1. PoW+PoS

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QuantumMechanic이라는 사람이 2011년 7월 11일 Bitcointalk 포럼에서 Proof of Stake를 처음 제안했습니다. 당시에는 PoS의 약어가 없었고 Proof of Work로 제안되었습니다. 이 기사는 컴퓨팅 파워의 무게를 통화 보유로 대체하고, 권리와 이익을 위임하고, 보상 분배 등 오늘날에도 여전히 사용되고 있는 많은 솔루션과 Delegate, Vote, Voting Power 등과 같은 몇 가지 단어를 예측 가능하게 제안했습니다. , 2018년 오늘 우리는 여전히 그것을 볼 수 있습니다.

그 당시 사람들은 PoS의 제안에 대해 매우 흥분했으며 이러한 흥분은 오늘날까지 계속되고 있으며 이후 많은 프로젝트에서 PoS 알고리즘의 블록체인을 연구하기 시작했으며 기존의 많은 프로젝트에서도 PoS 변환을 고려하기 시작했습니다. 가장 대표적인 예이다. 제안부터 실행까지 약 1년의 개발 기간이 소요되었으며, 2012년 8월 19일 PoS 합의(Peercoin)를 기반으로 한 최초의 블록체인 프로젝트가 탄생했고 토큰 코드는 PPC였습니다. Peercoin의 등장은 종이에서 엔지니어링 실현에 이르기까지 PoS의 진정한 이정표를 나타냅니다.

하이브리드 PoW+PoS 합의는 PoW에서 PoS로의 전환 단계입니다. 2009년부터 2014년까지 비트코인의 PoW는 여전히 높은 권한을 가지고 있었는데, PoW에 대한 대부분의 사람들의 인상은 리소스 낭비와 효율성이 약간 떨어지는 것 외에는 치명적인 문제가 없다는 것이었고 Litecoin과 같은 Bitcoin 기반의 2세대 PoW가 많이 등장했습니다. , 단순히 차단 시간이 단축되었기 때문에 높은 평가를 받고 있습니다. Peercoin의 디자인은 여전히 ​​비트코인 ​​PoW의 어깨 위에 있으며 인센티브, 포크 보호, 합의 구현, 배포 전략 등과 같은 많은 좋은 전략을 계승했다고 말할 수 있습니다. 그러나 PoS 합의의 실제 프로세스가 너무 짧기 때문에 PoS는 대부분 Peercoin 실현의 탐색 구성 요소이므로 이 혼합 합의는 실제로 과도기적 방법입니다.

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2. 순수 PoS

PoS는 지속적으로 발전하고 있으며 Dotcoin의 탄생 이후 순수한 PoS 합의가 연구의 초점이 되었습니다. Dotcoin 출시 약 1년 후인 2013년 9월 28일, BCNext라는 계정 이름을 가진 사람이 Bitcointalk에서 Nxt 프로젝트의 크라우드 펀딩 시작을 알렸습니다(당시에는 Fundraise라고 했으며 ICO라고 부르지 않았습니다. ).

Nxt는 100% PoS 프로젝트이며 동시에 PoW 합의가 존재하지 않습니다. Nxt의 하이라이트는 단순히 다른 알트코인(알트코인)처럼 비트코인 ​​코드를 복사한 다음 해시 메커니즘을 변경하거나 블록 간 시간을 단축하거나 시작 난이도를 변경하는 것이 아니라 자체적으로 새로 작성된 알고리즘을 기반으로 한다는 것입니다. .블록체인. 사전 채굴이 아닌 100% PoS 채굴을 강조합니다. PoS에서 요구되는 에퀴티(Stake)도 전적으로 기부금으로 결정되며, PoW의 분배는 기부금으로 직접 분배됩니다.

크라우드 펀딩은 21일 동안 진행되었으며 73명의 사용자가 참여하여 총 21 BTC를 기부하고 10억 Nxt를 함께 공유했습니다. Nxt에서 태어났습니다.

Nxt의 개발은 순조롭지 않았고, 포럼의 Nxt 역사는 2014년 5월 12일에 머물러 있습니다. Nxt의 쇠퇴는 너무 중앙 집중화된 개발로 인해 코드 품질과 속도가 따라갈 수 없었고, 메인 네트워크 기능의 개발 순서가 커뮤니티에 의해 투표되었지만 3명의 개발자만이 많은 투자자의 기대를 충족시킬 수 없었습니다. 하지만 Nxt는 여전히 느리다 천천히 많은 투자자들로부터 비판을 받고 있으며 2014년 6월 5일 시가 8천만 달러의 정점에 도달한 후 많은 깃털을 남겼습니다. 하지만 아무리 말해도 처음에 크라우드 펀딩을 했던 21개의 BTC와 비교하면 하늘과 땅 같으며, 같은 기간의 프로젝트와 비교하면 정말 오래된 프로젝트라고 할 수 있습니다. 새해. 같은 시기의 닷코인과 블랙코인을 보면 별로 좋지 않다.

블랙코인은 2014년 2월 24일 순수 PoS를 기반으로 한다고 주장하며 처음 계획을 발표했지만 실상은 PoW+PoS의 혼합 합의이다. 그렇다면 순수 PoS에서 혼합 합의가 언급된 이유는 블랙 통화에서 실행되는 PoW가 10,000 블록 높이까지만 지속되기 때문입니다 분당 1 블록에 따르면 채굴 시간은 약 일주일(6.9일)이며 그런 다음 전체 블록 검증은 더 이상 PoW 채굴을 허용하지 않고 대신 PoS 채굴을 형성합니다.이 관점에서 연대순과 함께 블랙 코인은 순수 PoS 진영에 속합니다.

PoW 채굴의 최대 총량은 10,000,000이며, PoS 진입 후 연간 인플레이션은 1%입니다(Nxt와 마찬가지로 최대 한도는 없습니다). Pure PoS는 더 짧은 블록 간격과 더 합리적인 코인 방식을 가지고 있어 많은 얼리 어답터들이 마이닝에 관심을 갖게 되었으며 많은 전문 마이닝 풀들도 검증인으로서 포럼에서 코인을 수집하기 시작했습니다. 그 당시 새로운 형태의 합의인 PoS는 컴퓨터나 GPU가 필요하지 않고 코인만 있으면 보상을 받을 수 있어 많은 사람들의 관심을 끌었습니다.

그러나 헤이코인의 호황기는 오래가지 않았다.2014년 4월 14일, 2개월도 채 되지 않아 시가총액은 2000만 달러에 육박했다. 탈출 실패 운명의 바닥. 그리고 시가 하락으로 인해 1%의 추가 발행 보상은 PoS 스테이킹을 하는 사람들에게 양동이 한 방울인 것 같습니다.

The first fair-launch pure Proof of Stake coin. No premine. No ICO. Community focused.

Back again, better than ever, stronger than before.

2016년에 새로운 개발자 그룹이 HeiCoin 개발을 다시 시작하고 일반 군대, 기업 및 포괄적인 홍보를 위해 많은 돈을 지출했지만 HeiCoin과 PoS는 주류 세계의 비전으로 돌아오지 않았습니다. 오다. 나는 아직도 교과서처럼 존재하는 Heibi의 고전적인 슬로건을 기억합니다. 순수한 PoS 코인을 기반으로 한 첫 번째 것, 공정한 시작, 사전 채굴 없음, ICO 없음, 커뮤니티 중심, 반환, 그 어느 때보 다 낫고 이전보다 강력합니다.

2014년 7월 18일, 섀도우코인(Shadowcoin)이라 불리는 블랙코인 합의와 유사한 코인이 채팅 익명성을 기반으로 한 어플리케이션 코인이며 역시 PoW+PoS 하이브리드 합의를 기반으로 합니다. PoS, 그러나 Blackcoin과 달리 Shadowcoin은 인센티브가 부족하다고 보고 연간 인플레이션율을 증가시켜 Blackcoin의 연간 1%를 연간 2%로 가져옵니다. 그러나 2015년에 들어서면 응용화폐의 가치는 전혀 보이지 않고 약세장 도래와 함께 그림자 화폐는 곧 사람들의 시야에서 사라질 것입니다.

POS의 전체 역사를 정리해보면 기본적으로 2012~2014년에 많은 PoS 기반 프로젝트가 나타났습니다. 탐사는 비용을 지불했지만 일반적으로 그 기간 동안 모두 서류상으로 좋아 보였습니다. 2015년부터 2016년까지 통화권은 큰 약세장에 진입했고 많은 프로젝트와 개발자가 동면 단계에 들어갔고 기부, IPO 또는 ICO를 요구하는 프로젝트가 거의 나타나지 않았으며 PoS 연구도 한동안 시장에서 사라졌습니다.

큰 시장 사이클의 이유를 제외하고, 우리는 그 기간 동안 PoS 메커니즘 통화의 실패 원인을 돌립니다.Bitcoin, Nxt, Blackcoin 및 Shadowcoin은 모두 기술적으로 완전히 고려되지 않은 PoS의 초기 탐색 프로젝트입니다 아홉 번째 장에서는 PoS의 기술적 결함을 소개합니다.) 또한 PoS에 스테이킹하는 인센티브가 검증자 비용을 지원하기에는 너무 적고 PoS에 분산 운영 모드를 적용하는 것은 완벽하지 않습니다. PoW에서 .

연간 1%~2%의 증가율은 채굴자들이 유지하는 것을 허용하지 않으며, 특히 약세장 단계에서 그렇습니다. 이 스타트업 PoS 추가 발행 모델은 아직 많은 사람들에게 충분히 신선하다 초기에 폭발할 수 있는 화폐 가격의 관점에서 볼 때 추가 발행의 초기 이점은 매우 중요한 유인책에 불과하지만 투자자가 화폐를 직면했을 때 가격은 가져올 수 없습니다 기대한 이익 후에, 낮은 인센티브는 맛이 없습니다. 채굴자는 이점을 볼 수 없으므로 네트워크 검증에 참여할 수 없으므로 네트워크가 차단되거나 천천히 죽고 잠재적 공격 비용이 점점 낮아집니다.

지금까지는 PoS 개발의 두 번째 단계입니다.

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3. 위임 PoS(DPoS)

Delegate Proof of Stake, DPoS로도 알려진 Delegated PoS는 2013년 12월 8일에 프로토타입이 탄생했습니다. 조작은 다음과 같이 설명됩니다.

I recently came up with another system that could work, though I am not fully sold on it.

What if the share holders elected people who would sign blocks?   You vote for the signers with CDD. When they sign they spend the CDD they accumulated from people voting for them.  No one would be allowed to sign more than 1 in 100 blocks.  

This plan has many potential problems, but I thought I would add it to the idea pool.

최근에 효과가 있는 아이디어가 있었지만 아직 효과가 있을지 확신할 수 없습니다. 토큰 보유자가 서명된 블록에 대한 검증자를 선택하도록 허용하지 않는 이유는 무엇입니까? 보유자는 CDD 코인 소멸일을 사용하여 서명자에게 투표하고 서명자가 서명할 때 유권자의 코인 나이가 소모됩니다. 아무도 100개의 블록에서 1개 이상의 블록에 서명할 수 없습니다. 이 아이디어에는 잠재적인 문제가 있을 수 있지만 아이디어 라이브러리에 추가하겠습니다.

이것이 Delegate PoS의 기본입니다. 이 시스템은 Bitshares에 성공적으로 적용되었습니다. DPoS를 위한 BitShares 커뮤니티의 슬로건은 DPoS가 PoW에서 자원 낭비 문제를 해결할 뿐만 아니라 Bitshares의 문제도 해결한다는 것입니다. 그리고 PoS는 퓨처코인의 문제. 당시 DPoS는 실제로 솔루션이었습니다. BitShares의 개발이 순조롭지 않았고 Dan이 결국 BitShares 커뮤니티에서 쫓겨났지만 위임 지분 DPoS 합의가 향후 PoS의 추가 발전을 위한 기반을 마련할 것이라는 점은 부인할 수 없습니다.

BitShares의 DPoS는 Graphene 플랫폼에 구축됩니다.이 그래핀 기술 집합은 나중에 DPoS 전용 하위 계층으로 개발되었습니다.Graphene을 기반으로 하는 블록체인 프로젝트는 DPoS 합의 메커니즘을 직접 사용할 수 있으므로 반복 개발이 필요하지 않습니다.고민, Steemit, EOS, Lisk 등은 모두 그래핀 플랫폼에 구축된 DPoS 퍼블릭 체인입니다. 2018년 지금까지 Bitshares DEX에서 많은 게이트웨이 자산이 그래핀 기반 DPoS를 기반으로 하고 있으며 PoS 합의를 기반으로 하는 프로젝트의 수가 엄청난 규모에 도달했음을 볼 수 있습니다.

실제로 DPoS에는 많은 이점이 있습니다. DPoS는 권리와 이익의 시기적절한 사용 문제를 해결합니다.전문가가 전문적인 일을 하는 것은 기본 원칙입니다.국가 통치의 대의제 또는 인민대표대회 대표 제도로 이해할 수 있습니다.진과 촌 주민들은 선출합니다. township은 선거를 거쳐 시장, 군수, 도지사 등으로 진행되며, 이 시스템의 가장 큰 장점은 너무 많은 검증인으로 인한 비효율 문제를 해결한다는 점입니다. 집중화에 대한 비판

BitShares의 초기 노드 검증자 수는 100명 정도였다가 점차 30명 이상으로 줄어들고(수익성이 없기 때문에) EOS의 노드 검증자 수는 21명으로 고정됩니다. 탈중앙화의 개념이 존중받는 블록체인 세계에서 중앙화 경향이 있는 프로젝트는 쉽게 비판을 받으며, 많은 개발자들은 이러한 권리와 이익을 위임하는 관행에 동의하지 않을 것입니다. 2014년에 시작된 또 다른 프로젝트인 Tezos는 탈중앙화와 위임된 권한을 더 잘 결합합니다.

Tezos의 PoS, 개발팀은 LPoS(Liquid Proof of Stake)라고 부르기를 선호하지만 위임된 지분은 Tezos의 PoS에서 매우 중요한 부분이기 때문에 DPoS라고 해도 과언이 아닙니다. 시스템 보안을 보장하기 위해 PoS는 공격자가 51% 공격을 시작하는 비용이 매우 높아질 수 있도록 시스템 토큰의 스테이킹 양을 늘리기를 희망합니다.

Tezos는 초기 인센티브 부족과 사용자의 스테이킹 의욕이 낮은 문제를 해결하고 스테이킹 사용자에게 연간 5.5% 증가한 보상을 제공함과 동시에 사용자는 자신의 권리를 검증자(Tezos에서는 베이커라고 함)에게 위임할 수 있습니다. 위임자는 권리를 행사합니다. 검증자는 서비스 수수료로 사용자에게 약간의 수수료를 청구할 수 있으므로 검증자 노드는 자신의 스테이킹 보상 외에 위탁 수락에 대한 보상도 받을 수 있습니다.이러한 인센티브는 1%~2%입니다. 미래 통화와 검은 통화의. , 훨씬 ​​더.

또한 Tezos의 위임은 EOS와 많은 점에서 차이가 있는데 원칙적으로 각 위임자는 투표할 후보를 선택할 수 있지만 Tezos와 EOS의 투표 인센티브가 다르기 때문에 결과가 다릅니다. Tezos에서 위임자는 임의의 검증자를 선택하고 투표하여 혜택을 얻을 수 있는 반면 EOS 위임자가 선택한 검증자는 선출 여부의 결과만 있을 뿐 인센티브는 없습니다.

Tezos는 2018년 6월 30일에 메인 네트워크를 시작했습니다. 현재 400개 이상의 메인 네트워크 노드와 100개 이상의 검증자가 있습니다. EOS는 2018년 6월 15일에 21개의 메인 노드와 100개의 후보 노드로 메인 네트워크를 시작했습니다.

4. BFT+PoS

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BFT(Byzantine Fault Tolerance)와 PoS의 결합은 2014년 Tendermint 팀인 Jae Kwon에 의해 처음 제안되었습니다. Tendermint의 전신은 1988년 Massachusetts Institute of Technology에서 개발된 검증된 BFT 알고리즘을 기반으로 Tendermint가 최적화되고 개선되었습니다. 하지만 텐더민트가 나온 이후로 프로젝트로 운영되지 않았고, 재권은 이후 텐더민을 기반으로 한 최초의 프로젝트라고 할 수 있는 코스모스 프로젝트를 만들었다.

메인넷 런칭 시점에 따라 BFT+PoS 또는 BFT+PoS 유사 프로젝트의 적용은 2018년에 처음 시작되었습니다. 먼저 EOS는 BFT+DPoS를 온라인으로 가져왔고, Tezos의 BFT+PoS 유사 알고리즘은 EOS 이후 한 달 후에 출시되었습니다. 온라인도 있습니다. Tendermint 기반의 첫 번째 프로젝트인 Cosmos는 2019년 1분기에 메인 네트워크를 런칭할 예정입니다. 또한 제가 지금 알고 있는 것은 이더리움과 알고랜드가 BFT+PoS 합의 알고리즘을 채택할 것이며 구체적인 런칭 시간은 알 수 없습니다. 텐더민트가 먼저 나왔지만 코스모스가 주도권을 잡았지만 후발주자들은 기본적으로 텐더민트의 디자인을 참고하기 때문에 텐더민트는 여전히 프로젝트에서 BFT를 적용하는 데 아주 좋은 역할을 하고 있습니다. 2018년부터 2019년까지 BFT가 많은 프로젝트를 시작하고 100개의 꽃이 피어날 것이라는 합의가 있을 것입니다.

BFT 내결함성은 분산 네트워크에 상당한 위험 방지 기능을 제공할 수 있으며 더 빠른 블록 확인 속도를 제공하고 블록체인 포크 문제를 해결하며 트랜잭션에서 어느 정도의 최종 확실성을 제공하여 간접적으로 성능을 향상시킬 수 있습니다. 순수 PoS가 순수 PoW에 비해 에너지 소비만 해결한다면 순수 PoS에 비해 BFT+PoS는 에너지 소비를 해결할 뿐만 아니라 PoW 트랜잭션 확인, 트랜잭션 포크 및 성능 저하 문제도 해결합니다. 특히 보안 측면에서 무시할 수 없습니다. Tendermint를 살펴보겠습니다.

Tendermint의 매우 중요한 부분은 합의 엔진 부분(Tendermint Core)입니다. 이 합의 엔진은 BFT와 PoS 합의를 결합합니다. 토큰 보유자는 스테이크를 통해 블록을 검증할 수 있는 기회를 얻습니다. 서명이 완료되면 새 블록의 검증이 통과됩니다. 3라운드 제출, 최종 합의에 도달하기 위한 2/3 투표 프로세스의 2라운드. 블록이 브로드캐스팅된 후 투표가 시작되기 때문에 검증이 완료되면 새로운 블록은 6개의 블록 확인이 필요한 비트코인 ​​트랜잭션과 달리 즉각적인 최종성(Instant Finality)을 얻습니다. 거래는 적시에 효력을 발휘할 수 있으며 거래 롤백 및 이중 지출과 같은 문제를 사전에 방지합니다.

트랜잭션 확인 외에도 Byzantine Fault Tolerance는 시스템에서 검증 가중치 다운타임의 1/3 미만을 허용할 수 있어 시스템 작동을 보장할 수 있습니다. 시스템은 다른 검증에 관계없이 정직합니다. 사람이 무엇을 하든 시스템은 여전히 ​​실행될 수 있으며 중단이나 다운타임이 없습니다.

Tendermint Core 엔진을 기반으로 한 첫 번째 프로젝트는 Cosmos라고 하는데, Cosmos는 크로스 체인 기능을 제공하는 것을 목표로 하는 퍼블릭 체인 프로젝트입니다. Cosmos 허브는 이 프로젝트의 가장 중요한 부분이며 크로스 체인의 총괄 코디네이터이기도 합니다.크로스 체인 생태가 번영하고 코스모스 센터에 여러 링크가 연결되면 이 센터의 보안은 그것이 얼마나 중요한지 알 수 있습니다. 코스모스라고 하면 또 다른 크로스체인 프로젝트인 폴카닷을 빼놓을 수 없습니다. 팀 라인업은 강력하다고 할 수 있습니다. 그러나 저자가 일련의 기사를 작성했을 때 Polkadot의 GRANDPA 합의는 여전히 개선되고 있었고 특정 분석은 Polkadot이 온라인에 연결될 때까지 기다려야 합니다.

2014년 BFT가 블록체인 분산 네트워크에 도입되기 시작하면서 PoS가 대중화되었습니다. , 그리고 이 알고리즘은 시스템의 위험 방지 기능과 성능을 향상시키기 때문에 이 합의가 앞으로도 오랫동안 인기를 끌 것이라고 예측합니다.

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5. PoS의 새로운 시대

PoS 연구의 속도는 여전히 발전하고 있으며 보안, 성능 및 탈중앙화는 항상 PoS의 추구였습니다. 2018년 이후에 시작된 일부 새로운 프로젝트는 이를 기반으로 성능을 최적화하거나 보안을 최적화하거나 궁극적인 최적화가 가능한 철 삼각형이 아닌 전임자의 그림자가 다소 있음을 봅니다. Algorand와 Thunderalla는 2018년부터 제 시야에 들어온 새로운 프로젝트입니다. 이 두 프로젝트는 새로운 PoS 시대를 어느 정도 대표할 수 있다고 생각합니다. PoS의 개발을 4년 주기로 나누면 2022년 즈음에 이 두 프로젝트가 구체화되기 시작합니다.

알고랜드와 썬더랄라는 모두 거인의 어깨 위에 서 있습니다. 튜링상 수상자이자 MIT 교수인 시비오 미칼리(Sivio Micali)가 이끄는 알고랜드(Algorand)는 새로운 PoS+BFT 합의 알고리즘(BA, 비잔틴 합의라고도 함)에 중점을 둡니다. 시스템의 보안이 연구 방향이며 코넬 대학교 컴퓨터 교수인 Rafael Pass와 Elaine Shi 두 명이 시작한 Thunderella는 PoS의 성능 확장 문제를 해결하는 것을 목표로 합니다.