Blockchain-technologie staat bekend als een van de belangrijkste disruptieve technologieën van vandaag die de drijvende kracht zijn achter de vierde industriële revolutie. Een blockchain, ontworpen om bestand te zijn tegen de wijziging van zijn gegevens, biedt beveiligings- en privacyvoordelen die vooral door banken worden gewaardeerd, overheden en techno-ondernemingen.

Een van de manieren waarop Blockchain-technologie dergelijke beveiliging biedt, is door middel van Proof of Stake (PoS). POS Blockchain-protocollen zijn afhankelijk van stemmechanismen om consensus te bereiken over de huidige staat van gegevens. Als een verbeterde meerderheid van uitzetknooppunten, ook wel validators genoemd, overeenstemming bereiken over een voorgesteld gegevensblok, dan wordt dit blok toegevoegd aan de blockchain. Nog, deze protocollen blijven kwetsbaar voor fouten die worden veroorzaakt door validators die zich per ongeluk of kwaadwillig onthouden. Vooral, terwijl ze uitzetknooppunten selecteren in verhouding tot hun inzet om blokcreërende commissies te vormen, huidige PoS-protocollen garanderen niet dat geselecteerde commissies blokken zullen creëren. Dit schendt op zijn beurt de waargenomen eerlijkheid bij de verdeling van beloningen in verhouding tot de inzet van deelnemende knooppunten.

Om te beschermen tegen dergelijke fouten met behoud van de PoS-selectie- en beloningstoewijzingsschema's, Onderzoekers van de Singapore University of Technology and Design (SUTD) bestudeerden gewogen stemmen in validatorcommissies. Eerst, ze introduceerden de stemprofielen van validators - dit helpt om de kans te kwantificeren dat een validator een juiste stem zal uitbrengen op basis van de eerdere bijdragen van de validator tot nu toe aan het protocol. Vervolgens definieerden ze het wiskundige kader om optimale beslissingsregels toe te passen bij stemmingen in commissies. De onderzoekers ontwierpen een gegeneraliseerd algoritme voor multiplicatieve gewichten om de profielen van individuele validators bij te werken op basis van hun stemgedrag. consensusresultaat en collectieve blockchain-welvaart zoals geïllustreerd in tabel 1.

Het resultaat is een tweelagig schema waarin de selectie van knooppunten en de toewijzing van beloningen worden uitgevoerd door het onderliggende PoS-mechanisme, terwijl blokken worden beslist door een gewogen meerderheidsregel. Dit schema verbetert de consensus binnen geselecteerde commissies door stemmen te schalen volgens de profielen van validators zonder de PoS-uitvoering te verstoren. Vandaar, het kan worden getest, geïmplementeerd en teruggezet met minimale kosten voor bestaande gebruikers. De onderzoekspaper besprak ook mogelijke problemen en beperkingen van gewogen stemmen in betrouwbare, gedecentraliseerde netwerken en relateerde de resultaten aan het ontwerp van huidige PoS-protocollen.