相較於先前的權益證明(PoS)機制,委託權益證明(DPoS) 共識演算法被許多人認為是更有效和民主的版本。
由於工作量證明(PoW)在設計上需要許多外部資源,於是權益證明和委託權益證明都被用作工作量證明共識演算法的替代方案。工作量證明演算法利用大量的計算來確保一個不可更更改,透明和去中心化的分散式帳本。而權益證明和委託權益證明卻不需要如此多的資源,並且在設計上更具可持續性和環保性。要了解委託權益證明的工作原理,首先必須掌握一些工作量證明和權益證明的基本知識。
大多數數位貨幣系統運行在名為區塊鏈的在分散式帳本之上,而工作量證明是第一個被使用的共識演算法。它是構成比特幣協議的核心,負責產生新區塊並保障網路的安全(透過挖礦)。比特幣可取代中心化且低效率的全球傳統貨幣體系。工作量證明引入了一種可行的共識協議,使得匯款不再需要透過一個中心化的機構來進行。它提供了一個基於點對點網路的去中心化支付系統,並免去了中間商的參與,大大降低了交易成本。
工作量證明系統由採礦節點和其他種類的節點共同維護,它利用特殊的硬體(ASIC礦機)來嘗試解決複雜的加密問題,平均每十分鐘開採出一個新區塊。礦工只有在找到了該區塊的解決方案之後才能在區塊鏈中添加新區塊。換句話說,礦工只有在完成了一個工作量證明之後才能這麼做,而工作量證明又用新開採的數位貨幣和此區塊的所有交易費獎勵礦工。然而,這需要極高的成本,因為它要用到大量的能源,並且要進行多次失敗的嘗試。此外,ASIC硬體也十分昂貴。
除了維護的系統的消耗之外,還有一些問題一直困擾著工作量證明系統 - 特別是在可擴展性方面(每秒交易量非常有限)。儘管如此,工作量證明的區塊鏈仍被認為是最安全可靠的,也是容錯的標準解決方案。
權益證明共識演算法是工作量證明最常見的替代方案。權益證明旨在解決低效率和一些工作量證明區塊鏈出現的新問題。它著眼於工作量證明挖礦的成本(功耗和硬體)。基本上來說,權益證明用確定性的方式保證了區塊鏈的安全。在這些系統中沒有了挖礦,新區塊的驗證取決於作為股份的幣的數量。一個人持有的幣越多,那麼被選為區塊驗證者(也叫做鑄幣者或鍛造者)的機率就越高。
工作量證明依賴外部投資(功耗和硬體),而權益證明用內部投資(數位貨幣本身)鞏固了區塊鏈的安全性。
此外,權益證明系統使攻擊區塊鏈的成本更高,因為成功的攻擊需要擁有至少現有總貨幣的51%的數量。而失敗的攻擊將導致巨大的經濟損失。儘管權益證明有著令人信服的優勢和很大的上升空間,但這個系統仍處於早期階段,尚未在更大的規模上進行測試。
委託權益證明(DPoS)共識演算法由Daniel Larimer(BM ) 在2014年提出。例如:Bitshares,Steem,Ark和Lisk都是使用委託權益證明共識演算法的數位貨幣專案。
委託權益證明區塊鏈具有投票系統,利害關係人將他們的工作交付給第三方。換句話說,他們可以投票選出幾個代表來代替他們保護網路。代表們也被稱為見證人,他們需要在產生和驗證新區塊的過程中達成共識。投票權與每個用戶持有的幣數量成正比。投票系統因項目而異,但總的來說,每位代表在投票時都會提出個人意見。通常,代表們會收集獎勵並將其按比例分配給各自的投票者。
因此,委託權益證明演算法創造了一個直接取決於代表們的聲譽的投票系統。如果選舉的節點行為不當或不能有效工作,它將很快被驅逐並被另一個節點取代。
在效能方面,與工作量證明和權益證明相比,委託權益證明的區塊鏈更具可擴展性,每秒能夠處理更多的事務(TPS)。
雖然權益證明和委託權益證明在股份制的意義上是類似的,但委託權益證明提出了一種新穎的民主投票系統來選出區塊生產者。由於委託權益證明的系統由選民維護,所以代表們的行為必須誠實且高效,否則便會被投票出局。此外委託權益證明區塊鏈在每秒事務處理方面往往比權益證明區塊鏈更快。
不同於試圖解決工作量證明問題的權益證明,委託權益證明旨在簡化區塊生成過程。因此,委託權益證明系統能夠快速處理大量的鏈上交易。委託權益證明的使用方式與工作量證明和權益證明不同。由於工作量證明仍然是公認最安全的共識演算法,所以大多數金融流動都發生於此。由於權益證明比工作量證明的工作效率更高,所以它有更多的運用案例。委託權益證明限制了選舉區塊生產者的過程中股權的使用。與有著競爭體系的工作量證明系統不同,委託權益證明的實際區塊產生是預定的。每個見證人都會輪流生產區塊。有人認為委託權益證明應被視為一種權威證明系統。
委託權益證明與工作量證明甚至權益證明有很大不同。它併入利害關係人的投票機制,從而激勵並選出誠實且有效率的代表(或證人)。但是,實際的區塊生產過程與權益證明系統完全不同,並且在大多數情況下,在每秒事務處理方面表現出更高的效能。