Неуловимый автор Bitcoin (BTC) Сатоши Накамото воодушевил нас потенциалом блокчейна, но это не значит, что у нас отсутствует способность продолжить поиск более быстрых, менее централизованных и более энергосберегающих процессов с методиками, перспективными в будущем.
Опишем далее нескольких альтернативных подходов, которые прорастают в мире криптовалют и ICO проектов.
Доказательство доли (proof of stake, PoS)
После «доказательства работы» наиболее распространенной является методика «доказательство доли». В этом согласующем процессе вместо того, чтобы инвестировать в дорогостоящее компьютерное оборудование по соревнованию добытых блоков, собственник опирается на инвестиции в «монеты» системы.
Поясним появление термина «собственник». Поскольку в «доказательстве доли» не существует никакой добычи монеты (майнинга), а все монеты уже созданы с самого начала процесса, то собственники (также называемые участниками, потому что они держат долю в системе) получают платежи строго как сборы за выполнение транзакций.
В «доказательстве доли» шанс быть выбранным для генерации следующего блока зависит от величины доли монет в системе (или отложенной для получения). Собственник 200 монет имеет в двадцать раз больше шансов быть выбранным, чем собственник 10 монет.
По сути, процесс «доказательства доли» является таким же случайным, как и «доказательство работы». Однако, он не содержит необходимости «платить» вычислительной мощностью за выигрыш. Перебор вариантов для выигрыша происходит среди ограниченного множества комбинаций и почти не зависит от производительности CPU. На вероятность выиграть влияет суммарное число монет собственника и сложность существующей сети. Кроме того, атака на 51% монет (а не захват мощности сети) заставит рынок реагировать на скупку быстрым ростом цены, потому что одноразовое приобретение 51% монет выполнить практически невозможно.
Против «доказательства доли» часто звучит мнение, что этот процесс «делает богатых богаче». И в самом деле: тот, у кого больше всех монет, будет находить больше всех блоков и получать больше всех прибыли, увеличивая число этих монет. Очевидно, что в таком ключе этот упрек можно высказать и методике «доказательства работы»: ведь тот, кто вложил большие деньги в железо, будет получать отдачу в виде большего дохода. Представителями «доказательства доли» являются криптовалюты Waves (WAVES) и Lisk (LSK).
Peercoin (PPC) был первой монетой, c выполнением «доказательства доли», за которой последовали BlackCoin (BLK) и Nxt (NXT). Ethereum (ETH) в самом начале опирался на «доказательство работы», но планирует перейти к «доказательству доли» (проект Casper).
Доказательство депозита (proof of deposit, PoD)
Разновидностью процесса «доказательства доли» является «доказательство депозита», где майнеры блокируют определенное количество монет (депозит), которые они не могут потратить в период своей работы, причем собственник, вбросивший в сеть некорректный блок не только лишается права на майнинг, но и автоматически лишается права на свой депозит. Одной из таких систем является Tendermint, где сила голоса майнера пропорциональна количеству монет, которые он внес на депозит.
После создания блока собственником, этот блок все равно должен быть привязан к цепочке блоков. Различные системы проверки подлинности характеризуются тем, как они справляются с проверкой. В системе Tendermint каждый узел системы должен подписывать блок до тех пор, пока не будет достигнуто большинство голосов, тогда как в других системах выбрана случайная группа подписантов.
Теперь у нас возникает проблема. Что должно препятствовать собственнику создать два блока и требовать два набора транзакционных сборов? А также, что можно противопоставить подписанию двух этих блоков?
Особенность майнинга с методикой «доказательства доли» суть обычное голосование. Оно ничего не стоит, не требует ресурсов или физических затрат. Участникам выгодно майнить несколько параллельных альтернативных ветвей. Они просто могут это делать бесплатно, с ненулевыми шансами на успех, а значит увеличить вероятность дохода. С «доказательством работы» такое невозможно в принципе: любой проверенный хэш цепочки 1 не может являться проверенным хэшем цепочки 2 (иначе они идентичны). «Доказательство доли» позволяет желающим производить перебор во всех интересуемых «параллельных цепочках» сразу, причем в любом времени, в том числе и в прошлом. Как результат в чистой методике «доказательства доли» однозначно гарантировать соглашение, консенсус всех участников, не получается. С одной стороны, энергия не расходуется, а с другой без расхода энергии распределенный консенсус выглядит уязвимым.