃」

チェーンベースの PoS コンセンサスは、コンセンサスの最終性を決定する方法がより複雑です。 PoSは「累積ワークロードが最大のチェーンをメインチェーンとする」という概念を放棄し、ノードが自由に参加・脱退できるPoSネットワークではデポジットの変動が動的であり、検証者は他のノードの最新情報を取得する必要がある。どのブロックが本当に有効であるかを判断するための検証者。 PoWネットワークとは異なり、ブロックが合法であるかどうかの判断は、トランザクションの合法性、ブロックヘッダーのハッシュが要件を満たしているかどうか、メインチェーンが決定された最長原則を採用しているかどうかの判断など、いくつかの客観的な情報にのみ依存します。 PoS は「遠距離攻撃」セックスの可能性も考慮する必要があります。

「長距離攻撃」は、PoS コンセンサスにおける最も脅威的な攻撃形態であり、ノードが抵当権を撤回すると、その後のブロックを検証する権利はなくなりますが、抵当権が撤回される前にブロックを回復することができます。ロールを取得し、デポジットの没収による罰が適用されなくなったため、攻撃者はこれらのノードに賄賂を贈って、十分な「ゴースト」デポジット (既に引き出し済み) を集め、これらのノードが持つブロックを置き換えようとするのに十分な長さの攻撃チェーンを再構築することができます。バリデーターとしての期間中に検証されました。

解決策の 1 つは、チェックポイントを移動することです。つまり、チェックポイントは一定のブロック間隔ごとに設定され、チェックポイント以降のブロックのみが再編成されます。チェックポイント間の間隔は、通常、デポジットを支払ったノードによって十分な確率でブロックが検証されることを保証するために、必要な最小デポジット時間よりも短くなります。もう 1 つのソリューション戦略は、「コンテキスト認識トランザクション」です。トランザクションを構築するときに、トランザクション内の前のブロックまたは複数のブロックのハッシュ値を記録することで、トランザクションを特定のブロック ブランチに関連付けることができ、フォークされたチェーン上の偽造トランザクションが困難になります。

3.1 PoS コンセンサスの種類"ファイナリティ"コンセンサス経済モデルにおいてステークが果たすさまざまな役割に応じて、PoS を上記のカテゴリに細分化できます。

後者の 2 つのコンセンサス メカニズムでは、公平性はコンセンサス プロセスにおいて決定的な役割を果たしていないため、一般に PoS コンセンサスとして議論されることはありません。それらと前の 2 つの PoS コンセンサスの違いは、ネットワークの経済的インセンティブがノードが所有するステークに応じて分配されるかどうかにあります。一部の PoS コンセンサスでは、コンセンサスプロセスに参加する限られた数の検証者を投票によって選出しますが、この選出は、スマートコントラクトを通じて検証者にパスを「委任」することによって実現されます。検証者には委任されたトークンを使用する権利はなく、検証者が得たブロック報酬はトークンの数に応じて所有者に分配されます。 DPoS コンセンサスでは、ブロック報酬はスーパーノードと特定の数の候補ノードにのみ割り当てられます。

純粋な PoS とハイブリッド PoS コンセンサスの違いは、バリデーターを選択するプロセスが、バリデーターが保持するステークに関連しているかどうかです。対応する PoW コンセンサスでブロック プロデューサーが選択される確率は、そのコンピューティング能力に関係します。ハイブリッド PoS コンセンサスは通常、ブロックチェーンに PoS を提供します。

ファイナリティ

検証は、ブロックの生成と検証者の選択は別の方法で行われます。ノードが簿記権を取得する確率がその抵当権に関連している場合、このタイプのコンセンサスは純粋な PoS コンセンサスと考えることができます。

この方法で定義された純粋な PoS には、他のコンセンサス アルゴリズムを含めることはできません。実際、ほとんどの PoS コンセンサスは、BFT アルゴリズムを使用してブロックに投票します。例えば、Tendermintの基本アルゴリズムはPoS+pBFT、Proof of Activityの基本アルゴリズムはPoS+PoW、Casper FFGの基本アルゴリズムはPoW+PoS+BFTであり、今後のPoSの開発トレンドもハイブリッドとなるだろう。コンセンサス。

3.2 すべての保有者がコンセンサスネットワークに参加する

PoS のコンセンサスは次のように要約できます。株式保有者は、合法であると考えるブロックに投票し、不正行為によりデポジットを失うリスクを喜んで負います。ブロックチェーン経済システムでは、トークン所有者は個人投資家、機関投資家、財団、プロジェクト開発者に大別されます。これらのトークン所有者がトークンを保管する方法には、秘密鍵の個人保管 (オフライン・ウォレット・サービスを含む)、取引所、および保管者が含まれます。従来のPoSコンセンサスでは、トークンを保有するだけで自動的に利息収入が得られるため、個人投資家や機関投資家はトークンをロックしてコンセンサスプロセスに参加することを望まないことが多く、ネットワークのセキュリティが低くなります。

ペナルティメカニズムを追加する PoS コンセンサスでは、モーゲージ トークンのみがネットワーク コンセンサス プロセスに参加して利息収入を取得します。インフレの存在により、「増やすためにコインを保有する」という守銭奴の戦略は新しいPoSコンセンサスには適用できなくなり、ブロック報酬を獲得するにはすべての保有者がコンセンサスプロセスに参加する必要があります。ペナルティメカニズムの存在により、プロのコンセンサスノードの運営コストが大幅に増加し、個人投資家が費用を負担する余裕がなくなりました。

PoS ネットワークが同様の委託機能を備えたスマート コントラクトをサポートしていない場合は、専門の検証機関が存在します。個人投資家はプロのバリデーターノードに自分に代わってモーゲージトークンを委託し、一定の管理手数料を支払うことで利子収入を得る。 Coinbase は現在、Tezos ユーザー向けの株式モーゲージ サービスの導入を計画しており、投資家の年間不労所得は約 8% であると推定されており、20% の管理手数料がかかります。

個人投資家が新しい PoS エクイティエコノミーに参加する場合、以下のリスクを詳細に検討する価値があります: モーゲージトークンの機会費用、期待収益率、委託されたモーゲージ機関の専門能力と手数料徴収、専門知識および自社構築検証ノードのコストに必要な専門知識。

新しい PoS コンセンサスは、すべてのトークン所有者がコンセンサス プロセスに参加し、ネットワーク セキュリティを維持することを奨励します。これは PoW とは多少異なります。

3.3 経済的観点からみたPoSの安全性の「定量的」

ブロックチェーン ネットワークのセキュリティは、そのすべてのアプリケーションとパフォーマンス指標の基礎であり、「剣持ち」メカニズムを導入する PoS コンセンサスは、PoW に匹敵するセキュリティを提供できるはずです。セキュリティの概念はコンセンサスメカニズムのフォールトトレランスとは少し異なります. コンセンサスメカニズムのフォールトトレランスは通常アルゴリズムを通じて導出される理論値ですが、ネットワークセキュリティは実際のネットワークの動作などの一連の要因にも影響されます。ネットワーク、経済モデル、ノードの規模など、ブロックチェーン ネットワークのセキュリティを測定するための定量化可能な指標を見つけたいと考えています。

経済的利益の観点から、システムを攻撃するメリットが攻撃コストよりも高い場合、同様の攻撃を試みる価値があります。逆に、システムを攻撃するコストが得られる利益よりも高い場合、それは攻撃者にとって不経済であり、そのようなシステムは「経済的に安全」です。たとえば、米国とメキシコの国境の壁、麻薬取引、不法移民、さらには米国とメキシコの国境地域での人身売買さえも莫大な利益をもたらす可能性があり、国境の壁を突破するためのコスト（トンネルの建設など）はそれほど高くありません。言及する価値があるので、「「国境の壁」は経済的不安の一例です。

最新の暗号化は、個人データを「経済的に安全」に保つことができるアプリケーションの一例です。日常生活で広く使われている対称暗号でも、Webサイトのデータベース漏洩や平文保存パスワードなどの人的要因を考慮しなければ、安全性は非常に高いです。一般ユーザーのパスワードを解読しようとするコストは、ユーザーのアカウント自体の価値よりも高くなることがよくありますが、ブロックチェーンに基づく非対称暗号化技術は、世界中のすべてのコンピューターの計算能力攻撃に抵抗できます。

PoW コンセンサスでは、ネットワークのセキュリティは十分なコンピューティング能力によって保証されており、ノードは十分な経済的インセンティブがある場合、つまりノードを実行する限界費用が限界収益よりも低い場合にのみマイニングに参加します。 PoW ネットワーク内の悪意のあるノードにはペナルティがないため、悪意のあるノードが負担する最大の損失は、考えられるブロック報酬となります。攻撃者が 51% の攻撃を開始する場合、攻撃者は少なくとも 51% の計算能力を習得する必要があります。攻撃者が N ブロックの前にトランザクションをロールバックしたい場合は、攻撃者が 60% の計算能力を持っていると仮定します。 3N ブロックの高さを超えると、元のチェーンよりも長い攻撃チェーンを掘り出すことができるため、攻撃コストは 3N ブロックの総報酬の約 60% になります。したがって、PoW ネットワークの攻撃コストを定量化することができ、ネットワーク全体の計算能力、計算能力のレンタル価格、マイニングマシンの製造コスト、成長率などのパラメータを通じてネットワークの安全性を見積もることができます。ネットワーク障害の割合。

Slasher プロトコルを含む PoS コンセンサスでは、悪意のあるノードが攻撃を開始すると、利息収入が失われるだけでなく、住宅ローンの預金も失われます。ブロックが N% によって確認されることの意味は、ブロックが最終合意にならなかった場合、検証者はネットワーク全体の総デポジットの N% を失うことになります。 PoS コンセンサス ブロックチェーンで攻撃者が同様の攻撃を開始したいと仮定すると、特定のコンセンサス アルゴリズムによって異なる特定の割合のトークンを抵当に入れる必要があります。 「チェーン」ベースの PoS コンセンサスでは、同様の攻撃を開始するには一般に総トークンの 51% を抵当に入れる必要があり、支払われる攻撃コストは同数のトークンであり、利息収入の損失は比較的小さいです。

流通しているトークンの51％を入手することも困難です。流通市場を通じてトークンを購入する場合、大規模な取得は必然的に価格の上昇と攻撃者の攻撃コストの増加を招く一方、かなりの数のトークンがすでに抵当にロックされています。アップ期間。 Cosmosは総供給量の39%を占める7,390万個のトークンを抵当に入れており、Tezosは総供給量の81%を占める5億3,000万個のトークンを抵当に入れており、Decredは総供給量の48%である455万個のトークンを抵当に入れている。トークンの初期割り当てが適切であれば、1 人の攻撃者が同様の攻撃を実行することは非常に困難です。

PoW ネットワーク内の攻撃者が最後の数ブロックのトランザクションのみを書き換えたい場合、考えられる収入が攻撃者の能力を超える限り、ブロック報酬の数倍のコストを支払うだけで済みます。これは攻撃者の計算能力に依存します。攻撃コストが増加すると、ネットワークは危険な状態に陥ります。ただし、PoS ネットワーク内の攻撃者が流通トークンの 51% を取得すると、ネットワーク セキュリティへの損害は永続的になります。

PoW コンセンサスはネットワークにセキュリティを提供するために外部リソースを導入し、このリソースの価値自体が攻撃に対する一定のしきい値を作成しますが、PoS コンセンサスはネットワーク内のトークンの価値と罰メカニズムに依存して攻撃を防ぎます。 Proof of PoS の権利と利益は、合理的な初期分配の条件の下で、Proof of Work と同等に弱い「経済的安全保障」を保証することができます。

3.4 独占とカルテル

「経済的安全性」とは、ブロックチェーンネットワークが絶対的に安全であることを意味するものではありません。一方で、「コストを問わない」攻撃者が存在し、攻撃者がいかなる犠牲を払ってでもブロックチェーン ネットワークを破壊したい場合、人間の介入（コミュニティによる攻撃チェーンの強制ロールバックなど）に関係なく、現時点ではどのブロックチェーン ネットワークも抵抗できません。同様の攻撃。一方で、寡占はあらゆる経済形態が直面する問題です。

PoWネットワークでは、計算能力の集中化やマイニングマシンメーカーの独占の問題があり、大規模なマイニングプールに計算能力が集中しすぎるのではないかという懸念がある一方で、マイニングマシン専門メーカーが技術を源から独占してマイニングマシンの生産を行います。規模の経済の存在により、大規模な資金を投じてマイニングマシンの製造やマイニングファームの設立を行う事業者は、中小規模の事業者よりもコストが低いため、PoW のコンピューティング能力競争モデルにおいて競争力が高くなります。独占を形成しやすくなります。

PoS コンセンサス メカニズムは、コンピューティング パワーとマイニング マシンの集中化の問題を回避しますが、新しい形態の独占も生み出します。大量のトークンを保有する一部のノードは自発的にバリデーター・アライアンスを組織する可能性があります。彼らはデポジットを没収するようなことをする必要はありません。デポジットが 51% を超えている限り、ガバナンスとコミュニティに悪影響を及ぼします。鎖の上で、発言する絶対的な権利を持っています。このような提携は、十分な執行力を持っていれば、含めたくない取引を含めることを拒否することができます。これらの潜在的な独占者は、プロジェクトの初期投資家、取引所、またはプロジェクト自体である可能性があります。同様の攻撃が発生した場合、フォークを強制するには「コミュニティの合意」に頼るしかないため、PoS プロジェクトでは、トークンの初期配布計画と、ある程度の流動性と市場価値が非常に重要です。

分散化の観点から見ると、PoS には PoW に比べて明らかな利点はありません。

3.5 現在の主流の PoS アルゴリズムの概要

Cosmos Network は、Tendermint コンセンサス アルゴリズムに基づいた、運用可能でスケーラブルなブロックチェーン インターネットです。 Tendermint は、Practical Byzantine Fault Tolerance (pBFT) を PoS に適応させたものです。ネットワークは、ノードが保有する株式の量に応じて、対応する確率でブロックを解放するプロデューサーとしてノードを擬似ランダムに選択しますが、ブロックの確認とファイナリティ検証は pBFT アルゴリズムを通じて完了します。

Casper CBC は、ワークロード プルーフ GHOST プロトコルの PoS 適合バージョンです。CCBC は、経済的安全性により注意を払い、合理的なインセンティブと罰則のルールを設計することでカルテル組織の出現を防ぐ純粋な PoS コンセンサスです。"遠距離攻撃"4PoSの現在と未来

また、その他の新たな問題も発生しているため、ネットワークセキュリティを確保するにはより複雑なメカニズムを設計する必要があり、開発コストと潜在的なセキュリティ脆弱性が増加しており、大規模なPoSネットワークの開発の進捗は期待ほど良好ではありません。

注記：

何らかの理由により、この記事の一部の名詞はあまり正確ではありません。主に一般証明書、デジタル証明書、デジタル通貨、通貨、トークン、クラウドセールなどです。読者の皆様に質問がある場合は、電話または手紙で一緒に話し合うことができます。 。

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