I. ПРЕДЫСТОРИЯ

Блокчейны в стиле Накамото, такие как Биткоин [1] и Эфириум [2], [3], сочетают правило выбора вилки с самой длинной цепочкой с головоломкой для майнинга с доказательством работы (PoW). Эти системы доказуемо безопасны с точки зрения безопасности и жизнеспособности, учитывая честное большинство майнеров [4]. В отличие от унаследованных Byzantine Fault Tolerant (BFT) алгоритмов консенсуса, участие в которых не требует разрешений и масштабируется. Эти свойства являются стандартом , по которому измеряются все новые протоколы консенсуса блокчейна . К сожалению, состояние безопасности, , получается при огромных затратах на электроэнергию. В совокупности майнеры Биткоина и Эфириума потребляют энергетический бюджет страны среднего размера, и эти цифры неуклонно растут по мере того, как в систему поступает все больше капитала. Это поднимает важный вопрос о том, могут ли криптовалюты получить широкое распространение , не подливая масла в огонь глобального потепления. Более того, хотя майнинг изначально задумывался как демократический и эгалитарный процесс, как бы one-GPU-one-vote, он быстро превратился в высоко коммерциализированное и централизованное предприятие. Сегодня участие в майнинге биткоинов предполагает one-ASIC-one-vote, предполагающий, что майнер имеет доступ к недорогому электричеству. Технология майнинга Ethereum стремилась обойти это, приняв технологию "one-GPU-one-vote", но она также оказалась восприимчивой к оборудованию специального назначения и по-прежнему имеет тенденцию концентрироваться в регионах с низкой стоимостью электроэнергии. Это поднимает еще один ключевой вопрос о том, действительно ли существующие криптовалюты децентрализованы, или мы просто заменили одну доверенную третью сторону (финансовые учреждения) другой (пулы майнинга). Эти проблемы послужили объединяющим призывом для разнообразной группы хакеров, исследователей и инженеров, которые стремились разработать устойчивый блокчейн, который соответствует Видение Накамото более демократического и децентрализованного будущего. Наиболее известным решением этой проблемы является proofof-stake (POS), в котором используется система виртуального майнинга , основанная на богатстве человека, в соответствии с "one-coin-one-vote". В то время как PoS явно решает проблему устойчивости, он не соответствует видению Накамото. Вместо этого он отражает разрешенную и плутократическую альтернативу, которая также демонстрирует сильные тенденции к централизации. Фактически, POS-системы служат для увеличения существующего неравенства в богатстве в криптовалютах, которое уже значительно превышает исторически высокие различия в глобальном распределении фиатного богатства, эффективно способствуя тому, чтобы богатые стали еще богаче. Вместо этого необходима система криптографического доказательства , основанная на базовом ресурсе, который уже широко распространен и который не подходит для специального назначенного оборудование. Например proof-of-capacity (PoC)1 , который заменяет майнинг с интенсивными вычислениями на интенсивное хранение данных, в соответствии с принципом "one-disk-one-vote". Консенсус на основе дисков кажется очевидным выбором, поскольку оборудование для хранения данных уже давно превратилось в товар, потребляет ничтожно мало электроэнергии и существует в изобилии на устройствах конечных пользователей. Как выясняется, реализация POC таким образом, чтобы она не превращалась обратно в PoW, не прибегая к разрешенной модели, весьма нетривиальна, о чем свидетельствует нехватка live цепей на сегодняшний день. Более того, все существующие проекты блокчейна PoC не решают критическую задачу проектирования механизмов, к которой мы обратимся далее.