Взгляд прямо в сердце: технология Proof-of-Authority в сети UMI

Всем привет от команды UMI. В нашем Whitepaper мы рассказали об основных плюсах и минусах двух технологий, на которых работает подавляющее большинство других криптовалют:

• Proof-of-Work (PoW) — технология майнинга. Используется в Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Monero и так далее.
• Proof-of-Stake (PoS) и ее производные — технология форджинга. Используется в Nxt, PeerCoin, NEO, PRIZM и так далее.

Разобрав технологии PoW и PoS, призванные бороться с централизацией, мы пришли к выводу, что они не справляются должным образом со своими основными задачами и в конечном счете приводят к централизации сети и низкой производительности. Поэтому мы решили использовать совершенно другой подход. Наш выбор пал на технологию Proof-of-Authority (PoA) в сочетании с мастер-нодами, что обеспечило сети UMI децентрализацию и максимальную скорость.

В Whitepaper вы изучили основу, которая лежит на поверхности. А в этой статье мы хотим максимально понятно и подробно рассказать о технологии, используемой в UMI. Давайте заглянем в сердце сети прямо сейчас.

Proof-of-Authority: как зарождалась технология и почему

Со времен первой транзакции в сети Bitcoin прошло уже более десяти лет. За это время блокчейн-технология успела качественно преобразиться. Все потому, что криптовалютное пространство, год за годом наблюдавшее за всплывающими недостатками Proof-of-Work в сети Bitcoin, активно искало способы их устранить.

За децентрализацию и надежность технологии PoW пользователям приходится расплачиваться низкой производительностью и проблемой масштабируемости, которая не позволяет исправить этот недостаток. Более того, с ростом популярности Bitcoin жадность майнеров, которым выгодны высокие комиссии из-за низкой пропускной способности сети, стала серьезной проблемой. Также майнеры стали объединяться в пулы, делая сеть все более централизованной. Убрать этот «человеческий фактор», чтобы никто целенаправленно не пытался затормозить сеть и снизить ее безопасность, так и не удалось. Все это существенно ограничивает потенциал применения криптовалют на PoW в более широких масштабах.

Поскольку идеи по модернизации PoW не давали результата, активисты из криптокомьюнити стали предлагать совершенно новые решения и взялись за разработку иных протоколов. Так появилась технология Proof-of-Stake, которая получилась превосходной в теории, но не на практике. В целом криптовалюты на PoS действительно показывают более высокую производительность, но разница оказалась не столь велика. Более того, технология PoS все равно не смогла в полной мере решить проблему масштабируемости.

В надежде справиться с преследующей все криптовалюты «бедой» комьюнити стало предлагать совершенно новые механизмы с альтернативными принципами работы. Среди них — технология Proof-of-Authority. Именно она была призвана стать эффективной альтернативой с высокой производительностью и решением проблемы масштабируемости. Идею использования PoA в криптовалютах предложил Гэвин Вуд — авторитетный блокчейн-программист и сооснователь криптовалюты Ethereum.

Главные особенности Proof-of-Authority

Основное отличие технологии PoA от PoW и PoS в том, что она полностью убирает гонку майнеров или форджеров. Пользователи сети не соревнуются между собой за право первым создать блок и получить вознаграждение, как это происходит в криптовалютах на других технологиях. Принцип работы блокчейн-технологии в данном случае существенно отличается — Proof-of-Authority использует «систему репутации» и допускает к созданию блоков исключительно доверенные ноды.

Это решает проблему масштабируемости и позволяет существенно увеличить пропускную способность — практически мгновенно обрабатывать транзакции, не тратя времени на ненужные вычисления со стороны майнеров и форджеров. Более того, к доверенным нодам предъявляются высокие требования по производительности. И эта одна из главных причин, почему мы выбрали алгоритм PoA, так как только эта технология позволяет полноценно использовать исключительно сверхбыстрые ноды.

Учитывая эти особенности, алгоритм Proof-of-Authority считается одним из самых эффективных и перспективных вариантов для внедрения блокчейн-технологии в различные секторы экономики. Например, модель идеально вписывается в сферу логистики и управление цепями поставок. Яркий пример эффективной реализации PoA можно увидеть на облачной платформе Microsoft Azure, которая с помощью этой технологии предлагает различные инструменты для внедрения блокчейн-решений в бизнес.

Как сеть UMI устраняет недостатки Proof-of-Authority, сохраняя преимущества

Как и у любой системы, помимо очевидных преимуществ, у технологии имеются и очевидные недостатки. Изначальная модель PoA подразумевает, что каждая доверенная нода может создавать блок, тогда как рядовые пользователи сети технически никак не могут повлиять на работу системы. Это делает криптовалюты на PoA гораздо более централизованными, чем на PoW или PoS. И это основной аспект, из-за которого критикуют технологию.

Чтобы воплотить наши мечты о «неубиваемом», безопасном и прозрачном денежном инструменте, мы понимали, что продукт должен быть исключительно децентрализованным. Поэтому мы принялись модернизировать основной принцип работы, чтобы взять все лучшее и минимизировать все негативные моменты. Как итог: в сети UMI PoA работает децентрализованно. Объясняем на пальцах:

• Мы разделили ноды в сети UMI на два типа: мастер-ноды и ноды-валидаторы.
• Право создавать блоки и подтверждать транзакции имеют только мастер-ноды. Держатели мастер-нод — команда UMI и доверенные партнеры из разных точек планеты. При этом мы намеренно не раскрываем личности некоторых партнеров — держателей мастер-нод — чтобы максимально защититься от возможного негативного влияния, манипуляций и угроз со стороны третьих лиц. Это необходимо для максимальной целостности и надежности работы сети.
• Однако поскольку децентрализованная криптовалюта подразумевает, что технически ни о каком «доверии» речи быть не может, мы обезопасили наш блокчейн так, чтобы доверенные мастер-ноды не могли навредить сети даже в случае саботажа или сговора. Это может произойти в Bitcoin и других криптовалютах на PoW и PoS в случае если, например, несколько крупных майнинг-пулов объединятся и проведут атаку 51%. Но не в UMI. Во-первых, максимум, что могут сделать недобросовестные владельцы мастер-нод — это чуть-чуть замедлить работу сети. Но сеть UMI автоматически на это реагирует, и банит такие ноды. Таким образом если какой-то партнер захочет целенаправленно навредить сети, этого не допустят другие мастер-ноды. Более того, он не сможет этого сделать, даже если заручится поддержкой большинства других партнеров. И злоумышленникам не поможет ничего — даже квантовые компьютеры. Подробно об этом мы рассказывали в нашей статье о шести уровнях безопасности блокчейна UMI.
• Ноды-валидаторы в свою очередь могут быть запущены кем угодно. Они поддерживают сеть — проверяют блоки на корректность и исключают возможность подделки. Таким образом они усиливают общую безопасность сети и помогают мастер-нодам выполнять их работу. Но более важно то, что держатели нод-валидаторов тем самым контролируют работу держателей мастер-нод и подтверждают, что те ничего не нарушают и действуют согласно правилам. Более подробно принцип работы нод-валидаторов мы также осветили в вышеупомянутой статье.
• И, наконец, мы добавили возможность всем желающим запускать легкие ноды (SPV), которые позволяют просматривать и отправлять транзакции без скачивания блокчейна и поддержания сети. С помощью легких нод абсолютно любой пользователь сети даже без скачивания полного блокчейна может убедиться в том, что все работает верно.
• Вдобавок мы разрабатываем возможность защиты сети даже на случай, если все 100% мастер-нод (а их будет более 10 000) по какой-то причине окажутся «выключенными». Вероятность этого практически нулевая, тем не менее мы предусмотрели на этот случай автоматический переход на PoS. Это позволит даже в экстренных ситуациях продолжать обрабатывать транзакции. Подробнее об этом мы расскажем в следующих статьях.

Таким образом сеть UMI в своей модели PoA по-максимуму использовала все лучшие стороны технологии и минимизировала влияние негативных моментов, сделав ее по-настоящему децентрализованной и максимально безопасной.

Другой весомый недостаток криптовалют на PoA — отсутствие модели стимулирования пользователей. Концепция не предполагает ни майнинга, ни форджинга, с помощью которых можно создавать новые монеты и тем самым «зарабатывать» криптовалюту. Из-за этого монеты на PoA обычно неинтересны криптосообществу, так как у пользователей нет возможности получать вознаграждение за вклад в развитие сети. Естественно, это несправедливо. Понимая это, команда UMI нашла идеальный выход из ситуации — разработала уникальный смарт-контракт по стейкингу. Он позволяет увеличивать количество монет до 40% в месяц даже без майнинга или форджинга, а значит — и без негативного влияния на децентрализацию и производительность сети из-за человеческого фактора.

Proof-of-Authority нового поколения

Итак, сеть UMI использует усовершенствованную модель технологии PoA, которая сохраняет все ее преимущества и практически сводит к нулю главные недостатки. Это делает UMI децентрализованной, масштабируемой и при этом максимально безопасной, производительной, выгодной и справедливой криптовалютой, ориентированной на все человечество.

Использование UMI способно изменить большинство аспектов жизни общества в разных сферах, включая производство, торговлю, логистику и любые другие финансовые взаимоотношения. Мы еще только в начале пути и бесконечно рады, что вы плывете с нами в одной лодке. Давайте изменим мир вместе!

С уважением, команда UMI!