Veřejné blockchainové sítě potřebují mechanismus pro distribuci konsensuální moci subjektům, které se chtějí podílet na decentralizaci a bezpečnosti sítě. Pojďme se podívat na to, jak je to udělané v Cardanu, které na to používá nativní mince ADA.
Jak ideálně rozdělit moc a komu
Decentralizovaná síť je závislá na mnoha jednotlivcích, kteří provozují uzly. Uzly jsou odpovědné za vytváření bloků, ověřování bloků a transakcí, a některé další věci. V článku budeme hovořit o konsensuální síle, protože každá blockchainová síť musí dospět ke vzájemné shodě mezi uzly, aby mohla připojit nový blok do blockchainu. Mít konsensuální sílu znamená například to, že operátoři uzlů se mohou rozhodnout o zahrnutí transakcí do nového bloku a zároveň mají nárok na odměnu.
Je nutné rozdělit konsensuální moc všem účastníkům tak, aby zde nebyla centra moci. Centra moci jsou nebezpečná z mnoha důvodů. Například na centrum mohou zaútočit hackeři v digitálním světě, nebo operátory uzlů může najít kdokoli ve fyzickém světě. Když některé velké centrum není najednou schopné vytvářet bloky, může dojít ke zpoždění zpracování uživatelských transakcí.
Decentralizovaná síť musí být odolná vůči vnějším útokům, ale nezapomeňte, že musí odolat také interním útokům. Například pokud by bylo v síti několik velkých center moci, pak by pro tyto operátory mohlo být relativně snadné domluvit se a diktovat pravidla a podmínky dalším menším účastníkům. Zabezpečení a decentralizace jsou související atributy veřejné sítě. Čím více malých jedinců a méně center má síť, tím je síť bezpečnější. Zjednodušeně řečeno, pokud ve veřejné síti nejsou žádná centra, není možné na ně externě zaútočit, nebo je interně zneužít.
Síla, například právo vyrábět nové bloky, by měla být rozdělena rovnoměrně mezi co nejvíce účastníků. Toto obecné tvrzení má však několik omezení. Právo vyrábět bloky by neměl mít každý zadarmo. Pokud by tomu tak bylo, bylo by relativně snadné zneužít levně získanou sílu k útoku na síť. Otevřená decentralizovaná síť by neměla mít orgán, který by schvaloval, kdo se může podílet na výrobě bloků. Každý se může svobodně připojit a opustit síť. Neexistuje tedy nikdo, kdo by zkontroloval identitu účastníků a mohl rozhodnout, kdo je dobrý a kdo špatný. Motivační mechanismus sítě musí odměňovat dobré účastníky a odrazovat špatné účastníky. Vše musí být automatizováno a řízeno pevnými pravidly.
Koho zajímá výroba bloků? Producenti bloků jsou za práci obvykle oceněni, takže mnoho účastníků může mít potenciální zájem. Může to být kombinace malých entit připojujících se k síti z ideologických důvodů, podnikatelů, kteří si chtějí jen vydělat peníze, nebo dokonce útočníků, kteří chtějí ublížit ekosystému. V ideálním případě by síť měla podporovat existenci mnoha malých jedinců a neumožňovat existenci center moci. Není možné dosáhnout ideálního stavu, protože digitální a fyzický svět jsou od sebe odděleny. Bez ústředního orgánu není možné chránit síť před Sybil útoky. Upřímně řečeno, bylo by to obtížné i s ústředním orgánem.
Sítě PoW i PoS používají vzácný zdroj k distribuci konsensuální síly. Pojďme se podívat na rozdíly.
Síla v síti je navázána na vzácný zdroj
Cardano je síť typu proof of stake (PoS), která využívá nativní mince ADA jako vzácný zdroj. Bitcoin je síť Proof of Work (PoW), která využívá elektřinu jako drahý zdroj.
ADA je vzácný zdroj a vydávání mincí je shora omezené na 45 000 000 000. Konsenzuální sílu lze získat nákupem mincí ADA. Pokud neuvažujeme o Lovelace, pak teoreticky může každý člověk žijící na planetě vlastnit část konsensuální síly v síti Cardano zakoupením alespoň jedné mince ADA. To jen však pouze teorie. V okamžiku psaní tohoto článku existuje téměř 90 000 delegátů (jedna entita může mít více peněženek), kteří mohou delegovat mince ADA, řekněme na 500 poolů, které produkují bloky v každé epoše. Pooly jsou entity, které jsou zodpovědné za výrobu bloků v síti Cardano, takže musí mít konsensuální sílu.
Jinými slovy, pooly musí mít dostatečný podíl (stake), aby mohly získat právo na výrobu bloků. Protokol Cardano přiřazuje právo na produkci bloků proporcionálně podle podílu poolů. Provozovatelé si mohou koupit mince ADA, aby dosáhli potřebné hranice. Očekává se, že mnoho operátorů nebude moci koupit dostatečné množství mincí ADA, aby bylo možné v epoše vyrobit 100 % bloků. K tomu je potřeba několik desítek milionů mincí. Abychom byli přesnější, musí mít pool v 1. čtvrtletí 2021 přibližně 32 000 000 mincí, aby mohl produkovat 100 % bloků. Naštěstí operátoři poolů nemusí kupovat takové velké množství mincí. Ostatní držitelé mincí ADA, kteří neprovozují svůj vlastní pool, mohou mince delegovat do existujícího poolu. Použití nativních mincí v konsensu má velkou výhodu, protože konsensuální moc může být distribuována všem držitelům mincí. Dá se říci, že Cardano bude decentralizovanější a bezpečnější, čím více lidí bude držet mince ADA a používat je ke stakingu (tedy delegovat na některý pool z vlastní peněženky).
Bitcoin byl původně navržen bez poolů, ale vývoj decentralizovaných sítí ukazuje, že jsou obvykle nutné. Bitcoinové pooly jsou zodpovědné za výrobu bloků podobně jako v Cardanu. Konsenzuální síla je také proporcionální a je založena na hash-rate. Čím vyšší hash-rate je delegována na pool, tím více bloků pool produkuje v průběhu času. Těžaři jsou subjekty, které rozhodují o tom, na které pooly delegují svůj hash-rate. Je to velmi podobný proces jako delegování mincí do poolu v síti Cardano. Provozovatelé bitcoinových poolů mohou být zároveň těžaři.
V Bitcoinové síti je 10 hlavních poolů, které dohromady mají téměř 96% hash-rate. Máme informace o aktuální velikosti hash-rate, ale žádné další bližší informace o těžařích. Víme jen, že 65% hash-rate je delegováno z Číny, protože tam je levná elektřina. Bitcoinový protokol se nestará o svou vlastní decentralizaci a bezpečnost co se týče subjektů, které produkují bloky. Zjednodušeně řečeno, existuje pouze jedno jednoduché pravidlo. Když jakýkoliv pool navrhne nový platný blok a výpočetně náročná hádanka je vyřešena, pak je blok připojen k blockchainu. Operátor poolu získá blokovou odměnu a úměrně odvedené práci odmění těžaře.
Výhody a nevýhody používání nativních mincí ADA
Nejvýznamnějším rozdílem je, že elektřina je fyzický zdroj a nativní mince digitální zdroj.
Použití nativních mincí ADA k distribuci konsensuální síly má tu výhodu, že se jedná o velmi levný proces s ohledem na spotřebu elektřiny. Cardano pooly musí být zaregistrovány, aby protokol mohl proporcionálně přiřadit vedoucí slotů na základě velikosti podílů (staků) těchto poolů. Další výhodou je, že distribuce moci je část informace, která je uložena v blockchainu. Pooly a delegátory může snadno najít kdokoli. Kvalita decentralizace je pod kontrolou celé komunity a lze ji snadno vyladit skrze hlasování (nejspíš v roce 2021). Díky rychlému výběru vedoucího slotu lze během jedné sekundy vyrobit nový blok.
Elektřina není vzácným zdrojem, ale nákladným a nekonečným zdrojem, který je nutné spotřebovat, aby bylo možné vyrábět bloky. Bitcoinové pooly mezi sebou soutěží v každém cyklu o vytvoření nového bloku. Právo na výrobu bloku není v daném cyklu bitcoinovým protokolem přiděleno jednomu poolu, jako je tomu v případě Cardano. Soutěž je založena na spotřebě elektřiny. Obtížnost počítačové hádanky PoW se pravidelně aktualizuje, aby trvala přibližně 10 minut. Jak se celková hash-rate postupně každým rokem zvyšuje, hádanka se postupem času stává obtížnější. Nevýhodou tohoto přístupu je, že je založen na nekonečně nákladném zdroji a cena BTC coinů určuje velikost hash-rate. Čím vyšší je cena BTC, tím více elektřiny se spotřebuje. V sítích PoS nemá cena nativních coinů žádný dopad na spotřebu elektřiny. Jak jsme řekli, není nutné se v rámci bitcoinového protokolu registrovat jako pool nebo delegátor hash-rate. Je nemožné provést určitá omezení na úrovni protokolu, aby se spotřebovalo méně elektřiny nebo zvýšila decentralizace. Neexistují žádné parametry, které by komunitě umožňovaly protokol vyladit dle aktuální potřeba. To není chytré, když uvážíte, jak daleko může cena BTC mincí vzrůst a kolik elektřiny lze v budoucnu spotřebovat. Je zbytečné spotřebovávat vyšší množství elektřiny, protože bezpečnost bitcoinového protokolu je na současné úrovni velmi vysoká. Podle našeho skromného názoru by se bitcoinový tým měl více starat o kvalitu decentralizace než o bezpečnost. Obecně lze říci, že bezpečnost decentralizovaného protokolu je nízká, pokud existuje několik center, která disponují vysokou konsensuální silou.
Vyladění protokolu je velmi užitečná věc. Například když je potřeba zajistit, aby každý provozovatel poolu měl ve hře svoji vlastní kůži, je možné k dosažení tohoto cíle vyladit protokol Cardano. Cardano protokol může dát vyšší odměny poolům, které mají vyšší přísliby (pledge). Delegátorům bude na jejich zisku záležet, takže si pravděpodobně vyberou pool, který nabízí vyšší návratnost investic. Provozovatelé tedy budou muset poskytnout vyšší pledge, a proto se méně pravděpodobně pokusí o útok na síť. V sítích PoW nemusí být provozovatel poolu těžařem. Provozovatel bitcoinového poolu teoreticky nemusí mít ve hře svoji vlastní kůži. Problém to však být nemusí. Pro operátory Cardano i Bitcoin není chytré zničit ziskové podnikání, ale v případě Cardano má zkrátka protokol vyšší kontrolu nad účastníky. Protokol může ekonomicky regulovat nejen příslib, ale také velikost poolů.
V obou případech lze konsensuální moc koupit za peníze. Uvidíme tedy velryby v ekosystémech Cardano i Bitcoinu a bude těžké tomu zabránit. Existují však rozdíly. ADA je vzácný zdroj a pokud má jednotlivec nyní 0,01% konsensuální síly, bude to pravda také v příštím desetiletí. Cirkulující nabídka mincí poroste deterministickým způsobem a každý účastník může získat nové mince prostřednictvím stakingu. V případě Bitcoinu to nelze říci. Pokud jste měli ASIC zařízení řekněme před 5 lety, pak by těžba mohla být relativně výnosným podnikáním bez ohledu na zemi, ve které zařízení běží. Dnes to není pravda. Míra hash-rate neustále roste, takže provozování jednoho ASIC zařízení například ve středu Evropy již není ziskové. Konsenzuální síla malých těžařů se postupem času zhoršovala. Těžba je v dnešní době velkým byznysem a odpovědná za ni je pouze malá skupina subjektů. Je mnohem levnější podílet se na stakingu Cardano, než se stát bitcoinovým těžařem. Vše, co potřebujete ke stakingu, je koupit pár mincí ADA a nainstalovat peněženku (preferovanou možností je HW peněženka). Je to určitý druh rizika koupit si ASIC miner a pokusit se těžit BTC. ASIC zařízení jsou poměrně drahé a během krátké doby zestárne. Na trhu se objeví výkonnější zařízení.
Všimněte si, že BTC coiny se používají jako odměna pro těžaře, ale nehrají žádnou další roli v procesu decentralizace. Majitelé BTC coinů nemají žádnou konsensuální moc. Cardano se může organicky více decentralizovat spolu s vyšší distribucí mincí ADA. Nyní tomu tak není, ale pravděpodobně se to může stát jako vedlejší účinek vyššího sociálního a ekonomického významu sítě. Držení mincí ADA generuje pasivní příjem, takže je chytré podílet se na stakingu. Lidé budou více přitahováni touto možností, když bude síť více využívána a staking bude fungovat spolehlivě po delší dobu. Mít ADA je aktivní investicí a i když je cena mincí ADA relativně stabilní, držitelé získají odměnu každých 5 dní. Držitelé mincí mohou navíc aktivně určovat, kdo bude zodpovědný za výrobu bloků, a podílet se na hlasování o distribuci mincí z projektové pokladny. Mít ADA je jako mít akcie úspěšné společnosti. Staking je k dispozici po celém světě a nezávisí na spotřebě elektřiny. Nebude tedy geograficky centralizován jen proto, že zdroj používaný k distribuci konsensuální síly je v některých zemích levnější a v jiných drahý. Poptávka po mincích ADA může být velmi vysoká, když protokol Cardano uspěje ve své misi a stane se globálním finančním a sociálním strojem.
Používání nativních mincí při distribuci konsensuální síly má také některá negativa a rizika. Jedním z nich je skutečnost, že lidé si své mince ponechají na burzách. Konsensuální moc tedy budou fakticky mít vlastníci burz, nikoli skuteční vlastníky mincí. Burzy nejsou motivovány k spáchání a útoku na síť, protože by zničily jejich vlastní podnikání. Mince však mohou být ukradeny hackerem, který by mohl být motivován k použití mincí k útoku. Burty mohou být centry moci a lidé by si toho měli být vědomi. Staking skrze burzu se může zdát jednoduchý a snadný, ale také to ohrožuje celou síť. Největší burzy jako Binance disponují velkým množstvím mincí a jsou schopny provozovat hned několik poolů.
Dalším rizikem, které je v tuto chvíli daleko, je potenciální možnost použít mince ADA někde ve službě DeFi, která poskytuje vyšší odměnu než staking. Je tedy teoreticky možné, že pouze například 30% mincí v oběhu by bylo použito ke stakingu a zbytek by byl uzamčen v mnoha službách DeFi. Zabezpečení protokolu Cardano by přímo záviselo na zabezpečení těchto služeb. Myslíme si, že staking bude tou nejatraktivnější možností, jak zajistit pasivní příjem bezpečným a stabilním způsobem. Pokud by to mělo být v budoucnu problém, věříme, že lze zavést nové mechanismy ke zmírnění rizika. V případě bitcoinu nezáleží na tom, kdo drží BTC coiny, protože když těžaři dostanou své odměny a zaplatí za elektřinu, coiny nemají žádnou další roli v síťovém konsensu. Na druhou stranu tato skutečnost sama o sobě nepomáhá k tomu, aby byla bitcoinová síť více decentralizovanější a nevznikaly velká centra moci. Možná to platí spíše naopak. S rostoucím významem protokolu a soupajícím hash-rate klesá decentralizace Bitcoinu. Alespoň takový je trend za poslední roky.
Dlouhodobá udržitelnost je dalším důležitým aspektem, který je třeba vzít v úvahu. Pokud má protokol omezený přísun mincí dle pravidel monetární politiky protokolu, bude protokol dříve či později záviset hlavně na transakčních poplatcích. Uživatelé protokolu očekávají, že poplatky zůstanou v budoucnu nízké. Protokoly tedy budou muset zpracovat mnohem více transakcí než dnes a musí se to odehrávat na první vrstvě. Pro sítě PoS, jako je Cardano, to bude obecně snazší než pro sítě PoW. Je nákladné udržovat PoW síť v provozu, protože těžaři budou vždy chtít stejnou částku peněz, aby udrželi hash-rate na vysoké úrovni. Pokud by tržní kapitalizace Bitcoinu šla na Měsíc, pak by to po mnoho let nemusel být problém. Opak je však také pravdou. Možnost uspět v 51% útoku závisí přímo na ceně BTC coinů. Pokud by byla odměna nízká, pak by také hash-rate byl relativně nízký. Cena mincí ADA je důležitá i v případě Cardana. Aby se někdo pokusil spáchat 51% útok, musel by vlastnit více než polovinu mincí ADA, které se používají ke stakingu.
Závěr
Jak vidíte, vzácný zdroj ovlivňuje mnoho vlastností protokolů. Nelze říci, který přístup je lepší. Bitcoin funguje již více než deset let. Sítě PoS nemají tak dlouhou historii a nepřitáhli tolik uživatelů. Doufejme, že se to v příštím desetiletí změní a je to velmi pravděpodobné. Cardano umožňuje lidem nejen držet mince, ale také zajistit pasivní příjem. V budoucnu to může být velmi atraktivní volba a pomůže to decentralizovat konsensuální moc. Decentralizované aplikace navíc přinášejí služby, které lidem a institucím přinášejí užitečné funkcionality. Rozhodně musíme používat blockchain technologie ke zlepšení našich životů a pravděpodobně se to nestane jen skrze držení mincí a pasivním čekáním na to, co se stane. Musíme aktivně utvářet naši budoucnost a Cardano nám pomůže.
Přečtěte si původní článek: