Το Proof of Stake (PoS) εμφανίστηκε ως εναλλακτική στο πρωτόκολλο Proof of Work του Bitcoin και βασίζεται στην κατοχή ψηφιακών περιουσιακών στοιχείων αντί για την υπολογιστική ισχύ. Το πρωτόκολλο PoS παρουσιάστηκε το 2012 σε άρθρο των προγραμματιστών blockchain Sunny King και Scott Nadal, με στόχο να εξαλείψει την υψηλή κατανάλωση ενέργειας που απαιτεί η εξόρυξη Bitcoin, καθώς και ορισμένα άλλα προβλήματα. Το Peercoin ήταν το πρώτο κρυπτονόμισμα που χρησιμοποίησε το πρωτόκολλο PoS.
Το πρωτόκολλο Proof of Work που χρησιμοποιεί το δίκτυο του Bitcoin είναι ένα σύστημα στο οποίο οι miners που κατέχουν το μεγαλύτερο μέρος της υπολογιστικής ισχύος έχουν μεγαλύτερο λόγο στο δίκτυο και, επομένως, κερδίζουν περισσότερα. Η εξόρυξη Bitcoin απαιτεί υψηλή κατανάλωση ενέργειας, ενώ το πρωτόκολλο Proof of Stake δεν μοιράζει τη δύναμη στο δίκτυο με βάση την ισχύ των επεξεργαστών. Στο PoS, η παραγωγή του επόμενου μπλοκ μπορεί να αναληφθεί από φορείς που εκτελούν ταυτόχρονα πολλούς συνδυασμούς. Υπάρχουν αρκετοί τύποι του πρωτοκόλλου Proof of Stake.
Στο πρωτόκολλο Proof of Stake, οι χρήστες που θέλουν να επαληθεύουν συναλλαγές και να παίρνουν μερίδιο από τα έσοδα πρέπει να κλειδώσουν τα κρυπτονομίσματα που θα χρησιμοποιηθούν για την επαλήθευση. Σε αυτό το κλείδωμα μέσα στο πορτοφόλι, που ονομάζεται "staking" (συμμετοχή στα έσοδα), το ποσό που δεσμεύεται για τη διαδικασία δεν μπορεί να αποσυρθεί από το πορτοφόλι μέχρι να ξεκλειδώσει και καταγράφεται στο δίκτυο ως το μερίδιο του χρήστη.
Στα blockchain που χρησιμοποιούν πρωτόκολλο proof of stake, οι χρήστες μοιράζονται τις ανταμοιβές επαλήθευσης μπλοκ και τα τέλη μεταφοράς (miner fee) που πληρώνουν άλλοι χρήστες, ανάλογα με το μερίδιό τους. Μπορούμε να παρομοιάσουμε τη διαδικασία με την κατοχή μετοχών μιας εισηγμένης εταιρείας: όπως όποιος κατέχει περισσότερες μετοχές παίρνει μεγαλύτερο μερίδιο από τα κέρδη που διανέμει η εταιρεία, έτσι και οι χρήστες που δεσμεύουν περισσότερα κρυπτονομίσματα για "staking" παίρνουν μεγαλύτερο μερίδιο από τα έσοδα.
Χαρακτηριστικά του πρωτοκόλλου Proof of Stake
Το πιο χαρακτηριστικό γνώρισμα του Proof of Stake είναι ότι δίνει προβάδισμα στη δύναμη του κεφαλαίου έναντι της υπολογιστικής ισχύος. Αντί δηλαδή να ξεκινήσεις βάζοντας μπροστά κάποιον εξοπλισμό, χρειάζεται να κατέχεις ένα περιουσιακό στοιχείο για να το κάνεις stake. Στο πρωτόκολλο PoS, ένας χρήστης που κρατά περισσότερα κρυπτονομίσματα μπορεί να αυξήσει και τη δύναμή του στο δίκτυο. Η διαδικασία επαλήθευσης ακολουθεί συγκεκριμένους κανόνες: όσοι έχουν περισσότερα περιουσιακά στοιχεία στο πορτοφόλι τους έχουν περισσότερες πιθανότητες να γίνουν validators. Από εκεί προκύπτει και η έννοια του "staking". Το πρωτόκολλο PoS στηρίζεται στο ότι οι κάτοχοι πορτοφολιών κερδίζουν επιβεβαιώνοντας συναλλαγές. Ο χρήστης με περισσότερα περιουσιακά στοιχεία παίρνει μεγαλύτερο μερίδιο από τα έσοδα. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι αυτό δεν λειτουργεί το ίδιο σε όλους τους τύπους PoS.
Για να μη μονοπωλήσει το δίκτυο ο πλουσιότερος κάτοχος μεριδίου, το πρωτόκολλο Proof of Stake χρησιμοποιεί περισσότερες από μία επιλογές για τον καθορισμό των μπλοκ. Οι πιο διαδεδομένοι τρόποι επιλογής στο PoS είναι η τυχαία επιλογή και η επιλογή με βάση την "ηλικία" του κρυπτονομίσματος.
Στην τυχαία επιλογή, όσοι εγκρίνουν τις συναλλαγές επιλέγονται ανάμεσα στους κόμβους που είναι οι πιο αδύναμοι ως προς την υπολογιστική αξία (hash), αλλά οι πιο πλούσιοι ως προς την αξία του μεριδίου (share). Στην επιλογή με βάση την ηλικία του κρυπτονομίσματος, ως validators επιλέγονται οι χρήστες που κρατούν το περιουσιακό στοιχείο για το μεγαλύτερο διάστημα και, μετά την επαλήθευση, αυτοί οι χρήστες ανταμείβονται.
Τύποι Proof of Stake
Το πρωτόκολλο Proof of Stake, που αναδεικνύει την κατοχή περιουσιακών στοιχείων από τους χρήστες, εξελίχθηκε με τον χρόνο και σήμερα προσφέρεται σε διαφορετικές εκδοχές. Το Delegated Proof of Stake (dPoS) και το Leased Proof of Stake (LPoS) είναι οι πιο γνωστοί τύποι PoS.
Delegated Proof of Stake (DPoS)
Στο πρωτόκολλο Proof of Stake, που βασίζεται στην κατοχή κρυπτονομισμάτων, ο χρήστης αποκτά το δικαίωμα να επαληθεύει συναλλαγές και να παράγει μπλοκ κρατώντας τα κρυπτονομίσματά του σε πορτοφόλι συνδεδεμένο με το αντίστοιχο blockchain. Το dPoS, από την άλλη, προσθέτει ορισμένα επιπλέον χαρακτηριστικά και αξιοποιεί τη δύναμη των κατόχων μεριδίων ώστε η συναίνεση να επιτυγχάνεται με δίκαιη ψηφοφορία.
Το δίκτυο blockchain Delegated Proof of Stake (dPoS) χρησιμοποιεί ένα σύστημα κοινωνικής φήμης για να οδηγήσει στη συναίνεση. Θεωρούμενο ως το λιγότερο αποκεντρωμένο πρωτόκολλο σε σύγκριση με τα υπόλοιπα, το dPoS στοχεύει να δώσει στους κατόχους κρυπτονομισμάτων λόγο στη διαχείριση του δικτύου.
Σε αντίθεση με το σύστημα Proof of Stake, οι χρήστες εκχωρούν τα κρυπτονομίσματα του πορτοφολιού τους σε άλλον χρήστη. Το κρυπτονόμισμα δεν μεταφέρεται εκτός πορτοφολιού, αλλά προσμετράται ως περιουσιακό στοιχείο του χρήστη στον οποίο εκχωρήθηκε, ενισχύοντας τη φωνή του στο δίκτυο. Όποιος λαμβάνει το δικαίωμα εκχώρησης από άλλους χρήστες παίρνει μεγαλύτερο μερίδιο από τα έσοδα του δικτύου και το μοιράζεται με όσους του το εκχώρησαν, ανάλογα με το μερίδιό τους.
Leased Proof of Stake (LPoS)
Στο πρωτόκολλο Proof of Stake, οι χρήστες επιλέγονται με βάση συγκεκριμένα κριτήρια και επικυρώνουν μπλοκ. Με άλλα λόγια, δεν μπορούν να έχουν έσοδα από κάθε μπλοκ που παράγεται. Στο πρωτόκολλο Leased Proof of Stake (LPoS), όμως, επιτρέπεται στους χρήστες να μισθώνουν ένα ποσοστό ενός ολόκληρου κόμβου. Το σύστημα λειτουργεί ακριβώς όπως το PoS, αλλά προσθέτει και μια μέθοδο μίσθωσης που δίνει κίνητρο συμμετοχής σε χρήστες με μικρά ποσά. Από τα κρυπτονομίσματα που χρησιμοποιούν το πρωτόκολλο LPoS, το πιο γνωστό είναι το Waves.
Οι χρήστες μισθώνουν τα κρυπτονομίσματα του πορτοφολιού τους σε άλλους χρήστες που εγκρίνουν συναλλαγές στο δίκτυο. Κατά τη μίσθωση, το ποσό που μισθώνεται δεν βγαίνει από το πορτοφόλι του χρήστη, αλλά δεσμεύεται για αναλήψεις και για πράξεις αγοράς και πώλησης. Ο χρήστης που λαμβάνει τη μίσθωση παίρνει μεγαλύτερο μερίδιο από τα έσοδα καθώς εκτελεί δραστηριότητες εξόρυξης και μοιράζεται τα κέρδη του με όσους συμμετέχουν, ανάλογα με το μερίδιό τους. Ο χρήστης μπορεί ανά πάσα στιγμή να τερματίσει τη μίσθωση ή να μισθώσει περισσότερα κρυπτονομίσματα.