Proof of Stake neboli prokázání vlastnictví je proces, který umožňuje někomu prokázat svou účast v krypto-ekonomickém systému prostřednictvím podpisového algoritmu v rámci přístupových práv. To znamená obecně zasahovat do konsenzuálního modelu distribuovaných systémů, které spravují digitální zúčtovací jednotky. Validátory jsou vybírány na základě počtu jednotek, které vlastní, nebo na základě dalších souvisejících parametrů.

Důkaz o sázce je často popisován jako „virtuální těžba“, protože digitální tokeny hrají při dokazování práce stejnou roli jako elektrická energie. V mnoha digitálních měnách je tedy pravděpodobnost ověření bloku úměrná počtu tokenů držených validátorem.

Aby byli validátoři motivováni k zabezpečení systému, jsou odměňováni vydáváním nových tokenů a transakčními poplatky nazývanými staking. Navíc se validátoři nenazývají těžaři, ale padělatelé.

Odkud pochází proof of Staking?

Koncept důkazů Proof of Stake používaný v distribuovaných systémech se objevil poměrně brzy. V roce 1998 si Wei Dai představil b-money, model, ve kterém musel každý server vložit určitou částku b-peníz na speciální účet, aby se mohl účastnit síťových operací. V tomto modelu tato částka slouží jako záruka k potrestání serveru za jeho špatné chování.

Navzdory této počáteční konceptualizaci se až se vznikem Bitcoinu (a prokázáním práce) začalo uvažovat o implementaci systému proof-of-stake. Bitcoin skutečně ukazuje, že je možný decentralizovaný systém založený na ekonomické bezpečnosti.

Termín Proof of Stake zavedli Sunny King a Scott Nadal v srpnu 2012 v bílé knize PPCoin. PPCoin, nyní známý jako Peercoin, je také prvním systémem digitální měny, který prakticky využívá důkaz o sázce: implementuje hybridní model, který kombinuje elektrickou energii a stáří mincí (proof of stake) pro ověření.

V roce 2015 bylo spuštěno Ethereum: platforma sice stále funguje díky těžbě, ale už od jejího spuštění se plánovalo, že přejde na model proof-of-stake. Algoritmus, o kterém se dnes uvažuje, se nazývá Casper.

Jak funguje Proof of Stake a varianty

Modely ověřování sázek jsou velmi rozmanité a je těžké je všechny představit v tomto článku. Proto se zaměříme na Nakamotův algoritmus proof-of-stake, transpozici bitcoinového konsenzuálního algoritmu pro proof-of-stake. Algoritmus je založen na řetězci bloků, které jsou pravidelně přidávány validátory.

Činnost tohoto algoritmu spočívá ve virtuální reprodukci těžby. Pokaždé, když je potřeba vytvořit blok, použije se protokol náhodného generování k výběru validátorů na základě počtu tokenů, které drží.

Vybraný validátor pak seskupí všechny nové transakce a vytvoří nový blok zahrnutím identifikátoru předchozího bloku (pro spojení dvou bloků). Poté tento blok podepíše pomocí algoritmu digitálního podpisu, aby prokázal, že je vlastníkem svého účtu. Nakonec svůj blok zveřejní veřejně, aby ostatní členové sítě mohli potvrdit jeho platnost.

Varian Proof of Stake

Kritéria pro výběr validátoru nemusí být nutně založena na počtu tokenů, které drží (Proof of Stake), a lze použít další proměnné z toho odvozené. Získané modely PoS jsou tedy velmi rozmanité. Našli jsme zejména:

Důkaz o zachování (PoH): pravděpodobnost výběru závisí na „stáří mince“, což je metrika, která je součinem hodnoty UTXO a doby, po kterou se mince nepohybovala. Tento model je kombinován s důkazem o práci u Peercoinu.

Doklad o zájmu (PoI): implementovaný v protokolu NEM, tento doklad kombinuje vlastnictví tokenů XEM se systémem reputace.

Proof-of-service (PoSe):  Toto je model, který se používá k motivaci řídicích uzlů Dash, aby zaručovaly transakce InstantSend, spravovaly míchání dat pomocí PrivateSend a zabránily 51% útokům těžařů.

Delegovaný proof-of-stake (DPoS): pravděpodobnost ověření závisí nejen na počtu tokenů, které padělatel drží, ale také na počtu tokenů, které mu byly delegovány prostřednictvím hlasování.

Tak, to bylo stručné vysvětlení o Proof of Stake a několika jeho variantách. Možná je toho ještě hodně, o čem jsme ještě nemluvili, a budeme pokračovat při jiné příležitosti.