Proof of Authority (PoA) is een consensusmechanisme waarbij een kleine groep vooraf goedgekeurde, identiteitsgeverifieerde validators het exclusieve recht krijgt om blokken te produceren en transacties te valideren op een blockchainnetwerk. In tegenstelling tot Bewijs van het werk In tegenstelling tot Proof of Awareness (dat gebaseerd is op rekenkracht) of Proof of Stake (dat gebaseerd is op economische inzet), ontleent PoA zijn veiligheid aan de reputatie en identiteit van zijn validators – hun identiteit in de echte wereld en professionele status dienen als onderpand.
PoA werd voor het eerst voorgesteld door Gavin Wood, medeoprichter van EthereumDit is een praktisch alternatief voor netwerken waar maximale decentralisatie minder belangrijk is dan prestaties, betrouwbaarheid en de verantwoordelijkheid van bekende validators. Het belangrijkste inzicht is dat wanneer validators bekende entiteiten zijn wiens reputatie op het spel staat, het systeem een hoge doorvoer en lage latentie kan bereiken zonder de overhead van mining- of stakingcompetities.
Dit consensusmodel wordt vooral toegepast in bedrijfsblockchains, testnetwerken en hybride netwerken waar de deelnemers bekend en gedeeltelijk vertrouwd zijn. VeChain, verschillende huidige en voormalige Ethereum-testnetwerken en private consortiumblockchains hebben PoA gebruikt. BNB Chain's Proof of Staked Authority (PoSA) is een populaire hybride die het op identiteit gebaseerde vertrouwen van PoA combineert met de op staking gebaseerde verkiezingen van DPoS.
Oorsprong en geschiedenis
2014: Vroege private blockchain-implementaties (zoals Hyperledger en R3 Corda) gebruiken op vertrouwen gebaseerde consensus zonder dit formeel zo te benoemen.
2015: In november publiceert Gavin Wood een GitHub-document met de titel "PoA Private Chains", waarin hij voor het eerst het concept van identiteitsgebaseerde consensus voor niet-openbare Ethereum-netwerken uiteenzet – het vroegst bekende formele voorstel voor wat later Proof of Authority zou worden.
2017: Na een denial-of-service-aanval op het Ropsten-testnet in februari formaliseert en implementeert de Ethereum-ontwikkelaarsgemeenschap Proof-of-Authority (PoA) op grote schaal. Het Kovan-testnet wordt gelanceerd met behulp van de Aura-engine (ingebouwd in Parity) en wordt daarmee een van de eerste publieke Ethereum-testnets die PoA gebruikt. Voor veel ontwikkelaars vervangt het het voor spam kwetsbare Ropsten. EIP-225 ("Clique: Proof-of-Authority Consensus Protocol") wordt dit jaar ook voorgesteld, waardoor PoA een formele specificatie krijgt binnen Geth (Go-Ethereum).
2018: VeChain lanceert zijn mainnet met PoA, gebruikmakend van 101 autorisatiemasternodes die worden beheerd door bekende bedrijven en instellingen.
2019: Het Görli-testnet wordt in januari gelanceerd met PoA (Clique engine) en wordt daarmee het eerste cross-client testnet van Ethereum – wat betekent dat het werkt op alle belangrijke Ethereum-clients in plaats van gebonden te zijn aan één enkele implementatie.
2020: BNB Smart Chain lanceert met Proof of Staked Authority (PoSA), een combinatie van PoA- en DPoS-elementen, en wordt daarmee het meest gebruikte PoA-netwerk qua transactievolume.
2021: Palm Network lanceert met PoA voor NFT-applicaties, ondersteund door ConsenSys en met bekende validatornodes. Het Sepolia-testnet wordt dit jaar ook gelanceerd, aanvankelijk als een kleiner, permissioned testnet bedoeld voor applicatieontwikkelaars.
2022: VeChain introduceert PoA 2.0 met finaliteitsgadgets en op commissies gebaseerde blokproductie, waarmee de beperkingen van het oorspronkelijke PoA-ontwerp worden aangepakt.
2023: In september wordt het Holesky-testnet gelanceerd (een proof-of-stake-netwerk, geen PoA-netwerk) om de rol van Görli over te nemen in het testen van staking- en validatorinfrastructuur. In november kondigt de Ethereum Foundation de geplande uitfasering van Görli aan na de Dencun-upgrade, en moedigt ontwikkelaars aan om over te stappen naar Sepolia (voor applicatietesten) of Holesky (voor staking- en infrastructuurtesten).
2024: Görli wordt tussen januari en april grotendeels buiten gebruik gesteld, waarna Sepolia zich vestigt als het belangrijkste aanbevolen testnet voor ontwikkelaars van Ethereum-applicaties. Doordat Sepolia op PoA is gebaseerd, wordt de rol van PoA als de ruggengraat van de testinfrastructuur van Ethereum verder uitgebreid.
2025: Holesky zelf wordt in september uitgefaseerd en vervangen door Hoodi (gelanceerd in maart) als het nieuwere proof-of-stake testnet voor validator- en protocoltesten. Dit illustreert dat de testnetinfrastructuur van Ethereum (PoA en andere) zich voortdurend blijft ontwikkelen, in tegenstelling tot de stabielere rol van PoA in enterprise blockchains zoals VeChain.
Zie PoA als een notarissysteem. Alleen bevoegde en geverifieerde notarissen (validators) kunnen documenten (blokken) bekrachtigen. Hun beroepslicentie en reputatie staan op het spel, dus ze zijn gemotiveerd om eerlijk te handelen.
Het is als een besloten club met een streng toegangsbeleid. Je kunt er niet zomaar binnenlopen – mensen die toegang willen, moeten een identiteitscontrole doorstaan en aan bepaalde criteria voldoen. Eenmaal binnen verlopen de procedures snel en ordelijk, omdat iedereen bekend is en verantwoording aflegt.
Stel je een raad van bestuur van een bedrijf voor. Een kleine groep aangewezen personen (validators) neemt beslissingen (produceert blokken) voor de organisatie (het netwerk). Ze zijn gekozen op basis van hun kwalificaties en kunnen worden ontslagen bij wangedrag.
Het is vergelijkbaar met hoe een consortium van banken interbancaire overboekingen verwerkt. De deelnemende banken (validators) zijn bekende entiteiten met een reputatie in de praktijk. Ze hoeven niet te concurreren of hun vermogen aan te tonen – hun identiteit zorgt voor het vertrouwen.
Denk aan een buurtwacht met geregistreerde vrijwilligers. Alleen geïdentificeerde en gecontroleerde leden kunnen incidenten melden (de buurt valideren). Hun echte namen en adressen staan geregistreerd, dus ze zijn verantwoordelijk voor valse meldingen.
Belangrijk: PoA is inherent gecentraliseerd – het is gebaseerd op het vertrouwen in een kleine groep bekende entiteiten. Dit maakt het ongeschikt voor toepassingen die censuurresistentie of vertrouwensloosheid vereisen. PoA is het meest geschikt voor bedrijfsapplicaties, testnetwerken en omgevingen waar deelnemers bekend en gereguleerd zijn.
Belangrijkste technische kenmerken
Selectie en identiteit van de validator
Validators moeten een identiteitsverificatieproces doorlopen – hun werkelijke identiteit is bekend en geregistreerd.
Selectiecriteria omvatten doorgaans professionele reputatie, technische bekwaamheid en de positie van de organisatie.
Het aantal validators is vastgesteld of verandert alleen via een governanceproces (niet door deelname aan de open markt).
De identiteit van een validator dient als reputatieonderpand – wangedrag schaadt hun professionele reputatie.
Consensusmotoren
In het Ethereum-ecosysteem zijn twee belangrijke Proof-of-Ahead-engines gebruikt:
Aura (Autoriteitsronde):
Historisch gezien gebruikt in het Kovan-testnet en op Parity gebaseerde blockchains.
Validators produceren om de beurt blokken in een vaste, roulerende volgorde.
De bloktijd is deterministisch en configureerbaar (bijvoorbeeld 4 seconden).
Eenvoudig en voorspelbaar, maar kwetsbaar voor censuur door één enkele beoordelaar tijdens hun beurt.
Kliek:
Formeel gespecificeerd in EIP-225, gebruikt in Görli, Sepolia en vele private Ethereum-netwerken.
Validators ondertekenen blokken volgens een gewogen round-robin-patroon.
Dit omvat zowel in-turn als out-of-turn ondertekening – de aangewezen validator voor elk blok krijgt prioriteit, maar anderen kunnen ondertekenen als de primaire validator niet beschikbaar is.
Het is ingebouwd in Geth (Go-Ethereum), waardoor het een van de meest gebruikte Proof-of-Aside-engines in de geschiedenis is.
Productieproces van bouwblokken
Een vooraf gedefinieerde set validators is geregistreerd in het genesisblok van het netwerk.
Validators krijgen blokkenproductieslots toegewezen volgens een round-robin- of gewogen schema.
De aangewezen validator voor elk slot creëert een blok, ondertekent het met zijn privésleutel en verzendt het.
Andere validators controleren de handtekening aan de hand van de bekende set validators.
Als de aangewezen validator offline is, produceert de eerstvolgende in aanmerking komende validator het blok na een time-out.
Blokken worden geaccepteerd indien ondertekend door een bevoegde instantie – mining of staking is niet vereist.
VeChain PoA 2.0
Het verbeterde PoA-mechanisme van VeChain voegt verschillende innovaties toe:
Op commissies gebaseerde blokproductie: een willekeurig geselecteerde commissie van gezaghebbende knooppunten valideert elk blok.
Definitiviteitsmechanisme: Blokken bereiken finaliteit via een BFT-achtig stemproces tussen commissieleden.
Passieve blokdefinitiviteit: Bevestigde blokken kunnen niet worden teruggedraaid, waardoor het risico op reorganisaties van de blockchain wordt geëlimineerd.
Actieve en passieve autoriteitsknooppunten: Sommige knooppunten produceren actief blokken, terwijl andere de definitieve blokken verifiëren en erover stemmen.
Voordelen nadelen
Voordelen
Nadelen
Extreem hoge doorvoer – Doordat er geen concurrentie is tussen mining- en stakingbedrijven, is een hoge transactiedoorvoer mogelijk, hoewel de exacte cijfers per implementatie sterk kunnen variëren.
Gecentraliseerd – Een kleine groep bekende entiteiten beheert het netwerk.
Vrijwel onmiddellijke definitieve bevestiging – Blokken worden binnen enkele seconden bevestigd, met een verminderd risico op reorganisatie afhankelijk van de implementatie.
Niet bestand tegen censuur – Validators kunnen samenspannen om transacties te censureren.
Voorspelbare bloktijden – Round-robin-planning genereert blokken met regelmatige tussenpozen.
Vereist vertrouwen – Gebruikers moeten erop kunnen vertrouwen dat de beoordelaars eerlijk zullen handelen.
Minimale hardwarevereisten – Validators hebben geen gespecialiseerde miningapparatuur nodig.
Beperkte publieke participatie – Gebruikers kunnen zonder toestemming geen validator worden.
Energiezuinig – Geen ingewikkelde rekenpuzzels of competitieve weddenschappen.
Risico van een enkelvoudig faalpunt – Het compromitteren van een klein aantal validators kan het hele netwerk in gevaar brengen.
Eenvoudige implementatie – Minder complexe onderdelen dan PoW of PoS
Regulerende concentratie – Overheden kunnen bekende validators onder druk zetten om te voldoen aan censuurbevelen.
Op identiteit gebaseerde verantwoording – Validators zijn bekend en kunnen wettelijk aansprakelijk worden gesteld.
Reputatieonderpand is subjectief – Pure PoA kent geen meetbaar economisch verlies (in tegenstelling tot hybride systemen zoals PoSA, die staking/slashing omvatten).
Uitstekend geschikt voor bedrijven – Bekende validatoren voldoen aan de wettelijke en compliance-eisen.
Niet geschikt voor openbare, niet-toestemmingsvrije toepassingen – druist in tegen het vertrouwensloze principe van blockchain.
RISICO BEHEER
Netwerk veiligheid
Beveiliging van validatorsleutels: PoA-netwerken zijn slechts zo veilig als de privésleutels van hun validators – compromittering van een meerderheid van de sleutels betekent volledige controle over het netwerk.
Diversiteit onder validators: Zorg ervoor dat validators gebruikmaken van verschillende hardware, software, hostingproviders en geografische locaties om correlatie tussen fouten te voorkomen.
Monitoring en waarschuwingen: Implementeer realtime monitoring voor de uptime van validators, de productiesnelheid van blokken en afwijkend gedrag.
Sleutelrotatie: Wissel regelmatig de validatorsleutels en implementeer multi-signature-schema's voor sleutelbeheer.
Bestuursrisico's
Beheer van validators: Voorkom dat één enkele entiteit te veel validator-slots beheert door middel van governance-regels en regelmatige audits.
Transparante selectie: Documenteer en publiceer de selectiecriteria voor beoordelaars en houd openbare verantwoordingsrapporten bij.
Noodprocedures: Definieer duidelijke procedures voor het verwijderen van gecompromitteerde of kwaadwillige validators.
Belangenconflict: Houd situaties in de gaten waarin validatieorganisaties tegenstrijdige zakelijke belangen hebben.
Overwegingen met betrekking tot regelgeving
Naleving van regelgeving: Bekende validatoridentiteiten maken PoA-netwerken onderworpen aan regelgevende jurisdictie – plan voor nalevingsvereisten.
Gegevensbescherming: een evenwicht vinden tussen transparantievereisten en gegevensbeschermingsvoorschriften (AVG, enz.).
Grensoverschrijdende kwesties: Validators in verschillende rechtsgebieden kunnen te maken krijgen met tegenstrijdige regelgeving.
Censuurverplichtingen: Houd er rekening mee dat overheden bepaalde validators kunnen verplichten om specifieke transacties te censureren.
Culturele relevantie
PoA neemt een polariserende positie in binnen de blockchaingemeenschap:
Blockchain-puristen beschouwen PoA als fundamenteel gebrekkig omdat het decentralisatie en vertrouwensloosheid opoffert – een veelgehoorde kritiek plaatst PoA-ketens functioneel dichter bij gedistribueerde databases dan bij 'echte' blockchains.
Voorstanders van blockchain in het bedrijfsleven beschouwen PoA als een pragmatische oplossing die de voordelen van blockchain (onveranderlijkheid, transparantie, controleerbaarheid) biedt zonder onnodige overhead.
De term 'permissioned blockchain' wordt vaak door elkaar gebruikt met 'PoA-ketens', hoewel het technisch gezien verschillende concepten zijn.
De langdurige rol van PoA in Ethereum-testnetwerken (historisch gezien Kovan, daarvoor Görli, momenteel Sepolia) betekent dat vrijwel elke Ethereum-ontwikkelaar PoA indirect heeft gebruikt.
Het succes van BNB Chain (dat gebruikmaakt van PoA-geïnspireerd PoSA) heeft een deel van de kritiek verzacht, omdat gebruikers lage kosten en snelle transacties belangrijker vinden dan pure decentralisatie. Tegelijkertijd krijgt het platform echter ook kritiek vanwege de concentratie van validators.
Voorbeelden uit de echte wereld
1. VeChain-verificatie van de toeleveringsketen (2018-heden)
Scenario: VeChain gebruikt PoA om de verificatie van de toeleveringsketen mogelijk te maken voor bedrijven in diverse sectoren, waaronder detailhandel, automotive en certificerings-/inspectiediensten.
Implementatie: 101 gezaghebbende masternodes, beheerd door gecontroleerde organisaties (bedrijven, universiteiten, overheidsinstanties), valideren transacties. Producten worden voorzien van NFC-chips of QR-codes die gebeurtenissen in de toeleveringsketen vastleggen op de blockchain. Het PoA-mechanisme is bedoeld om snelle en betrouwbare transactieverwerking te bieden voor grote hoeveelheden data in de toeleveringsketen.
Resultaat: VeChain heeft een grote hoeveelheid data vastgelegd voor toepassingen op het gebied van voedselveiligheid, authenticatie van luxe goederen en duurzaamheidsrapportage. Het PoA-model biedt de doorvoer en betrouwbaarheid die bedrijfsmatige supply chain-activiteiten vereisen, terwijl de controleerbaarheid van blockchain gewaarborgd blijft.
2. Ethereum-testnetten (Kovan, Görli, Sepolia)
Scenario: Ethereum had behoefte aan betrouwbare testomgevingen waar ontwikkelaars slimme contracten konden implementeren en testen zonder dat er daadwerkelijk waarde op het spel stond.
Implementatie: PoA-testnetwerken gebruiken een bekende set validators (doorgaans Ethereum-clientteams en infrastructuurproviders) om betrouwbaar blokken te produceren. Ontwikkelaars ontvangen gratis test-ETH via faucets en kunnen contracten implementeren, interacties testen en de omstandigheden op het mainnet simuleren. Nadat eerdere testnetwerken (Kovan, daarna Görli) werden uitgefaseerd, werd Sepolia het standaard PoA-testnetwerk voor applicatieontwikkelaars, terwijl afzonderlijke niet-PoA-testnetwerken (Holesky, daarna Hoodi) het staken en testen op protocolniveau overnamen.
Resultaat: PoA-testnetwerken zijn van fundamenteel belang geweest voor de ontwikkeling van Ethereum. De overgrote meerderheid van DeFi-protocollen, NFT-platformen en dApps wordt getest op PoA-netwerken voordat ze op het mainnet worden geïmplementeerd. Deze netwerken worden gewaardeerd om hun betrouwbaarheid en snelheid in vergelijking met eerdere proof-of-work-testnetwerken.
3. BNB Chain (Proof of Staked Authority) (2020-heden)
Scenario: Binance wilde een krachtig platform voor slimme contracten creëren dat een goedkoper alternatief voor Ethereum kon bieden.
Implementatie: BNB Chain maakt gebruik van een beperkt aantal validators die geselecteerd worden via een combinatie van BNB-staking en governance. Het Proof-of-Sales-mechanisme produceert snel blokken met transactiekosten die doorgaans ruim onder de $1 liggen. Validators worden voornamelijk beheerd door Binance en haar ecosysteempartners.
Resultaat: BNB Chain is uitgegroeid tot een van de grootste DeFi-ecosystemen qua TVL (Total Value Locked), met talloze dApps zoals PancakeSwap en Venus, en diverse gamingprojecten. Ondanks de aanhoudende zorgen over centralisatie, hebben de prestaties en lage kosten een aanzienlijke gebruikersgroei teweeggebracht, met name in opkomende markten.
4. Palm Network voor NFT's (2021-heden)
Scenario: Palm Network is ontwikkeld als een PoA-sidechain die specifiek is geoptimaliseerd voor het aanmaken en verhandelen van NFT's, en wordt ondersteund door ConsenSys.
Implementatie: Een kleine groep bekende validators beheert het Palm Network, waardoor gaszuinige NFT-transacties mogelijk zijn. Het netwerk beschikt over een Ethereum-brug voor de overdraagbaarheid van activa en is ontworpen om veel energiezuiniger te zijn dan het oorspronkelijke proof-of-work-model van Ethereum.
Resultaat: Palm bood een platform voor opmerkelijke NFT-projecten en samenwerkingen met kunstenaars en culturele instellingen. Het PoA-model toonde aan dat een bekende, efficiënte consensusvorm geschikt is voor toepassingen in de creatieve industrie, waar transactiekosten en (destijds) milieuoverwegingen prioriteit hadden.
Vergelijkingstabel
Kenmerk
Bewijs van autoriteit
Bewijs van inzet
Bewijs van het werk
DPO's
Vertrouwensmodel
Identiteit/reputatie
Economisch belang
Computationeel werk
Gedelegeerd belang
Validatoren
Vooraf goedgekeurd, identiteit geverifieerd
Elke speler kan deelnemen (onder voorbehoud van minimuminzetten)
Elke mijnwerker
Gekozen afgevaardigden
beslistheid
Vrijwel direct tot snel
Variabel (seconden tot minuten)
Probabilistisch (doorgaans een uur of langer voor hoge betrouwbaarheid)
Vrijwel direct tot snel
Decentralisatie
Heel laag
Gemiddeld hoog
Hoge
Laag-gemiddeld
Energieverbruik
minimaal
Laag
Zeer hoog
Heel laag
Primair gebruiksgeval
Bedrijfsnetwerken, testnetwerken
Openbare blockchains
Bitcoin, beveiligingsgerichte blockchains
Hoogwaardige kettingen
Barrière voor validatie
Goedkeuring/identiteit
Kapitaalbelang
Mijnbouw hardware
Stemmen van de gemeenschap
Gerelateerde termen
Consensusmechanisme – De bredere categorie die PoA, PoS, PoW en andere overeenkomstprotocollen omvat.
Bewijs van het Staak (PoS) – Een consensusmechanisme dat economische belangen in plaats van identiteit gebruikt voor validatie.
Bewijs van het Werk (PoW) – Het oorspronkelijke blockchain-consensusmechanisme dat gebruikmaakt van computationele concurrentie
Validator – Knooppunten die verantwoordelijk zijn voor de blokproductie in PoA-, PoS- en DPoS-systemen
VeChain – Een prominent openbaar blockchainplatform dat Proof of Authorization (PoA) gebruikt voor oplossingen voor de toeleveringsketen van bedrijven.
BNB Chain – Een belangrijke blockchain die gebruikmaakt van Proof of Staked Authority (PoA) als drijfveer.
Testnet – Ontwikkelingsnetwerken die PoA veelvuldig hebben gebruikt voor betrouwbaarheid
Enterprise Blockchain – Private/consortium blockchains waar PoA een gemeenschappelijke consensusbenadering is.
Decentralisatie – De belangrijkste afweging die PoA-netwerken maken voor prestaties.
FAQ
V: Is Proof of Authority werkelijk een blockchain-consensusmechanisme? A: Ja, maar met een paar kanttekeningen. PoA bereikt consensus tussen een bekende groep validators door middel van op identiteit gebaseerd vertrouwen in plaats van cryptografische concurrentie of economische prikkels. Critici beweren dat het meer lijkt op een traditionele gedistribueerde database, terwijl voorstanders opmerken dat het nog steeds blockchain-eigenschappen biedt, zoals onveranderlijkheid, transparantie en cryptografische verificatie.
V: Hoe worden PoA-validators geselecteerd? A: De selectie van validators verschilt per netwerk, maar omvat doorgaans identiteitsverificatie, beoordeling van de technische mogelijkheden en soms een stemming over de governance. In grote ketens zijn validators vaak consortiumleden of gecontroleerde organisaties. Het proces is over het algemeen niet openbaar – je kunt je niet zomaar inkopen zoals bij PoS.
V: Kunnen PoA-validators transacties censureren? A: Ja, dit is een van de belangrijkste beperkingen van PoA. Omdat validators bekende entiteiten zijn met een klein aantal leden, kunnen ze samenwerken om specifieke transacties of adressen te censureren. Daarom wordt PoA niet aanbevolen voor toepassingen die censuurresistentie vereisen en wordt het voornamelijk gebruikt in bedrijfs- en testomgevingen.
V: Is BNB Chain een PoA-blockchain? A: BNB Chain maakt gebruik van Proof of Staked Authority (PoSA), een hybride van PoA en DPoS. Validators moeten BNB staken en goedgekeurd worden via governance. Hoewel het de kenmerken van PoA behoudt (bekende validators, hoge prestaties, beperkte set validators), voegt de stakingcomponent een economische stimulans toe die niet aanwezig is in pure PoA.
V: Waarom gebruiken Ethereum-testnetwerken PoA? A: Proof-of-Aside (PoA) heeft historisch gezien de voorkeur genoten voor testnetwerken voor applicatietesten, omdat het zorgt voor betrouwbare en snelle blokproductie zonder dat er daadwerkelijk economische waarde op het spel hoeft te staan. Eerdere proof-of-work-testnetwerken zoals Ropsten waren kwetsbaar voor spam-aanvallen, terwijl PoA ervoor zorgt dat alleen bekende validators blokken produceren, waardoor de testomgeving stabiel blijft. Merk op dat de staking-/protocoltestnetwerken van Ethereum (voorheen Holesky, nu Hoodi) gebruikmaken van proof-of-stake in plaats van PoA, omdat ze specifiek bedoeld zijn om het daadwerkelijke consensusmechanisme van het mainnet te weerspiegelen.
V: Kunnen PoA-netwerken opschalen naar miljoenen gebruikers? A: Ja, wat betreft transactieverwerking. PoA-netwerken zoals VeChain en BNB Chain verwerken dagelijks grote volumes transacties. Het knelpunt voor schaalbaarheid in PoA is over het algemeen niet de doorvoer, maar de afweging met betrekking tot centralisatie – naarmate het aantal gebruikers groeit, wordt de afhankelijkheid van het netwerk van een kleine groep validators een steeds grotere zorg op het gebied van vertrouwen.
