Blockchain Technology är känt för att vara en av de mest störande teknikerna i dag som driver den fjärde industriella revolutionen. En blockkedja, utformad för att vara resistent mot modifiering av dess data, erbjuder säkerhets- och integritetsfördelar som uppskattas särskilt av banker, regeringar och teknoföretag.

Ett av sätten som Blockchain Technology tillhandahåller sådan säkerhet är genom Proof of Stake (PoS). POS Blockchain-protokoll förlitar sig på röstningsmekanismer för att nå konsensus om det aktuella tillståndet för data. Om en ökad majoritet av insatsnoder, även kallade validatorer, komma överens om ett föreslaget datablock, sedan läggs detta block till blockkedjan. Än, dessa protokoll förblir sårbara för fel orsakade av validerare som avstår antingen av misstag eller av uppsåt. Särskilt, samtidigt som man väljer utsättningsnoder proportionellt mot sin insats för att bilda blockskapande kommittéer, nuvarande PoS-protokoll garanterar inte att utvalda kommittéer kommer att skapa block. Detta bryter i sin tur mot den upplevda rättvisan i fördelningen av belöningar i proportion till insatsen för deltagande noder.

För att skydda mot sådana fel samtidigt som man behåller PoS-valet och belöningsfördelningsscheman, Singapore University of Technology and Design (SUTD) forskare studerade viktad röstning i valideringskommittéer. Först, de introducerade validatorernas röstningsprofiler – detta hjälper till att kvantifiera sannolikheten för att en validator kommer att avge en korrekt röst baserat på validerarens tidigare bidrag till protokollet. Sedan definierade de den matematiska ramen för att tillämpa optimala beslutsregler i utskottsomröstningen. Forskarna designade en generaliserad multiplikativ viktalgoritm för att uppdatera individuella validatorers profiler enligt deras röstbeteende, konsensusresultat och kollektiv blockchain-välfärd som illustreras i tabell 1.

Resultatet är ett tvåskiktsschema där val av noder och tilldelning av belöningar utförs av den underliggande PoS-mekanismen medan block avgörs av en viktad majoritetsregel. Detta schema förbättrar konsensus inom utvalda kommittéer genom att skala röster enligt validatorernas profiler utan att störa PoS-utförandet. Därav, det kan testas, implementerat och återställt med minimal kostnad för befintliga användare. Forskningsdokumentet diskuterade också potentiella frågor och begränsningar av viktad röstning i trustless, decentraliserade nätverk och relaterade resultaten till utformningen av nuvarande PoS-protokoll.