黄金百科｜DPoS（Delegated Proof of Stake）とは？

著者：Shailey Singh, CoinTelegraph; Compiled by Whitewater, Golden Finance

I. Delegated Proof of Stake（DPoS）とは何ですか？

DPoSは、拡張性、効率性、民主的ガバナンスを強化するために設計されたProof of Stake（PoS）コンセンサスメカニズムを進化させたものです。

ブロックチェーン技術は、主にその分散型の性質とコンセンサスメカニズムを通じて、デジタル取引の認識と処理方法に革命をもたらしました。これらの分散型メカニズムの主な目的は、ブロックチェーンの取引とデータ記録の管理において、中央のゲートキーパーが存在しないことを保証することです。その代わりに、コンセンサスメカニズムは、ネットワーク参加者がトランザクションを検証し、チェーン上に新しいブロックとして追加することに依存しています。

さまざまなコンセンサス・アルゴリズムのうち、注目されている仕組みの1つが委任型プルーフ・オブ・ステーク（delegated proof-of-stake）です。 DPoSは、古典的なプルーフ・オブ・ステーク型コンセンサスメカニズムの一種です。

ダニエル・ラリマー（Daniel Larimer）氏は2014年、効率性とスケーラビリティを向上させるために、従来のPoSコンセンサスメカニズムの強化としてDPoSのコンセプトを発表しました。 ラリマー氏はBitcointalkフォーラムの投稿で初めてビジョンを共有し、DPoSの実際の実装と2015年のBitSharesのローンチにつながりました。

これがブロックチェーン技術におけるDPoSの始まりとなり、SteemやEosといった他のプロジェクトで採用されるきっかけとなった。特にEosは、コンセンサスメカニズムを利用して2017年に暗号通貨業界最大級のICO（Initial Token Offerings）を実施し、DPoSに大きな注目が集まり、高いパフォーマンスと分散型ガバナンスを可能にする可能性が浮き彫りになりました。

II.DPoSはPoSのような他のコンセンサスメカニズムとどう違うのですか？

DPoSが従来のPoSと異なる点は、ブロック検証の代表者を選出するために投票システムを使用し、プロセスをより民主的でスケーラブルにしている点です。

すべてのコンセンサスメカニズムを理解する上で重要なのは、コンセンサスがどのように得られるかということです。ビットコイン・ブロックチェーンは、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）によってブロックチェーンのコンセンサスに達する最初のメカニズムを導入したが、ブロックチェーン・ネットワークがコンセンサスに達する方法は他にも数多くある。 PoSは、ビットコインのマイニングにおけるエネルギー消費が大きいという問題を解決するための新しいコンセンサスメカニズムとして、サニー・キング氏とスコット・ナダル氏によって書かれた2012年の学術論文で紹介されました。

PoSは最も一般的なコンセンサスメカニズムの1つであり、イーサのエコシステムは2022年にこれを採用した。徐々に、ハイブリッドPoS-PoW、純粋なPoS、そして2014年には委任型PoSなど、PoSのさまざまな他の安全な反復が出現し始めました。

DPoSシステムでは、ネットワークのユーザーは、ブロックの検証を証人またはブロック生産者の選択されたグループに委任するために投票します。このプロセスは、トランザクションを検証する権限が少数の裕福な利害関係者の手に集中するのではなく、選出された代表者の間で分散されるようにすることで、標準的なPoSアルゴリズムの民主的な制限のいくつかに対処するように設計されています。

つまり、利害関係者が直接トランザクションを検証する従来のPoSとは異なり、DPoSではトークン保有者がブロックの検証を担当する代表者を選出することができます。

DPoSシステムでは、ネットワークユーザーが投票を行い、選ばれた証人またはブロック生産者のグループにブロック検証を委任します。このプロセスは、トランザクションを検証する権限が少数の裕福な利害関係者の手に集中するのではなく、選出された代表者の間で分散されるようにすることで、標準的なPoSアルゴリズムの民主的な制限の一部に対処することを目的としています。

このようにして、DPoSはブロック検証プロセスを簡素化し、取引確認時間を短縮します。また、選出される代表者の数が限られているため、ネットワークのスケーラビリティも向上します。

DPoSの仕組みは？

DPoSの中核となる仕組みは、投票、委任、検証です。

DPoSは従来のPoSシステムに選挙メカニズムを取り入れることで、ブロックの検証と作成を担当する代表者をネットワーク参加者が投票する仕組みになっています。このプロセスには、投票者、立会人（またはブロック生成者）、委任者、検証者という4人の主要人物が関与します。

投票者

DPoSシステムでは、各ネットワーク参加者は最小数のネイティブトークンを保有していても投票者になることができ、ステークホルダートークンの最低参加要件はありません。投票者は、証人や代表者を選出し、ガバナンス提案を通じて意思決定プロセスに参加することで、ネットワークガバナンスにおいて重要な役割を果たします。投票権は保有トークン数に比例するため、より多くのトークンを持つユーザーはより大きな影響力を持つことになります。

投票者は自分で投票するか、他の人に委任するかを選択できます。彼らの主な任務は、証人やブロック生産者を選ぶことです。これらのエンティティはブロック生産プロセスに直接関与しているからです。その結果、投票者はネットワークの円滑な運用とセキュリティを確保するために、信頼できる有能な候補者を選ぶように動機付けられます。

立会人（ブロック生産者）

立会人はブロック生産者としても知られ、トークン保有者がトランザクションを検証し、新しいブロックを作成するために支持するノードです。これらのエンティティは、取引データの完全性と正確性を保証するため、ブロックチェーンの機能にとって重要です。ブロック内のすべてのトランザクションを検証した後、証人はブロック報酬を受け取り、それは通常、彼らをサポートする構成員と共有されます。

ウィットネスが決められた時間内にトランザクションを検証できなかった場合、ブロックを逃して報酬を失います。この逃した報酬は通常、ブロックの検証に成功した次の証人に渡されます。投票者は報酬を最大化するために信頼できる証人を選ぶことを目指し、証人は票を集めるために誠実さと評判を維持することに努めます。

代表者

有権者はDPoSの統治機能を監督する代表者を選出します。ブロック生成に専念するウィットネスとは異なり、代表者はネットワークの改善や変更を提案する責任を負います。これらの提案は、ブロックサイズの修正からブロック報酬の調整まで多岐にわたります。

代表者が提案を行うと、それが実行される前にネットワーク参加者の投票にかけられなければなりません。代議員自身は、システムに直接変更を加える権限を持っていません。彼らの役割は、改善を促進し、提案し、それをコミュニティが承認することです。このように職務を分けることで、バランスの取れた分散型のガバナンス構造を維持することができる。

検証者

検証者は、証人によって作成されたブロックがコンセンサスルールを遵守していることを検証するために使用される完全なノードです。目撃者とは異なり、どんなユーザーでもバリデーターになることができ、通常、この役割を果たす直接的な金銭的インセンティブはありません。バリデータは、すべてのブロックが確立されたルールとプロトコルに準拠していることを確認することで、ブロックチェーンの整合性を維持する上で重要な役割を果たします。

IV.DPoSのインセンティブとガバナンスの仕組み

DPoSの仕組みは、すべての参加者のインセンティブを調整し、安全で効率的なネットワークを促進します。参加者は、自分たちの利益を最大化し、ネットワークの完全性を確保するために、有能な証人と代表者を選ぶよう奨励される。一方、立会人と代表者は、評判を維持し、ネットワークの最善の利益のために行動することで、その地位を維持し、報酬を受け続けるインセンティブを与えられる。

継続的な投票プロセスと、成績不振者や悪意のある行為者を交代させる能力は、動的で回復力のあるガバナンスモデルに貢献しています。このシステムは、高レベルのコミュニティ参加を促進し、意思決定権が利害関係者に分散されたままであることを保証します。

V. DPoSの利点

DPoSは他のコンセンサスメカニズムと比較して複数の利点があるため、特定のブロックチェーンプロジェクトでは好ましい選択肢となっています。

DPoSは、ブロックチェーンネットワークのパフォーマンスとガバナンスを強化できる、いくつかの重要な利点を提供します。主な利点の1つは、アクセスのしやすさです。多くのコンピューティングパワーと特殊な機器を必要とするPoWシステムとは異なり、DPoSではネイティブトークンを持っている人なら誰でも投票プロセスに参加し、代表者になることができます。この参入障壁の低さは、より包括的なネットワークを促進し、より幅広い参加者がコンセンサスメカニズムに参加できるようにします。

DPoSのもう一つの大きな利点は、そのスケーラビリティです。ブロック生成を担当するデリゲートの数を制限することで、DPoSはより高速なコンセンサスを可能にし、トランザクションのスループットを高め、ネットワークのパフォーマンスを向上させます。さらにDPoSは、PoWシステムに伴う大きなエネルギー消費を必要としないため、環境に優しい。この持続可能性の側面は、グリーンテクノロジーに対する需要の高まりに沿ったものです。

さらに、DPoSの民主的な性質は、より分散型のガバナンスモデルを促進します。継続的な投票プロセスにより、代表者はコミュニティに対して説明責任を果たし、利害関係者は意思決定プロセスに積極的に参加できる。このダイナミックなガバナンス構造により、ネットワーク改善の迅速な適応と実施が可能になり、ブロックチェーンの全体的な回復力と成長が強化される。

VI.DPoSの限界

DPoSには多くの利点がある一方で、限界や課題もあります。

主な懸念事項のひとつは、中央集権の可能性です。DPoSは意思決定を分散させることを意図しているが、このシステムは不注意にも少数の代表者の手に権力を集中させてしまう可能性がある。

選出される代表者の数が限られているため、少数の代表者グループがネットワークを支配し、従来のPoSシステムに見られるような中央集権的な問題につながる危険性がある。このような権力の集中は、ネットワークを共謀や悪意のある活動のリスクにさらす可能性があります。

さらに、DPoSは有権者の高いレベルの関与と意識を必要とします。システムが効果的に機能するためには、有権者は候補者とそのパフォーマンスについて十分な情報を得ていなければならない。しかし、小規模な利害関係者は、自分の票は取るに足らないと感じ、参加しないことを選択する可能性があり、コンセンサスメカニズムの全体的な堅牢性を低下させる。

さらに、限られた数の代議員に依存することで、セキュリティ上の懸念が生じる。代議員の大多数が結託したり悪意を持って行動したりすると、51%攻撃を実行できる可能性があり、ネットワークのセキュリティと安定性が損なわれる。この脆弱性は、誠実で有能な代議員が継続的に選出されるよう、コミュニティが用心深く積極的に行動することを要求します。

DPoSはブロックチェーンのコンセンサスメカニズムの進化を象徴しています。ブロックチェーン技術の進化に伴い、DPoSは分散型ガバナンスと効率的なブロック検証を可能にするフレームワークを提供することを目指しています。