馃嚨馃嚤 Podsumowanie: Czym jest Proof of Stake (Aggelos Kiayias)

Polskie t艂umaczenie Summary: What is Proof of Stake? (Aggelos Kiayias) opublikowanego przez @maki.mukai z IOHK Team 1 sierpnia 2018

Profesor Prof Aggelos Kiayias jest g艂贸wnym naukowcem w IOHK i kierownikiem Katedry Cyberbezpiecze艅stwa i Prywatno艣ci na Uniwersytecie w Edynburgu. Jego zainteresowania badawcze dotycz膮 bezpiecze艅stwa komputerowego, bezpiecze艅stwa informacji, kryptografii stosowanej i podstaw kryptografii ze szczeg贸lnym uwzgl臋dnieniem technologii blockchain i system贸w rozproszonych, g艂osowania elektronicznego i bezpiecznych protoko艂贸w wielostronnych oraz zarz膮dzania prywatno艣ci膮 i to偶samo艣ci膮. By艂 odpowiedzialny za opracowanie Ouroboros, algorytmu Proof-of-Stake zaproponowanego dla Cardano. Ouroboros jest potwierdzalnie bezpieczny, co oznacza, 偶e 鈥嬧媜feruje gwarancje bezpiecze艅stwa, kt贸re zosta艂y matematycznie udowodnione.

W powy偶szym filmie profesor Kiayias daje nam wgl膮d w to, czym jest Proof-of-Stake i jak wypada w por贸wnaniu z Proof-of-Work.

Warstwa zgodno艣ci i konsensus

  • protok贸艂 Ouroboros jest rdzeniem blockchainu Cardano
  • jest to warstwa zgodno艣ci, co oznacza, 偶e 鈥嬧媢偶ytkownicy mog膮 poprosi膰 t臋 warstw臋 o sprawdzenie, czy transakcja zosta艂a zintegrowana, a jej dane wyj艣ciowe zosta艂y zaakceptowane przez sie膰
  • warstwa zgodno艣ci jest jednym z najbardziej krytycznych element贸w kryptowaluty
  • oczywi艣cie mo偶liwe jest posiadanie jednego serwera i wdro偶enie warstwy zgodno艣ci jako us艂ugi scentralizowanej
  • ten system zadzia艂a艂by i zapewni艂by 偶ywotno艣膰 (偶ywotno艣膰 oznacza, 偶e 鈥嬧媡ransakcje b臋d膮 przyjmowane do systemu)
  • ta metoda ma r贸wnie偶 istotn膮 wad臋, poniewa偶 wprowadza pojedynczy punkt awarii w systemie
  • serwer mo偶e zosta膰 zhakowany lub kontrolowany przez kogo艣, kto chce cenzurowa膰 dane transakcje, a zatem system by艂by ca艂kowicie na 艂asce tych, kt贸rzy go kontroluj膮, a wtedy te podmioty mog艂yby decydowa膰 kt贸re transakcje s膮 uwzgl臋dnione a kt贸re nie
  • w艂a艣nie dlatego decentralizacja jest niezwykle wa偶na dla kryptowalut
  • dzi臋ki decentralizacji jeste艣my w stanie rozdzieli膰 zaufanie z pojedynczego punktu awarii do zbioru podmiot贸w, kt贸re wsp贸lnie 艣wiadcz膮 t臋 sam膮 us艂ug臋 warstwy zgodno艣ci
  • wskazuje to na klasyczny problem w informatyce, znany jako konsensus
  • konsensus w dziedzinie informatyki jest badany od ponad 40 lat
  • termin 鈥瀔onsensus鈥 odnosi si臋 do problemu, z kt贸rym boryka si臋 grupa stron, gdy chc膮 osi膮gn膮膰 zgodno艣膰 w celu uzyskania tego samego efektu ko艅cowego
  • chocia偶 literatura dobrze rozumie ten problem, wszystkie rozwi膮zania, kt贸re zosta艂y zbadane (przed pojawieniem si臋 protoko艂u Bitcoin) maj膮 t臋 sam膮 wad臋
  • ta niedoskona艂o艣膰 polega na tym, 偶e zak艂ada si臋, 偶e zbi贸r stron, kt贸re korzystaj膮 z protoko艂u znaj膮 si臋 nawzajem i 偶e istnieje niezawodna infrastruktura nazewnicza
  • chocia偶 ma to sens w przypadku klasycznych system贸w w informatyce, nie jest kompatybilne ze sposobem dzia艂ania Internetu poniewa偶 nie ma niezawodnej, dost臋pnej globalnie infrastruktury nazw

Potem przyszed艂 protok贸艂 Bitcoin鈥

  • w 2009 roku pojawi艂 si臋 protok贸艂 Bitcoin, kt贸ry po raz pierwszy umo偶liwi艂 my艣lenie o rozwi膮zywaniu konsensusu bez zak艂adania wcze艣niej istniej膮cych nazw dla uczestnik贸w obs艂uguj膮cych protok贸艂
  • jest to bardzo wa偶ne, poniewa偶 wykonanie protoko艂u sta艂o si臋 publiczne i w zasadzie wszystkie zainteresowane strony s膮 mile widziane i mog膮 sta膰 si臋 cz臋艣ci膮 wykonywania protoko艂u oraz przyczyni膰 si臋 do integralno艣ci ksi臋gi
  • w ten spos贸b maksymalizuje si臋 integralno艣膰 systemu i mo偶liwe jest stworzenie warstwy zgodno艣ci, kt贸ra jest niezwykle trudna do zak艂贸cenia
  • jednak, z czasem wyszed艂 na jaw znacz膮cy minus protoko艂u Bitcoin w postacji jego ogromnego zapotrzebowania na energi臋
  • w celu obs艂ugi protoko艂u wymaga si臋 od uczestnik贸w rozwi膮zania tzw. 鈥瀌owodu pracy鈥
  • oznacza to, 偶e ka偶dy z serwer贸w bior膮cych udzia艂 we wdra偶aniu tej warstwy zgodno艣ci musi rozwi膮za膰 trudny problem obliczeniowy, a to wymaga du偶ej ilo艣ci energii
  • wi臋c chocia偶 zapewnia protoko艂owi wiele po偶膮danych cech decentralizacji, ma r贸wnie偶 wad臋 polegaj膮c膮 na tym, 偶e wymaga bardzo wysokiego wydatku energii
  • z tego powodu w spo艂eczno艣ci Bitcoin na pocz膮tku dyskutowano czy mo偶na zachowa膰 cechy decentralizacji, jednocze艣nie usuwaj膮c marnotrawstwo energii
  • wiele pomys艂贸w zosta艂o zaproponowanych w tym czasie przez wiele os贸b

Proof-of-Stake

  • spo艣r贸d tych propozycji Proof-of-Stake (PoS) sta艂 si臋 najbardziej widocznym i najbardziej przekonuj膮cym sposobem na wyeliminowanie potrzeby dowodu pracy i zwi膮zanego z tym marnotrawstwa energii
  • teraz z PoS to, co uczestnicy robi膮, aby rozwija膰 protok贸艂, to odwo艂ywanie si臋 do zasob贸w, kt贸re ju偶 istniej膮 i s膮 zapisane w ksi臋dze
  • to skierowanie nie wymaga wydatku energetycznego
  • i to w艂a艣nie umo偶liwia PoS zapewnienie podobnego typu decentralizacji, jak w przypadku Bitcoina, ale bez marnowania energii, jak przy blockchainie Bitcoina lub innych protoko艂贸w opartych na PoW
  • Protoko艂y PoS mog膮 korzysta膰 ze wszystkich najnowocze艣niejszych, dost臋pnych obecnie narz臋dzi kryptograficznych i zapewniaj膮 protoko艂y blockchain, kt贸re mog膮 faktycznie skalowa膰 i by膰 bardziej partycypacyjne ni偶 inne protoko艂y znajduj膮ce si臋 w przestrzeni ksi臋gi rozproszonej
  • a poniewa偶 te protoko艂y PoS s膮 oparte na narz臋dziach kryptograficznych (takich jak podpis cyfrowy i certyfikaty klucza publicznego), maj膮 one mo偶liwo艣膰 korzystanie z protoko艂贸w kryptograficznych, kt贸re oferuj膮 przydatne us艂ugi i bardzo naturalnie budowa膰 te protoko艂y na podstawie rejestr贸w PoS
  • w ten spos贸b ksi臋gi PoS mog膮 zapewnia膰 rodzaj funkcjonalno艣ci, kt贸ra jest do艣膰 wszechstronna i spe艂nia wymagania wielu r贸偶nych aplikacji, w tym mi臋dzy innymi g艂osowania elektronicznego, mened偶era 艂a艅cucha dostaw i wielu innych aplikacji ksi臋gi dystrybucyjnej o wysokiej warto艣ci