DPoSの理解：なぜブロックチェーンはコミュニティ主導のコンセンサスに向かっているのか

ビットコインが登場したとき、それはプルーフオブワーク (PoW)を導入して、基本的な問題を解決しました：仲介者なしで、どのようにして見知らぬ人同士が分散型ネットワークで真実に同意するのか？しかし、PoWには大きな欠点がありました—膨大なエネルギー消費と遅い取引速度は、主流の採用には実用的ではありませんでした。

プルーフオブステーク (PoS)は、通貨保有者が高価なハードウェアを運用するマイナーの代わりに取引を検証できるようにすることで、エネルギーの必要性を減らす改善として登場しました。しかし、PoSにはまだ洗練の余地がありました。

委任型プルーフオブステーク (DPoS)。2014年にダニエル・ラリマーによって発表されたこの進化は、モデルを一変させました。すべてのトークン保有者が自らブロックを検証するのではなく、彼らの代わりに重労働を行う少数のデリゲートに投票します。直感に反するように思えるかもしれませんが、実際にはより効率的で、速く、そして—正しく行えば—同じくらい安全です。

今日、Solana、EOS、Tron、Cosmos、BitSharesなどの主要なネットワークはすべてDPoSで運営されています。このコンセンサスメカニズムがどのように機能するかを理解することで、これらのチェーンが比較的分散型のままで、毎秒何千ものトランザクションを処理できる理由を説明するのに役立ちます。

DPoSが実際にどのように機能するか

DPoSの天才はそのシンプルさにあります：トークン保有者がバリデーター(、別名デレゲートまたはウィットネス)に投票し、彼らが交代で新しいブロックを作成し、トランザクションを検証します。全員が作業を行うのではなく、コミュニティの信頼によってランク付けされた選ばれたグループです。

投票レイヤーはコミュニティの力が存在する場所です。あなたの投票の強さは保有量に比例します。1,000トークンを所有している場合、あなたの投票は1トークンの人よりも1,000倍の重みを持ちます。良いパフォーマンスを発揮するデリゲートは再選され、怠けたり不正行為を行った者はすぐに投票で排除されます。この評判に基づくシステムは、バリデーターが誠実でいるための自然なインセンティブを生み出します。

バリデーター層は実際の作業が行われる場所です。ネットワークに応じて、21から101のバリデーターが交代でブロックを生成します。自分の番が来ると、保留中のトランザクションをブロックにまとめてネットワークに放送します。すべてのトランザクションを正しく検証すれば、報酬を得ることができ、それを自分に投票した全員と比例配分します。スロットを逃したり、不正に検証した場合は、報酬を失い、ペナルティを受けます。

トランザクションの最終性はDPoSシステムではほぼ瞬時に実現します。検証を扱うのは小さく知られたグループだけなので、コンセンサスは迅速に行われます。Tronは約60秒でトランザクションを確定させ、EOSは数秒で処理します。これをビットコインの10分間のブロックやイーサリアムの12秒以上と比較すると、DPoSは確認時間を劇的に短縮しています。

スピードとスケーラビリティの利点

DPoSネットワークは、一貫して古いコンセンサスメカニズムをトランザクションスループットで上回ります。これは実世界の採用にとって重要です。

プルーフオブワークネットワークは、1秒あたり数件の取引しか処理できません。ビットコインは約7 TPSを管理し、イーサリアムはスケーリングアップグレード前に歴史的に15 TPSを処理していました。どちらも、すべてのノードが複雑な数学の問題を解く必要があるため、ボトルネックになっています。

PoSネットワークはこれを大幅に改善しましたが、依然として多くのノードにバリデーション作業を分散させています。イーサリアムの現在のPoS実装は、ベースレイヤーでおそらく12-15 TPSを処理し、(Layer 2ソリューションはより高いスケールを持っています)。

DPoSは、信頼できる小規模なセットに検証を集中させることで、このボトルネックを排除します。Tronは6,000以上のTPSを処理します。Solanaは理想的な条件下で60,000以上のTPSに達します。EOSは元々百万TPSを目指していました。このスループットの違いは学術的なものではなく、DeFi、NFTマーケットプレイス、そしてこれらのチェーン上でのゲームを、トランザクションキューなしでスケールさせることを可能にします。

計算要件が低いということは、コストが低くなることも意味します。DPoSバリデーターはカスタムマイニングハードウェアを必要としません。バリデーターの運用はソフトウェアベースで比較的アクセスしやすいため、これらのネットワークは数千ではなく数十のバリデーターを維持できるのです。

なぜ分散化に関する懸念が存在するのか

この効率性のトレードオフは明らかです：バリデーターが少ないほど、彼らの間に権力が集中します。これは正当な分散化の問題を提起します。

PoWネットワークでは、ハードウェアを購入できれば誰でもマイニングを開始できます。参加は理論上、許可なしで行えます。DPoSネットワークでは、デレゲートになるために十分な票が必要であり、これが参入へのソフトな障壁を作ります。大多数のトークンが少数の大規模なステークホルダーによって保持されている場合、彼らはどのバリデーターが選ばれるかを効果的にコントロールできます。

さらに、20〜100のバリデーターしかいない場合、協調的な51％攻撃は、数千のバリデーターを持つネットワークよりも理論的に容易になります。攻撃者は、敵対的なバリデーターの多数を選出するために、十分なトークン保有者の投票権を制御する必要があります。これは難しいシナリオですが、富が集中している場合は不可能ではありません。

一部のDPoSネットワークでは、有権者の参加が低く、多くのステークホルダーが実際に投票するのはごく一部に過ぎません。ほとんどのトークン保有者が非活動的であるとき、活動的な少数派が大きな影響力を持つことになります。

競争相手に対するDPoS

プルーフオブワークに対して: DPoSは速度、エネルギー効率、アクセスのしやすさにおいて決定的に勝っています。産業用ハードウェアは必要ありません。取引の確定はほぼ瞬時です。環境への影響は、PoWの膨大なエネルギー消費と比較して無視できるほどです。

プルーフオブステークに対して: DPoSはスピードのために一部の分散化を犠牲にします。PoSは検証をより多くの参加者に広げるため、攻撃を受けにくくしますが、最終決定までに時間がかかります。DPoSはスピードのためにバリデーターを集中させますが、ステークホルダーの投票が活発でない場合、中央集権的なリスクを生じさせます。

実際の現実： "最高"のコンセンサスメカニズムは存在せず、トレードオフのみがある。ビットコインのPoWは、スピードよりもセキュリティと許可不要の参加を優先する。イーサリアムのPoSは、分散化と効率のバランスを取る。DPoSは、スループットとコストを明示的に優先し、中央集権のリスクを受け入れる。

DPoSに組み込まれた評判の経済性

DPoSが実際に機能する理由は、単なる投票だけではなく、デレゲートの収入がそのパフォーマンスに依存しているからです。もしあなたがバリデーターに選ばれた場合、ブロック報酬を得ます。しかし、あなたは自分に投票した全ての人とこれらの報酬を共有します。したがって、パフォーマンスが悪かったり姿を消したりすると、投票者はすぐにあなたを見捨て、あなたの収入はゼロになります。

これにより、「ゲームにおけるスキン」のダイナミクスが生まれます。トップバリデーターはブランドと実績を築きます。彼らは信頼できるインフラを運営し、サーバーを稼働させ、トランザクションを迅速に処理し、ガバナンスに関与し続けます。パフォーマンスが悪い者は数日以内に交代します。

この評判メカニズムがあるため、DPoSは実際には初期の批評家が予想したよりも安定していることが証明されています。確かに、中央集権化の懸念は正当です。しかし、機能しているDPoSネットワークでは、コミュニティが積極的にデリゲートを監視し、悪質な行為者を定期的に交換しています。

DPoSネットワークの現在の行き先

ソラナの高速で低コストなインフラは活気あるDeFiとNFTエコシステムを支えています。EOSとCosmosは、単なるブロック検証を超えたDPoSガバナンスの革新をもたらし、プロトコルのアップグレードやリソース配分に関するオンチェーン投票を追加しました。Tronは新興市場にアピールする高速で安価な取引を提供しています。

これらのネットワークはすべて、PoWが提供できないものを提供します：数時間ではなく数秒での経済的確定性、1セント未満の取引コスト、そして環境への影響はほぼゼロです。

DPoSのボトムライン

DPoSは実用的なエンジニアリングの選択を表します：スピードと手頃さのために、いくらかの分散化を犠牲にします。それは完璧でも革命的でもありません—単にPoWやPoSとは異なるトレードオフです。

迅速で安価な取引を重視するユーザーにとって、DPoSネットワークは効果的です。分散化を心配する純粋主義者にとって、集中化されたバリデーターセットは依然として正当な懸念です。スループットが必要なアプリを構築している開発者にとって、DPoSベースのチェーンは実用的な利点を提供します。

ブロックチェーンがどのコンセンサスメカニズムを使用しているかを理解することは、その設計の優先事項を説明するのに役立ちます。DPoSはこう言います：“私たちは使いやすさとスピードを最適化しており、バリデーターの誠実さを保つためにコミュニティの投票に依存しています。” それが正しい選択かどうかは、ブロックチェーンから何を必要としているかによります。