類似委託權益證明（Delegated Proof of Stake）等共識算法如何運作？

了解區塊鏈網絡如何驗證交易及維持安全性，對於任何對去中心化技術感興趣的人來說都是至關重要的。在各種共識機制中，委託權益證明（DPoS）由於其效率與擴展性而逐漸受到重視。本文將探討 DPoS 的運作原理、與其他算法的比較，以及其優點與挑戰。

什麼是委託權益證明（DPoS）？

委託權益證明是一種旨在改進傳統权益证明（PoS）系統的共識算法，它引入了投票選擇驗證者的機制。不同於傳統 PoS，後者讓每個持幣者都能直接參與區塊創建，DPoS 則依賴由社群選舉產生的代表或驗證人，他們負責維護網絡。

此方法旨在平衡去中心化和性能效率。通過允許代幣持有者投票選出代表，DPoS 希望確保那些對網絡健康有利害關係的人負責，同時減少驗證所需的計算資源負擔。

DPoS 如何逐步運作？

DPoS 的運行包含多個關鍵步驟，以促進交易驗證和區塊生成：

1. 質押加密貨幣：用戶將他們的代幣鎖定作為抵押——這一過程稱為「質押」。質押數量通常會影響投票權重，但具體規則依據不同網絡而異。

2. 投票選擇驗證人：代幣持有人根據聲譽或質押大小等因素為偏好的代表或驗證人投票。通常，每個用戶可以在一定範圍內為多個候選人投票。

3. 當選產生區塊者：根據得票數排名最高的候選人成為活躍驗証人或區塊產生者，在指定時間段內負責創建新區塊。

4. 區塊生成與驗証：當選出的驗証人在預定時間內產生新區塊並验证用戶提交的交易，以確保資料完整性和一致性。

5. 獎勵分配：這些验证人會獲得獎勵——通常來自交易手續費或新鑄造代幣，用以激勵他們維護網絡安全並處理交易。

此循環不斷重複，使系統能夠持續運行，同時讓利益相關方透過投票機制影響验证人的遴选。

使用 DPoS 的優點

DPoS 提供多項相較其他共識算法更具吸引力的優勢：

• 高交易速度及吞吐量：由於只有被挑選出的代表在任何時刻生成区块，因此使用 DPoS 的网络能每秒處理數千筆交易——遠勝比特币等工作量证明系统。

• 能源效率高：不同於 PoW 需要大量計算資源，DPoS 主要依靠投票決策，不需耗費大量電力。

• 良好的可擴展性：其設計允許区块链隨著應用程序（dApps）的普及而成長，而不犧牲性能。

• 社群治理與彈性強：代幣持有人積極參与治理流程；這促進了社群參與度，也使系統具有較高適應能力。

與 DPoS 相關的挑戰與批評

儘管具有諸多優點，但 DPoS 面臨一些值得注意的批評，主要涉及去中心化問題：

• 潛在集中化風險：「少數代表」可能掌握大部分控制權，例如僅約21到100名代表，如果他們串通或掌握大量股份，就可能導致系統集中化。

• 投票參与率低落問題：若大部分用戶不積極參与投票，就可能造成少數利益相關方操控 validator 選拔的不公平情況。

• 安全疑慮：如果惡意攻擊者取得大部分有效表決權或者操縱遴选流程，有可能危害整體網路完整性——這是所有代理制度固有的一個風險。

這些問題突顯出平衡效率和真正去中心化之間仍存在爭議，也是 blockchain 核心價值觀之一的重要議題。

採用 DPoS 的知名区块链平台

一些著名項目因其良好的可擴展性能採用了Dpo s：

• EOS ：2018年6月正式推出主网，其展示了高速吞吐能力；EOS 成功示範了利用代理共識實現快速交易處理的方法[1]。

• Tron ：自2017年主网啟動以來，大力採用DPos架構；它提供低手續費、快速確認時間，非常適合開發 dApps[2] 。

儘管如此，它們也成為研究案例，一方面彰顯成功經歷，一方面揭示潛在集中的風險[3] 。

未來展望及考慮因素

隨著企業解決方案和去中心化金融(DeFi)需求日增，加快且高效能之共識演算法如DPos的重要角色愈發凸顯。開發者正努力完善治理模型，以提升真正去中心化程度，同時保持速度和安全保障。此外，也有融合不同協議元素的新型混合模型，例如結合拜占庭容錯(BFT)特性的方案，以克服純粹代理制度固有限制。

最終思考

委託权益证明透過股東表決結合代理验证方式，在提升可扩展性的同時降低能源消耗，相較傳統工作量证明方法更具環境友善。然而，要達到最佳程度之去中心化仍是一項長期挑戰，需要精心設計治理架構以及積極社群参与，以確保信任度伴随网络成长而不断增强。

參考資料

1. EOS 主网啟動公告 (2018年6月)。 連結
2. Tron 主网啟動公告 (2018年5月)。 連結
3. 關於DPos集中的批評分析 (2020年)。 連結