DPOS: Delegated Proof of Stake とは何か?

DPOS: Delegated Proof of Stake とは何か?
DPOS(Delegated Proof of Stake)とは何か?をざっくり説明:

* Proof of Stakeの発展系
* 自分のシェア分の投票権を代理人に託すことが可能
* 全投票トップ100の代理人で新ブロックを生成
* BitsharesやLiskで利用されているコンセンサス・アルゴリズム

DPOS概要

DPOSとは、Delegated Proof of Stakeの略称であり、コインの保有者に保有量に応じた投票権を割り当て、その投票により取り引きの承認者を委任するアルゴリズムです。委任された承認者は、ブロック生成で得られた報酬を投票した人に還元する仕組みになっており、全投票トップ100の代理人で新たなブロックを生成します。

前提知識

PoWとは

PoWとは、ビットコインなど多くの暗号通貨で採用されている主要なコンセンサス・アルゴリズムです。

PoWでは、マイナーが膨大な計算(マイニング)を行うことでハッシュ値を見つけ出し、ブロックを生成します。そして、そのブロックがネットワーク上の他のコンピューター(ノード)に承認されることで、チェーンに追加される仕組みになっています。

Tips
* Bitcoin の場合、10分で新ブロックを生成
* 6ブロック(約1時間)で、ブロック戻せなくなるとされている

また、PoWには

  • 51%攻撃に弱い
  • マイニングによる消費電力が大きい
  • 取引にかかる時間が長い

といった問題点が指摘されています。

PoSとは

PoSは、ブロックチェーンにおけるコンセンサス・アルゴリズムの1つです。ひとことで言えば「ネイティブ通貨の保有量に比例して、新たにブロックを生成・承認する権利を得ることができるようになる仕組み」です。
PoSのメリットとしては、

  • 51%攻撃に強い
  • 消費電力を抑えられる
  • スケーラビリティの向上につながる

などが挙げられます。

Tips
* いくつか実装があるが、Peercoin と Nxt が有名
* Peercoinの場合、ハイブリッドモデルで、保持比率がマイニングの難易度を変える
* Nxtの場合、ランダムなシェアホルダーを選び、次のブロックを作る

このように、PoSは、PoWの問題点を解決するために考案されましたが、一方でPoSにもコインの溜め込みにより流動性が低下するといった問題があります。

DPOSのメリット・デメリット

メリット

高速なトランザクション処理

DPOSでは、自分のシェア分の投票権を代理人に託し、全投票トップ100の代理人で新ブロックを生成します。これにより、取引承認に必要な承認数を減らすことができ、取引スピードを速められます。

また、DPOSを実装した代表的プロジェクトのBitshares(詳細は後述)の処理速度は約10万件/1秒とも言われています。
PoWを実装しているEthereumの処理速度は約15件/1秒であることを考えると、相当な処理能力であることがわかります。

消費電力を抑えられる

DPOSでは、PoWと異なり莫大な量の計算を行う必要がありません。そのため、マイニングする際に発生する消費電力を抑えることができます。

フォークが起こりにくい

DPOSでは、ブロック生成時間が短いため、フォークが起こりにくく、仮に起こったときも数分で修正される仕組みになっています。

デメリット

中央集権的にコントロールされる危険

DPOSにもデメリットはあります。大量のコインを保有するブロック生成権を有する者が団結して不正を働く可能性があります。

DPOSを実装しているプロジェクト

DPOSを実装している代表的なプロジェクトとして、BitsharesとLiskがあります。

Bitshares

Bitsharesは初めてDPOSを実装したプロジェクトです。
Bitsharesの特徴としては、「DEXとしての利用」、「スマートコインによる米ドルペッグ」が挙げられます。

Bitsharesのブロックチェーン上にはOpen LedgerというDEXがあり、特定主体の仲介を必要としない取引所を実現しています。

また、先述の通り、スマートコインという米ドルにペッグされた通貨を使うことで、暗号通貨につきまとう問題であるボラティリティを抑えられるため、価格変動によって資産を失うリスクを減らすことができます。

Lisk

Liskは分散型アプリプラットフォームであるため、Ethereumと比較されることが多いです。Ethereumとの最大の違いは「サイドチェーンを活用していること」です。これにより、セキュリティを向上させるとともに、取り引きにかかる時間を短縮させることに成功しています。

関連するコンセンサス・アルゴリズム

TaPOS

TaPOSとは、Transaction as Proof of Stakeというアルゴリズムのことです。TaPOSでは、どのトランザクションにも前のブロックのハッシュが含まれており、最終的に全シェアホルダーによって全ブロックが投票されます。

PoC

PoCとは、Proof of Consensusとのことであり、リップルに実装されているコンセンサスアルゴリズムです。「バリデータ」と呼ばれる信頼できる承認者の80%が承認した場合にブロックが生成されます。

参考

Bitcoin Magazine “Hot Cryptocurrency Trends: Delegated Proof of Stake”
COINTELEGRAPH “BitShares 101: Basics of the World’s 4th Most Popular Cryptocurrency”
CryptPark.com CoinData “BitShares X (BTSX)-ビットシェアズ X”
ビットコインの情報サイトの運営ブログ 「LiskのDPOSとBitSharesのDPOSの違い」

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