De evolutie van Blockchain-consensusmechanismen

De evolutie van Blockchain-consensusmechanismen

Tijdstempel: 16 februari 2023 3:59 uur
De evolutie van Blockchain-consensusmechanismen PlatoBlockchain Data Intelligence. Verticaal zoeken. Ai.
  • Een van de belangrijkste componenten van een gedecentraliseerd systeem is het consensusmechanisme dat het blockchain-netwerk gebruikt om transacties te valideren
  • We zullen de verschillende soorten consensusmechanismen onderzoeken die worden gebruikt in cryptocurrencies en hun unieke kenmerken
  • Het populairste consensusmechanisme in crypto is momenteel Proof of Stake (PoS), op de voet gevolgd door Proof of Work (PoW).

Cryptocurrencies zijn al geruime tijd in opkomst. Hun populariteit blijft elke dag groeien. Een van de belangrijkste redenen hiervoor is het gedecentraliseerde karakter van cryptocurrencies. Decentralisatie maakt ze veiliger, transparanter en minder vatbaar voor censuur of controle door welke centrale autoriteit dan ook.

Een van de belangrijkste componenten van dit gedecentraliseerde systeem is het consensusmechanisme dat het blockchain-netwerk gebruikt om transacties te valideren. Hierdoor blijft de integriteit van het grootboek tussen knooppunten behouden. We zullen de verschillende soorten consensusmechanismen onderzoeken die worden gebruikt in cryptocurrencies en hun unieke kenmerken. Ook al zijn sommige van deze consensusmechanismen weinig bekend, het zal je verbazen dat populaire blockchains er gebruik van maken.

Bewijs van het Werk (PoW)

Proof of Work is het meest bekende en meest gebruikte consensusmechanisme in de blockchain-wereld. PoW werd voor het eerst geïntroduceerd door Satoshi Nakamoto, de maker van Bitcoin.  Litecoin en Bitcoin Cash behoren tot de populaire cryptocurrency-blockchains die Proof of Work gebruiken.

PoW werkt door van mijnwerkers te eisen dat ze complexe wiskundige problemen oplossen met behulp van rekenkracht. De eerste miner die het probleem oplost, mag een nieuw blok aan de keten toevoegen en ontvangt een beloning in de vorm van cryptocurrency. Het proces om deze wiskundige problemen op te lossen vergt veel energie en rekenkracht, waardoor het voor kwaadwillende actoren moeilijker wordt om de controle over het netwerk over te nemen.

PoW heeft echter enkele belangrijke nadelen. Ten eerste is het energie-intensief, wat kan resulteren in hoge transactiekosten en verhoogde CO51-uitstoot. Ten tweede kan het kwetsbaar zijn voor XNUMX% van de aanvallen, waarbij een aanvaller controle krijgt over het grootste deel van de rekenkracht van het netwerk, waardoor hij dubbel geld kan uitgeven en het grootboek kan manipuleren.

Lezen: Beleeft cryptomining een onomkeerbare ondergang?

Bewijs van het Staak (PoS)

Proof of Stake is een nieuwer consensusmechanisme dat tot doel heeft de problemen met het energieverbruik en de schaalbaarheid van PoW aan te pakken. PoS-systeemvalidators, ook wel bekend als stakers, worden geselecteerd om nieuwe blokken te valideren op basis van de hoeveelheid cryptocurrency die zij bezitten en op het netwerk hebben “ingezet”. Validators ontvangen transactiekosten in de vorm van cryptocurrency.

PoS vereist veel minder energie dan PoW omdat het niet afhankelijk is van miners die complexe wiskundige problemen oplossen. Proof of Stake is ook veel sneller, waardoor transacties in minder tijd worden verwerkt. PoS is echter gevoeliger voor centralisatie omdat het degenen beloont die al grote hoeveelheden cryptocurrency bezitten en nieuwe gebruikers kan ontmoedigen om zich bij het netwerk aan te sluiten. Cardano, Binance Smart Chain en Ethereum zijn voorbeelden van PoS-blockchains.

Gedelegeerd Bewijs van Inzet (DPoS)

Gedelegeerd Proof of Stake is vergelijkbaar met PoS, maar voegt een extra bestuurslaag toe. In een DPoS-systeem stemmen belanghebbenden om een ​​kleine groep afgevaardigden te kiezen die verantwoordelijk zijn voor het valideren van transacties en het toevoegen van nieuwe blokken aan de keten.

DPoS is zelfs sneller dan PoS omdat er minder validators zijn, en het zorgt voor meer schaalbaarheid naarmate het aantal transacties per seconde toeneemt. Net als PoS kan DPoS echter kwetsbaar zijn voor centralisatie, aangezien de afgevaardigden verantwoordelijk zijn voor het grootste deel van de validatie en besluitvorming op het netwerk. Tron is de meest populaire blockchain die DPoS gebruikt.

Bewijs van autoriteit (PoA)

Proof of Authority is een consensusmechanisme dat vertrouwt op vertrouwde validators om nieuwe blokken aan de keten toe te voegen. In een PoA-systeem zijn validators vertrouwde knooppunten die vooraf zijn goedgekeurd door het netwerk en waarvan de identiteit bekend is bij alle deelnemers. Validators handhaven de netwerkintegriteit. Zij zorgen ervoor dat er nieuwe transacties aan de keten worden toegevoegd.

PoA is veel sneller en minder energie-intensief dan PoW, waardoor het schaalbaarder en kosteneffectiever is voor kleinere netwerken. Het is echter ook meer gecentraliseerd, omdat de validators aanzienlijke macht en controle over het netwerk hebben. VeChain maakt gebruik van het PoA-consensusmechanisme.

Bewijs van verstreken tijd (PoET)

Bewijs van verstreken tijd is een consensusmechanisme dat een vertrouwde uitvoeringsomgeving gebruikt om willekeurig een validator te selecteren. In een PoET-systeem wacht elk knooppunt op het netwerk een willekeurige hoeveelheid tijd in de vertrouwde omgeving, en het knooppunt dat de kortste tijd wacht, wordt geselecteerd om de volgende te valideren.

Proof of Elapsed Time (PoET) is een consensusmechanisme dat willekeurig een validator selecteert met behulp van een vertrouwde uitvoeringsomgeving waarin elk knooppunt in het netwerk een willekeurige hoeveelheid tijd wacht. Eenmaal geselecteerd, voegt een knooppunt het nieuwe blok toe aan de keten en ontvangt het een beloning voor zijn werk. PoET is sneller en energiezuiniger dan PoW, schaalbaarder dan PoS en geschikt voor private blockchain-netwerken. PoET kan echter worden beperkt door de beschikbaarheid van de vertrouwde uitvoeringsomgeving en is kwetsbaar voor aanvallen van kwaadaardige knooppunten. Hyperledger zaagtand is een blockchain-platform ontwikkeld door het Hyperledger-project van de Linux Foundation. Het gebruikt PoET als consensusmechanisme.

Byzantijnse fouttolerantie (BFT)

Byzantine Fault Tolerance (BFT) is een consensusmechanisme dat knooppunten in een netwerk in staat stelt overeenstemming te bereiken over de toestand van de blockchain, zelfs in de aanwezigheid van kwaadaardige of defecte knooppunten. BFT vereist een supermeerderheid of een drempel van validators om het eens te worden over elke beslissing, wat ervoor zorgt dat er nog steeds consensus kan worden bereikt, zelfs als sommige validators kwaadaardig of gebrekkig zijn. BFT is zeer veerkrachtig en snel, waardoor het geschikt is voor bedrijfskritische toepassingen die betrouwbaarheid vereisen. BFT kan echter complex en arbeidsintensief zijn, en is mogelijk niet geschikt voor alle blockchain-toepassingen die een hoge mate van decentralisatie vereisen. Tendermint, Corda en Meta's mislukte Weegschaal zijn voorbeelden van blockchains die het BFT-consensusmechanisme gebruiken.

Praktische Byzantijnse fouttolerantie (pBFT)

Praktische Byzantijnse fouttolerantie (pBFT) is een verbeterde versie van het BFT-consensusmechanisme, ontworpen om de efficiëntie van consensus in grootschalige netwerken te verbeteren. pBFT vereist een tweederde meerderheid van de validatoren om tot overeenstemming te komen. pBFT gebruikt een roterend leiderschapsmodel om machtsconcentratie in één validator te voorkomen. pBFT is snel, efficiënt en wordt veel gebruikt in zakelijke blockchain-netwerken die een hoog niveau van beveiliging en betrouwbaarheid vereisen. PBFT is echter mogelijk minder geschikt voor openbare blockchain-netwerken die een hoge mate van decentralisatie vereisen. Hyperledger Fabric-blockchain netwerk maakt gebruik van het pBFT-mechanisme. quorum is een blockchain ontwikkeld door JP Morgan die gebruik maakt van Istanbul BFT (IBFT). IBFT is een pBFT-variant.

Federatieve Byzantijnse Overeenkomst (FBA)

Federated Byzantine Agreement (FBA) is een consensusmechanisme waarmee een groep vertrouwde knooppunten consensus kan bereiken over de staat van een blockchain. FBA-systeemknooppunten zijn georganiseerd in groepen of ‘quorums’ die hun eigen consensusproces hebben. Elk quorum kiest een set ‘validators’ die verantwoordelijk zijn voor het onderhoud van de blockchain. Om consensus te bereiken wisselen validators berichten uit met elkaar en met andere quorums. FBA maakt gebruik van een stemsysteem dat een supermeerderheid van validators vereist om overeenstemming te bereiken over een transactie. Pas dan wordt het toegevoegd aan de blockchain.

Toegestane blockchain-netwerken maken doorgaans gebruik van FBA-consensus. Deelnemers aan geautoriseerde netwerken zijn bekend en vertrouwd. Het biedt een snelle en efficiënte manier om consensus te bereiken en tegelijkertijd een hoge mate van veiligheid en betrouwbaarheid te garanderen. FBA is mogelijk minder geschikt voor openbare blockchain-netwerken die een hoge mate van decentralisatie vereisen. Het kan ook moeilijk zijn om consensus te bereiken met een beperkt aantal validatoren. Ripple en Stellar zijn twee zeer populaire blockchains die het FBA-consensusmechanisme gebruiken.

Gerichte Acyclische Grafiek (DAG)

Een Directed Acyclic Graph (DAG)-consensusmechanisme verschilt van traditionele blockchain-structuren doordat het een gerichte grafiek gebruikt om transacties te organiseren en te valideren. In een DAG-systeem wordt elke transactie geverifieerd aan de hand van eerdere transacties. Nieuwe transacties kunnen aan de grafiek worden toegevoegd zonder dat een gecentraliseerde entiteit deze hoeft te verifiëren.

DAG bevestigt sneller dan traditionele blockchain-systemen. Meerdere knooppunten in het netwerk valideren tegelijkertijd transacties. DAG kan echter te maken krijgen met schaalbaarheidsproblemen naarmate het aantal transacties in de grafiek groeit. Beveiliging kan ook een probleem zijn, omdat DAG geen enkele blockchain gebruikt om transacties te valideren. IOTA, Nano en Hedera Hashgraph blockchains gebruikten op DAG gebaseerde consensus.

Het populairste consensusmechanisme in cryptocurrencies is momenteel Proof of Stake (PoS), op de voet gevolgd door Proof of Work (PoW). PoS wint aan populariteit vanwege de energie-efficiëntie in vergelijking met PoW, waarvoor grote hoeveelheden rekenkracht nodig zijn. Veel nieuwe cryptocurrencies implementeren PoS. Ethereum, een van de grootste cryptocurrencies, is overgestapt van PoW naar PoS. PoW blijft echter populair onder de gevestigde orde. Bitcoin heeft een lange geschiedenis in het gebruik van PoW en heeft een groot netwerk van mijnwerkers die in het systeem hebben geïnvesteerd.

Lezen: Proof of Reserve redt de Afrikaanse crypto-industrie van nep-blockchainbedrijven

Tijdstempel:

Meer van Web 3 Afrika