В марте был запущен протокол Cosmos, построенный с использованием консенсуса Proof of Stake (далее – «PoS»). Cosmos Network является масштабной экосистемой, которая позволит создавать децентрализованные приложения. Запуск Cosmos – одно из самых ожидаемых сообществом событий. Появление таких значимых проектов на PoS свидетельствует о сдвиге парадигмы мышления в сторону более эффективных консенсусов. Cosmos и подобные ему решения могут значительно потеснить как Ethereum, так и более простые по своему наполнению протоколы.
Несколько лет назад в индустрии Блокчейн-активов было два ключевых протокола, которые притягивали все внимание инвесторов: Bitcoin и Ethereum. Все прочие токены зачастую являлись копиями одного из них с небольшими вариациями. Оба протокола были построены на основе механизма Proof of Work (далее – «PoW»), а майнинг был одной из самых обсуждаемых тем среди инвесторов. На волне популярности было построено множество дата-центров, специализирующихся на майнинге. Значительная доля таких инсталляций была возведена с целью предоставления услуги облачного майнинга.
Компании по облачному майнингу продают доступ к своим вычислительным мощностям внешним клиентам, а взамен они осуществляют обслуживание оборудования, оплачивают электричество и обязуются отправлять клиенту заработанные Блокчейн-активы. Фактически, возникла целая отрасль по аутсорсингу обслуживания консенсуса PoW.
Сейчас картина сильно изменилась, котировки Блокчейн-активов упали, потеряв, в среднем, около 80% своей капитализации. Домашний майнинг перестал быть выгодным, а в индустрии стали доминировать профессиональные игроки. На волне активного роста котировок в 2017 году можно было сделать индикативный расчет, который показывал, что, покупая годовую подписку в сервисе облачного майнинга, стоимость расчетных мощностей была в среднем в 4 раза выше, чем если бы эквивалентные машины собирались самостоятельно. Можно предположить, что большинство дата-центров, которые были построены в период с 2016 по 2017 годы обладали очень высокой рентабельностью и полностью окупили все капитальные и операционные расходы.
Радикальная трансформация, которая сейчас происходит в индустрии, в меньшей степени связана с падением общей капитализации. Больший эффект оказал сдвиг парадигмы в сторону разработки более эффективных консенсусов. На конец марта 2019 года существует более 5000 проектов, среди которых далеко не все используют PoW. Основной вектор исследований направлен на создание устойчивого протокола с использованием консенсуса PoS.
Можно проследить, как дискуссия среди разработчиков и исследователей находит отражение в предпочтениях инвесторов. В рамках анализа были изучены топ-100 проектов по рыночной капитализации, список был вычищен на stable coin’ы. Детально разобраться с концепцией stable coin можно в нашем анализе «Зачем нужны stable coin и что с ними делать?». Также из анализа были исключены непубличные протоколы, такие как Ripple, в связи с тем, что рамки исследования ограничены только децентрализованными публичными проектами.
Приложение 1 показывает динамику изменения пропорций рыночных капитализаций проектов, входящих в одну из пяти категорий. Начиная с января 2015 по март 2019 годов рыночная капитализация Блокчейн активов на основе PoW составляла не менее 80%.
Прочие консенсусы, которые попали в выборку: Proof of Authority, Gossip, DAG и Proof of Capacity. Все консенсусы, кроме PoS, в рамках проведенного исследования не анализируются.
С 2017 года начинается активный рост капитализации проектов на основе Proof of Stake. Большинство изученных проектов позиционируют себя как разработки с уникальным инновационным консенсусом, который не существовал ранее. При проведении классификации проекты были разнесены по категориям в соответствии с субстанцией, без опоры на маркетинговые материалы или заверения разработчиков. Например, разработчики EOS сами относят протокол к категории PoS, но по своей природе он больше похож на Proof of Authority и, соответственно, в статистику PoS не был включен.
Значительная доля капитализации приходится на Bitcoin и скопированные проекты. Исключив подобные инструменты из выборки, можно увидеть более объективную картину – Приложение 2. 
Команда Ethereum активно ведет исследования по разработке консенсуса PoS. PoW уже прошел проверку временем и, несмотря на низкую эффективность, все равно является пока единственным рабочим вариантом для Ethereum. Разработчики Ethereum очень осторожно подходят к анализу вносимых изменений в протокол. Внимательно изучаются различные подходы и возможные вектора атаки. Ряд потенциально перспективных подходов уже был исключен из дальнейшего контура разработки в связи с различными сложностями: низкая эффективность, наличие легко реализуемых векторов атаки и трудность в имплементации. Интересно отметить, что поиски нового консенсуса командой Ethereum уже можно назвать полноценной научно-исследовательской работой, а идеи, которые обсуждаются, регулярно перетекают в новые проекты.
Ethereum в рамках предлагаемого анализа очень сложный протокол для классификации. С одной стороны, он работает на PoW, но при этом среди всех проектов разработчики наиболее близко подошли к созданию устойчивого PoS. Также необходимо учитывать, что Ethereum — это уже работающая экосистема проектов, которая имеет значительную собственную капитализацию. Правильнее также исключить капитализацию Ethereum и всех проектов, построенных на этой цепочке, что позволит получить максимально объективное представление о том, куда двигается рынок – Приложение 3.
Ряд участников рынка полагает, что Bitcoin останется в центре экосистемы Блокчейн-активов, как минимум, в среднесрочной перспективе. Не имея в распоряжении хрустального шара для предсказаний, невозможно подтвердить или опровергнуть этот тезис. С другой стороны, невозможно отрицать базовые законы экономики – наличие конкуренции неизбежно ведет к улучшению качества продукта и выходу более слабых игроков из игры. У Bitcoin и экосистемы Ethereum есть значительный моментум, но очевидно, что конкурирующие протоколы уже начинают увеличивать свои доли присутствия и привлекают все больше внимания инвесторов.
Категоризация проектов была проведена максимально консервативно. Ряд проектов из выборки декларировали, что несмотря на то, что на момент подготовки анализа работали на PoW – они активно ведут исследования по переходу на PoS, соответственно, они были отнесены в категорию PoW. Также существует ряд протоколов, которые работают на гибридном протоколе, где частично валидация происходит на уровне PoW, при этом дополнительным слоем безопасности существует валидация в виде PoS. Гибридные протоколы консервативно тоже были отнесены в категорию PoW. Если бы классификация была проведена не так строго, то соотношение в пользу PoS было бы еще выше. Включая EOS и проекты с гибридным консенсусом, доля протоколов PoS приближается к отметке в 20%.
Мы детально описывали протокол PoW в нашем анализе «Что в майнинге тебе моем?». PoS по сравнению с PoW является более эффективной конструкцией. Потребление энергии на порядки ниже, чем в PoW, а скорость обработки транзакций выше.
Классическая трилемма распределённых систем заключается в поиске баланса между децентрализацией, масштабируемостью и безопасностью. В отличии от PoW, который обладает значительной степенью децентрализации и низкой емкостью для масштабируемости, PoS, наоборот, очень хорошо масштабируется, но значительно централизован.
Механизм в основе консенсуса PoS заключается в том, что от валидатора требуется отдать в залог свои токены против обещания честно выполнять валидацию и не нарушать правила работы протокола. В случае, если валидатор нарушает правила работы протокола, то он теряет часть залоговых токенов. В обмен на свое обещание честно работать и токены в залоге, валидатор получает вознаграждение от системы. Все процессы автоматизированы и зашиты в правила консенсуса – человеческий фактор исключен.
Во вселенной классических финансов такую конструкцию можно охарактеризовать как инструмент с фиксированной доходностью. Схема движения капитала похожа на ту, которая возникает при реализации долговых обязательств: замораживание токенов аналогично единовременной выплате долга заемщику, а получение вознаграждения за валидацию аналогично фиксированной доходности в виде купона. Принципиально отличается единица расчетов и техническая реализация, вместо перевода денег с помощью платежной системы на цепочку записывается транзакция со всеми требуемым набором информации для начала валидации.
Конструкция PoS выглядит очень эффективно на бумаге, но на практике может столкнуться с рядом сложностей. Существуют различные методы, которые могут позволить атаковать систему на PoS. Среди всех сложностей можно выделить самую большую проблему, которая находится в центре обсуждения сообществом – генератор случайных чисел. Количество валидаторов в любой системе конечно, в случае , если вредоносный агент может достоверно выяснить, кто будет следующим валидатором, у него появляется возможность манипулировать системой с выгодой для себя. Такие манипуляции могут включать как прямое влияние на валидатора, так и возможность сделать расчеты с высокой стоимостью быстрее, чем другие участники – например, при участии в лотереях, привязанных к случайности на блокчейне.
Требования для валидаторов, работающих на PoS, довольно высокие – они касаются производительности и расположения серверов, качества канала связи с сетью и прочих характеристик, описывающих устойчивость системы. Предполагается, что валидатор будет иметь резервное питание, резервный канал в сеть, а также будет надежно защищен от внешних атак. Такая инсталляция требует значительных капитальных вложений и работы квалифицированных специалистов.
Вокруг систем, построенных на PoS, возникает новая индустрия аутсорсинга валидации, отличная от майнинга. По мере вытеснения протоколов на основе PoW, с рынка закономерно будут уходить инсталляции для майнинга, в том числе специализирующиеся на облачном майнинге, и будут замещаться сервисами по аутсорсингу PoS.
Типовая схема валидации выглядит следующим образом:
1) пользователь выбирает валидатора и отправляет транзакцию на цепочку, которая описывает параметры валидации – дату начала валидации и количество токенов. При этом пользователь сохраняет контроль над токенами и не передает свои приватные ключи третьим лицам;
2) валидатор полностью отвечает за работоспособность инфраструктуры, обеспечивает ее бесперебойную работу, а также обслуживает сопутствующие сервисы, например, поддерживает сайты с информацией и собственные приложения;
3) пользователь получает доходность, которую создает протокол за вычетом комиссии валидатора;
На момент подготовки материала можно было найти как минимум около 100 сервисов валидации PoS протоколов, которые имели высокий уровень стабильности на протяжении всей истории существования. Принимая во внимание, что PoS консенсусы занимают еще относительно небольшую часть рынка – аутсорсинг PoS как самостоятельный бизнес имеет очень высокий потенциал роста.
Большинство активных участников рынка Блокчейн-активов признает, что консенсус PoW неэффективен. Исследовательская работа ведется в самых разных направлениях, и PoS не единственный подход, который может вытеснить PoW. Среди прочих перспективных подходов необходимо следить за работой по DAG или Avalanche. Оценивая перспективы успешности инвестиций в PoS консенсусы, необходимо принимать во внимание следующие три фактора: историческая динамика роста PoS; моментум, который уже набран, возрастающий интерес сообщества и большое количество проводимых исследований; запаздывание в развитии протоколов PoW в немалой степени обусловленное значительными капитальными затратами уже понесенными участниками рынка. Свойства PoS в сочетании с этими факторами могут способствовать значительному росту капитализации проектов, построенных на основе этого консенсуса.
Ксения Уланова
