Hvad er konsensus?
En konsensusprotokol er en blockchain-mekanisme, der sikrer synkronisering mellem noderne og etablerer en aftale om de transaktioner og blokke, der skal betragtes som legitime og dermed tilføjes til blockchain. Disse er fejltolerante metoder til at opretholde en enkelt tilstand af netværket og harmonisere alle de distribuerede noder.
Formålet med at have en konsensusmekanisme er at validere og autentificere transaktionerne og dermed sikre, at blockchain-netværkets integritet forbliver intakt. En konsensus er en aftale om, hvad der er acceptabelt, og hvad der ikke er! før du opretter en uforanderlig hovedbog og tilføjer den til netværkets blokke. En konsensus kan gives af enhver eller alle de noder på netværket, der har optjent rettighederne til at validere en transaktion (eller en blokering). Disse noder kaldes validatorer eller minearbejdere eller verifikatorer baseret på den terminologi, der passer til netværket og konsensusprotokollen, der er i brug. Denne blog diskuterer behovet for en konsensusmekanisme og belyser analysen og processen med at konkludere på den passende konsensusprotokol for et blockchain-netværk.
Hvorfor er der behov for en konsensusmekanisme?
Den 4. iteration af den industrielle revolution transformerer den moderne industri fra en blot digitaliseret version af det, der var manuel for et par årtier siden, til et effektivt automatiseret, sikkert og robust decentraliseret cyber-fysisk system. I dag er målet at introducere bedre teknologiske værktøjer, der er i stand til at muliggøre et tillidsløst og tilladelsesløst netværk af produkter og tjenester, som er mere effektive og bedre udviklet til Web3.0 og andre nye teknologier.
De er implementeret for at sikre en enkelt tilstand af netværket, og at alle noder er forbundet til det korrekte netværk. En konsensusmekanisme er den enkelte kontrollerende identitet, der sikrer sikkerheden og ægtheden af den decentraliserede hovedbog, en blockchain danner. Blokke af transaktioner føjes først til den eksisterende blockchain efter at være blevet autentificeret og valideret af den mekanisme, der er specifik for blockchain, for at blive enige om transaktionens rigtighed. En konsensus er obligatorisk for at udvide kæden ved at tilføje blokke, hvor hver blok er en samling af transaktioner. Det er væksten i kæden, der holder netværket funktionelt. Konsensusmekanismen sikrer, at transaktionerne forbliver tilgængelige, og at systemet forbliver gennemsigtigt. Konsensusalgoritmer eliminerer tredjepartsformidlere for at sikre korrektheden af transaktioner. Da konsensus opnår en global status for transaktioner i kæden, kan alle noder/peers stole på hinanden. Dette inducerer fejltolerance i netværket.
I en blockchain styres den distribuerede hovedbog på en decentral måde. I nogle kæder tager flere uafhængige noder ansvaret for at vedligeholde blockchain, mens konsensus i andre er mere af automatiseret karakter, og noderne er kun ansvarlige for at indsende eller foreslå transaktionerne. Det er på grund af en konsensusmekanisme, at brugeroplevelsen forbedres gennem den aftalte sandhed blandt de interessenter, der står for de heterogene netværksknuder og komponenter.
Valg af en konsensusmekanisme
Udviklingen af blockchain-teknologi er blevet ledsaget af en kongruent udvikling og innovation i konsensusmekanismer. Konsensusprotokollen kan have mange mål som at opretholde sikkerhed, samarbejde, lige noderettigheder, blockchain-styring, en vis procentdel af nodedeltagelse osv. Disse konsensusmål danner præmisserne for at granske enhver blok og validere den til at blive tilføjet til kæden for at nå den næste stabile, pålidelige og sikre tilstand i netværket.
For at konkludere på enhver konsensusmekanisme er det vigtigt at forstå prioriteterne og rammerne for blockchain. Sammen med dette er der behov for at forstå den nødvendige arkitektur, underliggende funktionalitet og de primære komponenter involveret i konsensusmekanismen. Derefter kan der konkluderes en konsensusmetodologi, der passer til blockchain. Nedenfor er nogle af de vigtigste egenskaber, der er redegjort for, mens man evaluerer en konsensusmekanisme, der skal anvendes på en blockchain.
Analyse af konsensusalgoritmer for applikationerne
● Blockchain Type
Baseret på egenskaberne for applikationen eller systemet, der anvender blockchain, er mængden af kontrol og tilgængelighed af blockchain kategoriseret i privat, offentlig eller konsortium. Konsensusmekanismen skal opretholde den samme, samtidig med at sikkerheden og integriteten af blockchain sikres.
● Decentral styring
Et netværk, der styres af spillere fordelt på tværs af netværket, sikrer for det første, at blockchain ikke ender med at blive centralt styret, hvilket resulterer i monopolistisk styring drevet af en lille del af brugernes interesser, og for det andet sikrer, at alle beslutninger, der træffes gennem en distribueret konsensus, er rettet mod et fælles mål om at gavne blockchain og bevare dens sikkerhed og integritet.
● Skalerbarhed og angreb
Enhver blockchain skal være skalerbar. En konsensus som PoW, der kræver høj regnekraft, gør det umuligt at skalere frit. Blockchains, der sigter mod at blive vedtaget globalt, skal uden fejl være skalerbare, og konsensusmekanismerne som PoT og ELASTICO er udtænkt til at hjælpe det samme.
Skalerbarhed kommer med afvejningen for, at blockchain bliver mere modtagelig for angreb, og derfor bør blockchain-styringen og konsensus vælges omhyggeligt for at sikre høj sikkerhed.
● Modstands tolerancemodel
Intet netværk kan være immunt over for fejl. Hver blockchain er på samme måde modtagelig for to hovedtyper af fejl - crash og byzantinsk, diskuteret yderligere. Beskyttelse af blockchain mod ondsindede operationer bør være indlejret i styringen og konsensusmodellen for blockchain. Konsensusmekanismen skal sikre, at robustheden af blockchain opretholdes gennem angreb og sårbarheder.
En konsensusmekanisme, der kan hjælpe blockchain med at undgå sådanne angreb og endda komme sig problemfrit, hvis nogen af disse opstår, er en anden foranstaltning, der hjælper med at konkludere, hvorfor en bestemt konsensusmekanisme måske eller måske ikke er egnet til blockchain.
● Ydelsesparametre
Digitalisering og globalisering har eskaleret antallet af transaktioner, der finder sted på tværs af enhver branche. Gennem årene har blockchains også udviklet sig fra få transaktioner om dagen til at behandle komplette blokke på få sekunder. Derfor ville en brugssag, der kræver transaktionsbehandling og -afslutning i realtid, også kræve en sådan konsensusmekanisme. En sådan konsensusmekanisme kræver uafbrudt tilgængelighed af validatorknudepunkter.
Båndbredde, latens og gennemløb er de væsentlige parametre, der skal overvåges, der gør en blockchain pålidelig. En blockchain skal opretholde høj gennemløb og lave latensværdier. Den skal understøtte en båndbredde, der er i stand til at håndtere den mængde trafik, den har til hensigt at tiltrække. Mekanismer som DPoS, PoET og Tendermint understøtter høj skalerbarhed og gennemløb.
● Kommunikationsmodellens kompleksitet
Baseret på responstiden skal en konsensusprotokol kunne imødekomme kommunikationskrav. Uanset om det er synkront (lav responstid) eller asynkront (høj responstid), er det applikationen, der bestemmer, hvilken form for kommunikation og hvilken konsensusprotokol der vil være bedst egnet til den specifikke brugssag.
At samle konsensus fra flere, distribuerede noder er en kedelig opgave. Fra at foreslå en blok, der skal tilføjes til kæden, til det punkt, hvor den tilføjes, og alle noder er ankommet til den opdaterede tilstand af blockchain, er rejsen hverken glat eller forudsigelig. En konsensusmekanisme, der anerkender og styrer det samme, er af stor betydning for blockchains med en høj mængde transaktioner og dermed valideringsklare blokke.
● Kvorumsstruktur
For at et distribueret system kan håndhæve ensartet drift, er der et minimumsantal eller en procentdel af noder, der skal give samtykke, for at en blok kan betragtes som gyldig og tilføjet til kæden. En konsensusalgoritme med en kvorumstruktur, der gennemtvinger decentralisering og distribution af konsensus, er at foretrække for enhver blockchain.
● Energikrav
En stor bekymring globalt er energikravene og emissionsraterne i konsensus. I dag er de fleste applikationer og brugere skeptiske og tilbøjelige til at vælge en konsensusmekanisme, der har en lav indvirkning på den allerede faldende miljøkvalitet.
På nuværende tidspunkt betragtes den største og ældste blockchain, der kører på PoW, der kræver ekstreme niveauer af computerkraft, som den mest miljøfjendtlige, og fokus er skiftet mod bedre mekanismer som PoS, PoB og PoC.
● Minedrift og konsensuskategori
Baseret på størrelsen af netværket kan konsensusprotokoller konkluderes. Et netværk med et stort antal distribuerede noder favoriserer bevisbaseret konsensus, mens et mindre netværk foretrækker stemmeadfærdsbaserede konsensusmekanismer. Dette er dog ret rudimentært. Mere vigtigt er, hvilken modus-operandi en konsensusmekanisme anvender. Konsensusmekanismer er bredt kategoriseret som nedenfor:
- Bevisbaseret : Dem, der afhænger af beviset fra validatorer baseret på parametre som computerkraft, brændingskapacitet, rigdom, hukommelse osv.
- Kapacitetsbaseret : Disse er beregnet til at reducere energikravene, men lider af en iboende fejl med hensyn til modtagelighed for centralisering baseret på den pågældende kapacitet.
- Afstemning baseret : En minearbejder vælges ved afstemning til at foreslå, generere og begå en blokering. Mellemvalgsproblemet med centralisering er i vid udstrækning løst. Derudover varetages de bevisbaserede krav også af vælgerne. Denne mekanisme kan dog indirekte lide af:
a). Crash Fejl: Overbelastning af den valgte node med opgaven med validering og ingen backup-mekanisme i tilfælde af en fejl i den valgte valideringsende.
b). Byzantinsk fejl: Dette er en subtil fejl, hvor en illusionær fordeling af konsensus menes at være der, selvom konsensus kan være centraliseret inden for nogle få noder.
● Endelig konsensus
Der er to hovedkategorier af endelige transaktioner - absolut og sandsynlighed. Probabilistisk konsensus kan få transaktioner rullet tilbage, som ikke kan forpligtes senere i samme blok og derfor vil blive gengenereret og genvalideret til at blive forpligtet til en blok. Her er responstid en faktor, der påvirker bestemmelsen af konsensusmekanismen, uanset om den er sandsynlig eller absolut. I dag giver kun ripple og DBFT absolut endelighed. Det primære mål med en konsensus er at opretholde en autentisk global tilstand af blockchain, eliminere en eller flere knudepunkters egeninteresser og have et dedikeret mål om at opretholde databeskyttelse. En blockchain skal altid forblive i en tilstand, som hver enkelt knude er enige om, dvs. i en evig tilstand af ubestridelig integritet.
● Angreb
Global tilgængelighed og gennemsigtighed gør blockchains meget modtagelige for trusler. En konsensusmekanisme, der beskæftiger sig med finansiel handel, bør hjælpe brugerne med at mindske risiciene, samtidig med at aktivkontrollen holdes i ejerens hænder. Opnåelsen af en global stat i kæden og dens opretholdelse inducerer tillid blandt noderne og jævnaldrende.
Afhængigt af kategorien af sikkerhedsangreb, en blockchain er modtagelig for, kan konsensusmekanismer bruges til at tilføje et lag af sikkerhed over blockchain. RAFT, PoB og PoA er nogle få protokoller, der står stærkt mod DDos-angreb, mens PoT og Ripple er robuste, når det kommer til Sybil-angreb.
Der er et par flere overvejelser, der skal tages, før en konsensusmekanisme er færdiggjort, de kan omfatte implementeringstilgangen, tokenisering og algoritmens styrke.
Ingen parameter påvirker på egen hånd valget af en bestemt konsensusmekanisme. Kombinationen af disse parametre påvirker, hvordan en konsensusmekanisme fungerer i forskellige applikationer udviklet over den pågældende blockchain.
Hybrid konsensus
Uden at gå på kompromis med de unikke egenskaber ved konsensusmekanismer som skalerbarhed, sikkerhed, decentralisering og tilladelsesfri hurtig drift kan konsensusmekanismer kombineres for at danne en passende konsensus for en bestemt brugssag. Formålet med hybridisering er at få det bedste fra begge verdener, offentlig og privat blockchain. Sammenlægningen ledes af foreneligheden af den ansattes individuelle konsensus. Resultatet her er en hybrid blockchain, der oplever strengere synlighedsbegrænsninger fra eksterne netværk og mere smidig intern behandling.
Hybridiseringen anvendes muligvis ikke på selve blockchainen, men på et andet lag over blockchainen, det funktionelle lag, hvor de fleste applikationer er implementeret. Selvom her tilføjes det andet lag af undersøgelse og funktionalitet, reducerer det byrden på den primære blockchain. Dette må ikke sammenlignes med en dobbelt konsensusmekanisme, som anvendes af Solana, Solana har en konsensus, hvor blokke er pipelinet baseret på PoH, mens valideringen sker gennem PoS. Det er en uafhængig blockchain, der anvender to samtykkemekanismer på to forskellige tidspunkter.
Migrering til en anden konsensusmekanisme
Ethereum har skabt en masse røre ved at migrere til PoS fra PoW. Dette er ikke en glat proces. Oven i indsatsen og kapaciteten er overgangsfasen plaget af enorm sårbarhed og kræver derfor yderligere indsats for at beskytte mod Sybil og andre angreb. Ethereum har selv gjort det i faser, da når først en blockchain er funktionel og også en offentlig, er der ingen standsning af de transaktioner, der sker omkring og generering af blokke. Migration på Ethereum er blevet udført i faser, og indtil skrivelsen er denne PoW parallel funktionel med PoS. Mekanismen og overvejelserne om migration er uden for rammerne af denne blog, selvom Ethereum har eksemplificeret, at det er både muligt og komplekst på samme tid.
Konsensus' fremtid
Fremtiden for digitalisering er centreret omkring blockchain, og derfor er konsensusmekanismer under lup. Hver ny blockchain forsøger at overgå, hvad der allerede er blevet gjort. Solana bragte et helt nyt sæt protokoller som havniveau og skybrud ind for at udfordre de fremherskende blockchains. Det drage fordel af det og nåede konkurrencemæssig popularitet på ingen tid. Målet er dog ikke en enkelt blockchain eller kun den bedste konsensusmekanisme. Målet er at nå et niveau af samarbejde, hvor individuelle blockchains kan fungere, og valuta eller enhver digital transaktion er mulig uden grænserne for underliggende arkitektur eller blockchain eller den styrende konsensusmekanisme. Metaverse, det ultimative enkelt digitale rum er langt før individuelle blockchains er sømløst integrerbare for at danne en synergisk alliance.
Leder du efter hjælp her?
Få kontakt med vores ekspert for
en detaljeret diskussionn
Stillingen Decentraliserede konsensusmekanismer dukkede først på PrimaFelicitas.
Stillingen Decentraliserede konsensusmekanismer dukkede først på PrimaFelicitas.
- Coinsmart. Europas bedste Bitcoin og Crypto Exchange.
- Platoblokkæde. Web3 Metaverse Intelligence. Viden forstærket. FRI ADGANG.
- CryptoHawk. Altcoin radar. Gratis prøveversion.
- Kilde: https://www.primafelicitas.com/Insights/decentralized-consensus-mechanisms/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=decentralized-consensus-mechanisms
- a
- absolutte
- tilgængelighed
- tilgængelig
- imødekomme
- Konto
- tværs
- tilføjet
- Yderligere
- mod
- Aftale
- algoritme
- algoritmer
- Alle
- Alliance
- allerede
- Skønt
- altid
- blandt
- beløb
- analyse
- En anden
- dukkede
- Anvendelse
- applikationer
- tilgang
- arkitektur
- omkring
- aktiv
- Autentisk
- autentificeret
- ægthed
- Automatiseret
- tilgængelighed
- backup
- blive
- før
- være
- jf. nedenstående
- gavner det dig
- BEDSTE
- Bedre
- Beyond
- Største
- Bloker
- blockchain
- Blockchain teknologi
- blockchains
- Blog
- stand
- Kapacitet
- hvilken
- tilfælde
- Boligtype
- centraliseret
- vis
- kæde
- udfordre
- Vælg
- valgt
- Cloud
- samling
- kombination
- kombineret
- begå
- engageret
- Fælles
- Kommunikation
- Kommunikation
- sammenlignet
- kompatibilitet
- konkurrencedygtig
- fuldføre
- komplekse
- komponenter
- at gå på kompromis
- Compute
- computing
- computerkraft
- indgået
- tilsluttet
- Konsensus
- samtykke
- overvejelse
- overvejelser
- konsekvent
- kontrol
- samarbejde
- Crash
- oprettet
- Oprettelse af
- Valuta
- data
- dag
- DDoS
- beskæftiger
- decentralisering
- decentral
- afgørelser
- dedikeret
- indsat
- detaljeret
- beslutsomhed
- udviklet
- DID
- forskellige
- digital
- digitalisering
- distribueret
- Distribueret Ledger
- fordeling
- drevet
- hver
- effektiv
- effektivt
- indsats
- eliminere
- indlejret
- smergel
- emission
- beskæftiger
- muliggør
- energi
- sikring
- Miljø
- miljømæssige
- væsentlig
- indfører
- etc.
- ethereum
- evolution
- eksisterende
- erfaring
- Oplevelser
- ekspert
- udvide
- ekstrem
- Manglende
- favoriserer
- finansielle
- Fornavn
- fejl
- Fokus
- formular
- formularer
- Framework
- fra
- funktion
- funktionel
- funktionalitet
- yderligere
- fremtiden
- generere
- generation
- Global
- globalisering
- Globalt
- mål
- Mål
- regeringsførelse
- stor
- Vækst
- Håndtering
- have
- hjælpe
- hjælper
- link.
- Høj
- stærkt
- Hvordan
- HTTPS
- kæmpe
- Hybrid
- Identity
- uforanderlige
- KIMOs Succeshistorier
- implementering
- implementeret
- betydning
- vigtigt
- umuligt
- omfatter
- uafhængig
- indirekte
- individuel
- industrielle
- Industrielle revolution
- industrien
- iboende
- Innovation
- integritet
- hensigt
- interesse
- interesser
- formidlere
- involverede
- IT
- selv
- rejse
- holde
- stor
- lag
- Ledger
- Niveau
- niveauer
- lavet
- vedligeholde
- vedligeholdelse
- større
- lave
- lykkedes
- obligatorisk
- måde
- manuel
- måle
- mekanisme
- Hukommelse
- metaverse
- metoder
- Metode
- måske
- minearbejder
- minearbejdere
- minimum
- Mining
- model
- mere
- mest
- flere
- Natur
- Ingen
- netværk
- net
- næste
- noder
- nummer
- målsætninger
- drift
- Produktion
- Andet
- ejer
- deltagelse
- særlig
- procentdel
- ydeevne
- fase
- plaget
- spillere
- PoC
- Punkt
- popularitet
- PoS
- mulig
- POW
- magt
- præsentere
- primære
- Beskyttelse af personlige oplysninger
- private
- Problem
- behandle
- forarbejdning
- Produkter
- bevis
- egenskaber
- foreslå
- beskytte
- protokol
- protokoller
- give
- offentlige
- formål
- kvalitet
- Hurtig
- priser
- nå
- realtid
- Recover
- reducere
- pålidelig
- forblive
- resterne
- gør
- påkrævet
- Krav
- Kræver
- svar
- ansvar
- ansvarlige
- restriktioner
- resulterer
- Ripple
- risici
- robusthed
- kører
- samme
- Skalerbarhed
- skalerbar
- Scale
- HAV
- problemfrit
- sekunder
- sikker
- sikkerhed
- valg
- Tjenester
- sæt
- Tilsvarende
- enkelt
- Størrelse
- lille
- Solana
- nogle
- Space
- specifikke
- stå
- Tilstand
- Stir
- styrke
- stærk
- support
- SWIFT
- systemet
- Teknologier
- Teknologier
- terminologi
- tredjepart
- trusler
- Gennem
- kapacitet
- tid
- gange
- i dag
- tokenization
- tolerance
- værktøjer
- top
- mod
- handle
- Trafik
- transaktion
- Transaktioner
- overgang
- Gennemsigtighed
- gennemsigtig
- Stol
- ultimativ
- under
- forstå
- enestående
- brug
- brugere
- valideret
- validering
- forskellige
- udgave
- synlighed
- bind
- Afstemningen
- Sårbarheder
- sårbarhed
- Rigdom
- Web3
- Web3.0
- Hvad
- Hvad er
- hvorvidt
- mens
- inden for
- uden
- Verdens
- ville
- skrivning
- år