Большинство блокчейнов используют проверенные временем алгоритмы консенсуса Proof-of-Work и Proof-of-Stake, но есть и альтернативные варианты, которые уже внедряют многие сети. Криптовалютные эксперты считают, что именно альтернативные механизмы консенсуса помогут решить существующие проблемы блокчейнов, как минимум, проблему снижения производительности сети при увеличении на нее нагрузки. 
 

Proof-of-Authority (PoA) — один из таких алгоритмов консенсуса. Его в 2017 году предложит Гэвин Вуд, сооснователь Ethereum. Возростающая необходимость отойти от энергозатратного PoW и обнаружение некоторых проблем, в первую очередь масштабируемости в PoS, подвели ученого к идее нового механизма консенсуса — PoA. Также, по его словам, этот алгоритм может оказаться очень эффективным решением для закрытых частных сетей.

PoA: что это такое и как это работает

Как мы уже сказали, Proof-of-Authority — это механизм консенсуса основанный на репутации, который наиболее подходит для частных блокчейнов, их еще называют сетями с правом доступа / с разрешением.

Блокчейны бывают публичными и частными. В обоих случаях все строится на одной базовой технологии, а различаются они только с точки зрения доступа. К публичному блокчейну в качестве майнера/валидатора может присоединиться любой желающий, имеющий соответствующее оборудование, а к частному — нет. 

Это закрытая сеть, поэтому все узлы должны быть идентифицированы, а пользоваться блокчейном можно только получив право доступа. Такие сети часто используются в компаниях, которым необходимо создать надежную базу данных.

Чтобы стать участником сети на PoA, не требуется покупать мощное вычислительное оборудование, как в блокчейнах на PoW, в сетях на Proof-of-Authority нужна репутация. 

В частных блокчейнах на PoA нет майнинга или стейкинга. Новый блок добавляется в цепочку после того, как большинство авторизированных узлов их подпишет.  

Для того чтобы стать авторизированной нодой, нужно в первую очередь подтвердить свою безупречную репутацию, а также выполнить определенные условия и таким образом доказать свое желание долгосрочно работать во благо блокчейна. 

Условия могут выставляться какие-угодно: конкретное территориальное расположение, связи с компанией, которая использует блокчейн на PoA и т. д.

Личность каждого нового кандидата на валидатора (в сетях на PoA их еще называют модераторами сети) полностью верифицируется, проверяется и утверждается центральным органом. А значит, ни о какой децентрализации в подобных сетях речь не идет. Однако именно такая модель блокчейна отлично подходит многим компаниям. 
 

У каждой ноды сети на Proof-of-Authority есть идентификатор, который отображает ее репутацию. Чем репутация выше — тем больше шансов стать валидатором.
 

• Модераторами сети являются конкретные пользователи, которые подтвердили свою личность.
   
• Для того чтобы стать модератором, нужно не только подтвердить свои полномочия, но и внести определенную сумму на развитие блокчейна, а также доказать свою профпригодность и возможность развернуть производительную ноду.
   
• Все действия валидаторов фиксируются в системе репутации.
   
• Валидаторов выбирают, поэтому все они должны соответствовать единому стандарту, существующему в сети.

Требования к узлам достаточно высокие, поэтому их число ограничено. Плюс такого подхода состоит в том, что это решает проблему масштабируемости, минус — такая организация сети очень далека от одного из основополагающих принципов блокчейна — децентрализации. Именно поэтому этот алгоритм эффективен для частных сетей или сетей с высоким уровнем централизации. 

К примеру, Proof-of-Authority доказал свою высокую эффективность в логистике и планировании цепочек поставок. Также этот алгоритм является базой платформы Microsoft Azure (ПО для частных блокчейнов, которые не используют внутренние токены и в которых не требуется майнинг).

Главные достоинства алгоритма PoA

• Упрощение процесса валидации. Для организации эффективной работы сети на Proof-of-Authority необходимо ограниченное количество валидаторов. Кроме того, в сетях на PoA нет майнинга и стейкинга, то есть не нужны серьезные  вычислительные мощности, дорогостоящее оборудование и большие затраты на электроэнергию.
   
• Энергоэффективность. По сравнению с другими алгоритмами консенсуса это блокчейн-решение менее энергозатратно.
   
• Снижение риска атак на блокчейн. Модераторы сети тщательно проверяются на стадии получения полномочий, являются надежными, поэтому атаки на сеть с их стороны практически исключены.
   
• Высокая скорость сети. В блокчейнах на PoA новый блок создается около пяти секунд.

Основные недостатки Proof-of-Authority

• Централизованность сети. Ограниченное количество верифицированных модераторов, доверие к которым основано на их репутации, а также отсутствие майнинга/стейкинга — не вариант для большинства криптовалют. Но для частных, корпоративных блокчейнов — это очень хорошая модель.
   
• Отсутствие анонимности. Личности модераторов сети всем известны. Это удерживает их от злоупотреблений своим положением, но и делает объектом для хакерских атак мошенников.
   
• Вероятность злоупотребления полномочиями. Репутация может и не удержать модератора сети от мошеннических действий, он может пожертвовать ей и нанести вред системе, все зависит от размера вознаграждения за такие действия.   

Где целесообразно использовать PoA

Блокчейн развивается с каждым днем, и все большее число компаний осознает, какие преимущества может дать им эта технология.

Proof-of-Authority — отличное решение для тех отраслей, где ценится безопасность и конфиденциальность, важна идентификация и определение ролей, а также требуется оперативное проведение транзакций. 

К примеру, в сфере управления цепочками поставок можно применить PoA с назначением модераторов сети от логистических компаний, финансовых организаций, поставщиков. Каждая структурная единица может иметь свои разрешения и уровень прозрачности. Это позволит оптимизировать бизнес-процессы от отслеживания складских запасов до выставления счетов.
 

Proof-of-Authority также можно использовать в сайдчейнах и тестовых сетях для создания контролируемой среды и проведения тестов системы перед запуском основного блокчейна.

Заключение

Алгоритм консенсуса Proof-of-Authority не обладает преимуществами классического блокчейна, такими как децентрализация, анонимность, неизменность. Но вместо этого он предлагает высокую производительность, низкие комиссии, существенный уровень правовой защищенности, что для частных сетей имеет большое значение.
 

PoA идеально подходит тем компаниям, которые, с одной стороны, хотят пользоваться преимуществами блокчейн-технологии, а с другой — сохранить привычную иерархию и организацию своих систем.