En blockchain er en desentralisert peer-to-peer nettverk som lagrer kun tillegg (legger til slutten av) data og verifiserer integriteten til den informasjonen over hele nettverket. Samlet validering av nøyaktigheten til disse dataene (når konsensus) er en av de definerende egenskapene til en blockchain.
Ideen om en blockchain går tilbake til i det minste på 1990-tallet. Den grunnleggende teorien var å kopiere data over et nettverk av datamaskiner ved hjelp av en type konsensus algoritme å avtale eventuelle data som skal legges til. Bruk deretter kryptografisk hasjkjetting å gjøre databasen tilnærmet uforanderlig.
For mer informasjon om blokkjeder og hashing, sjekk ut vår Blockchain-artikkel. Nedenfor vil vi imidlertid fokusere spesifikt på de forskjellige måtene som forskjellige typer blokkjeder oppnår enighet om data lagt til i deres sekvenser (kjeder) av data (blokker) gjennom disse emnene:
De viktigste forskjellene i de forskjellige blockchain-konsensusmekanismene handler om hvordan retten til å legge til data i blockchain fordeles mellom nettverksdeltakere, og hvordan disse dataene blir validert av nettverket som en nøyaktig konto for transaksjoner.
Settet med dataprosesser som løser disse problemene kalles konsensusalgoritmen, som, som antydet, er mekanismen som er ansvarlig for sikker oppdatering av datatilstanden over et gitt blockchain-nettverk.
Hver node (datamaskin) i nettverket verifiserer og behandler hver transaksjon uavhengig, og må derfor ha tilgang til databasens nåværende tilstand, modifikasjonen som er gitt av en gitt transaksjon og en digital signatur som viser at transaksjonen er opprinnelse og nøyaktighet. Spørsmålet er da hvordan alle nodene når konsensus (enighet) om dataene. Det største problemet som blokkjeder tar sikte på å løse, kalles “Byzantine Generals 'problem".
Dette problemet, som har eksistert lenger enn blockchain i seg selv, er i utgangspunktet dette: Hvordan holder du et nettverk av enheter som er fokusert på det samme målet i justering basert utelukkende på meldinger som sendes mellom dem, uten at informasjonen blir ødelagt av et ondsinnet aktør innen nettverket? For eksempel, hvis man prøver å sende kryptovaluta gjennom et nettverk, hvordan kan du være sikker på at transaksjonsdetaljene ikke har blitt tuklet med og endret av en ondsinnet node i nettverket?
Det er her en konsensusmekanisme kommer inn for å sikre at nettverket forblir synkronisert og at data ikke blir behandlet. Følgende er noen av løsningene forskjellige grupper har kommet med for å oppnå dette resultatet.
Bevis for arbeid er for tiden den mest populære konsensusmekanismen for blokkjeder. 'Beviset for arbeid' som navnet beskriver, er prosessen som blockchain-nettverket viser at en gruvearbeider nettverksnode (nettverksnoder som grupperer transaksjoner i blokker og validerer dem) har gjort det arbeidet som trengs for å opprette en gyldig blokk (gruppe av transaksjoner). Selv om det er vanskelig for noder å generere en gyldig blokk (det tar mye databehandlingskraft), er det ganske enkelt for nettverket å verifisere at en blokk er gyldig.
Dette gjøres alt gjennom det som kalles a hasjfunksjon, som skaper et unikt digitalt fingeravtrykk for et gitt stykke data. Siden hashes er veldig følsomme for endring, og til og med en liten modifisering vil resultere i en helt annen hash-utgang, kan hashes brukes til å validere og sikre blokkeringer.
For at en blokk skal bli bekreftet som gyldig, må gruvearbeidere lage to hashes: en hash av alle transaksjonene i blokken, og en hash som viser at de har brukt energien som trengs for å generere blokken ved å løse et spesielt kryptografisk puslespill med en pre- angitt nivå på vanskeligheter. Spesielt er puslespillet å finne et tall som når det kombineres med dataene i transaksjonene og sendes gjennom hasjalgoritmen, kommer opp med et tall innenfor et spesifisert område satt av kryptovalutaprogrammet.
Vanskeligheten med å løse puslespillet justeres automatisk i PoW-systemer for å skape en jevn tidsperiode for blokkeringer av transaksjoner som skal legges til blockchain og for å frigjøre nettverksavgifter og nyopprettede kryptokurrencybelønninger til gruvearbeidere.
En hash er en enveisfunksjon. Det kan ikke reverseres. På denne måten kan det bekreftes at hver blokk har krevd arbeid for å generere den. Hver blokk inneholder også hashen fra den forrige blokken, så når alle blokker er kombinert i blockchain, gjør det det praktisk talt umulig å endre dem, siden det ville kreve å gjøre om alt arbeidet som er gjort for å generere hver enkelt blokk i blockchain.
Oppsummert skaper en gruvearbeider en blokk med gyldige transaksjoner, og kjører deretter PoW-algoritmen på den for å finne en gyldig hash, og kjører mot alle andre gruvearbeidere for å løse puslespillet først. Når en gyldig blokk genereres gjennom en slik handling, blir blokken lagt til i blockchain, og gruvearbeideren mottar nettverksgebyrer samt nyopprettet kryptovaluta.
Det er forskjellige hashingalgoritmer som brukes for PoW-konsensusmekanismer, hvorav de vanligste er SHA-256 (f.eks Bitcoin) Og Scrypt (f.eks. Litecoin). Andre inkluderer SHA-3, Kryptonatt, Blake-256, Quark, scrypt-jane og hybridsystemer som bruker mer enn en hashing-funksjon.
Selv om PoW teoretisk er nesten umulig å hacke, siden det bruker ressurser i den fysiske verden for å sikre nettverket, er det også her en av de største kritikkene kommer fra: ressursen som brukes er strøm og mye av det.
Faktisk vitenskapsmagasin Hovedkort Vice, rapporterer at 1.6 amerikanske husstander kan drives av en dag av strømmen som brukes av en enkelt Bitcoin-transaksjon. Innen 2020 kan Bitcoin forbruke like mye strøm som hele landet Danmark. Og det er bare en kryptovaluta (om enn den mest populære).
Fra et effektivitets- og miljøperspektiv er dette ikke ideelt og vil være veldig vanskelig å skalere til vanlig bruk. Forverre saken, har datakraften og strømkostnadene som trengs for å holde seg konkurransedyktige i gruvedrift økt dramatisk over tid. Dette har gitt betydelig sentralisering i gruvedriftnettverk, da bare de største og mektigste organisasjonene virkelig kan konkurrere.
Noen få store selskaper og gruvebassenger dominerer nå de mest populære blokkjedene, noe som er i strid med det grunnleggende desentraliseringsprinsippet for blokkjeder.
Foruten den tvilsomme etikken i denne saken, fører sentralisering også til et potensielt sikkerhetsproblem som kalles et 51% -angrep. Dette er når en gruvearbeider, sannsynligvis et basseng eller et stort konglomerat, kontrollerer 51% av datakraften til et blockchain-nettverk. Hvis dette noen gang skulle skje, kunne de forstyrre hele nettverket ved å ugyldiggjøre reelle transaksjoner eller validere sine egne falske transaksjoner til å "dobbeltbruke" midler (ved å bruke de samme midlene mer enn en gang).
Heldigvis er disse problemene med PoW ikke uten potensielle løsninger.
PoS er basert på antagelsen om at når noder i nettverket er interessenter (det vil si når de eier valutaen til den gitte blockchain), vil de ha et insentiv til å forbli ærlige og godartede i driften av nettverksnoder.
PoS fungerer av gruvearbeidere som låser opp noen av deres egen kryptovaluta, slik at de ikke kan brukes på spesielle 'innsatte' kontoer. Noder som har stakes tokens kan da verifisere blokkeringer av transaksjoner akkurat som i PoW-systemer, men de kryptografiske beregningene som trengs for å verifisere blokker er mye enklere (og krever derfor mye mindre datakraft). I stedet for å bruke kompliserte oppgaver som gir fordeler til kraftigere datamaskiner som i PoW, er PoS-systemer strukturert slik at noder som har mer kryptovalutainnsats har større sjanse for å løse det kryptografiske puslespillet.
På denne måten, selv om PoS er mer effektiv enn PoW, løser det ikke helt problemet med sentralisering av gruvedrift, siden det logisk nok er risikoen at valutaen som brukes av slike systemer fortsatt vil konsentrere seg om færre og færre hender.
Et av de andre viktige problemene med PoS er problemet 'ingenting på spill', der gruvearbeidere ikke har noe å tape ved å stemme på flere blockchain-historier i tilfelle en gaffel (en blockchain delt i to). I tilfelle en gaffel er den mest lukrative strategien for en gruvearbeider å bryte i hver kjede, og dermed oppnå belønninger uavhengig av hvilken gaffel som gjenkjennes av nettverket.
Dette kan i teorien føre til at konsensus aldri blir nådd av nettverket, eller til doble utgifter hvor en angriper kan være i stand til å sende en transaksjon, og deretter starte en gaffel av blockchain fra en blokk bak transaksjonen og sende pengene til seg selv i stedet for hvor den ble sendt før. Dette er mer mulig i et PoS-system enn PoW siden kostnadene ved å jobbe på flere kjeder er mye lavere.
Et problem som PoS hjelper til med å redusere, er imidlertid 51% problemet. Selv om en gruvearbeider eide 51% av en kryptovaluta, ville det ikke være i deres interesse å angripe et system der de eide et flertall av aksjen. Dette tar selvfølgelig ikke hensyn til ondsinnede, godt finansierte aktører som kanskje bare ønsker å få ned et blockchain-nettverk for enhver pris.
Noen eksempler på blokkjeder som bruker denne konsensusmekanismen er NEO, Stellar og Cardano.
Med klassisk PoS er det lite sannsynlig at gruvearbeidere med liten saldo vil bryte en blokk, på samme måte som at PoW-gruvearbeidere med liten datakraft sannsynligvis ikke vil gruve en blokk. Ikke bare kunne dette sees på som mindre rettferdig, det kan også føre til et mindre sikkert nettverk, siden hvis små gruvearbeidere ble incentivert bedre, ville nettverket ha flere noder og dermed være sikrere.
LPoS stimulerer mindre kraftige noder ved å la dem leie kryptovaluta-saldoer til "staking nodes" som har mer innsatte tokens og som følgelig er mer sannsynlig å utvinne en gyldig blokk. Alle mynter leid ut til slike noder øker "vekten" av stakingnoden, noe som øker sjansene for å legge til en blokk i blockchain. Belønninger mottatt av staking noder deles deretter proporsjonalt mellom alle leietakere. Leietakere kan fremdeles flytte eller bruke tokens når som helst, og dermed "bryte leieavtalen" for å si det sånn.
På denne måten kan spørsmålet om sentralisering av gruvedrift og / eller monetær makt begrenses bedre ved å la alle noder ha potensial til å tjene gruvebelønninger.
Hovedeksemplet på et prosjekt som bruker denne typen konsensusalgoritme er Waves.
I DPoS bruker kryptovaluta-tokenholdere sine saldoer til å velge en liste over noder som vil være i stand til å stikke blokker for å legge til blockchain. Med den ennå ikke lanserte EOS-blockchain vil det for eksempel være 21 "blokkprodusentnoder" som blir valgt av nettverket.
Selv om dette løser noen problemer, for eksempel potensialet for at gafler kan skje (alle noder vil ikke bytte til en gaffel som ikke er ferdig med 15 av 21 produsentnoder), og skalerbarhetsproblemer som oppstår med PoW og PoS, en DPoS-blockchain er per definisjon mer sentralisert, og gir ikke tilgjengelige inngangspunkter for noen å bryte blokker og tjene belønninger.
Prosjekter som bruker denne typen konsensusmekanisme inkluderer Bitshares og EOS.
Blockchains trenger ikke å nøye seg med bare en type konsensusmekanisme. Den mest populære typen hybridkjede er PoW / PoS-hybrid, som vanligvis bruker en innledende PoW-konsensus på en begrenset måte, og deretter bruker PoS for å validere blokker lagt til blockchain. Bruk av PoS løser 51% angrepsproblemer mens du bruker mindre energi; PoW løser ingenting som står på spill, samtidig som det sikrer et nytt lag med blockchain-uforanderlighet.
Peercoin er en blockchain ved hjelp av denne hybridmetoden.
PoI ligner på PoS, men konsensusmekanismen tar også hensyn til andre faktorer for å gi noder en fordel i gruvedrift.
Med NEM, den første blockchain som implementerer PoI, blir noder for eksempel belønnet for produktiviteten i nettverket, som inkluderer balansen, samt antall og verdi av transaksjoner, blant annet 'omdømme' faktorer.
I denne konsensusmekanismen publiserer hver node en offentlig nøkkel. Transaksjoner som går gjennom noden signeres av noden og verifiseres, og når nok identiske svar er nådd i nettverket, oppnås enighet om at transaksjonen er gyldig. Denne enkle mekanismen krever ingen hashkraft og er spesielt nyttig for lagringssystemer.
PBFT har to potensielle problemer. Først må alle involverte parter bli enige om den nøyaktige listen over pålitelige deltakere. For det andre blir medlemskapet i et slikt avtalssystem vanligvis satt av en sentral myndighet. Selv om disse faktorene kanskje ikke gjør det egnet for en offentlig, desentralisert kryptokurrency, kan det være nyttig for andre ting som private digitale eiendomsplattformer.
PBFT er konsensusmekanismen som brukes av Hyperledger.
Før blockchains kom sammen, var det ingen praktisk måte å sikre at data i et distribuert nettverk (for eksempel en digitalvalutahovedbok) ville forbli sikre mot manipulering av ondsinnede eller kompromitterte noder. Med fødselen av Bitcoin og PoW satte en helt ny generasjon programmerere og ingeniører i gang med å løse dette problemet.
Mange konsensusmekanismer har dukket opp som et resultat, de fleste tilsier å løse det samme (bysantinske generalene) problemet. Siden blockchain fremdeles er et relativt nytt felt, er det uklart hvilke konsensusmekanismer som vil være mest nyttige og hvilke som vil falle i favør. Slik det ser ut nå, er forskjellige konsensusmekanismer en av de grunnleggende faktorene som skiller forskjellige kryptovalutaer.
Kilde: https://unhashed.com/cryptocurrency-coin-guides/blockchain-consensus-mechanisms/
- 2020
- 51% angrep
- adgang
- Logg inn
- Handling
- Fordel
- Avtale
- algoritme
- algoritmer
- Alle
- tillate
- blant
- rundt
- eiendel
- Biggest
- Bitcoin
- blockchain
- Cardano
- sjansene
- endring
- Mynter
- Felles
- Selskaper
- datamaskiner
- databehandling
- Konsensus
- forbruke
- Kostnader
- cryptocurrencies
- cryptocurrency
- valuta
- Gjeldende
- Nåværende situasjon
- dato
- Database
- dag
- desentralisering
- desentralisert
- digitalt
- Digital eiendel
- digital valuta
- Avbryte
- effektivitet
- elektrisitet
- energi
- miljømessige
- EOS
- etikk
- Event
- rettferdig
- Egenskaper
- avgifter
- Først
- Fokus
- gaffel
- funksjon
- finansierte
- midler
- Giving
- Gruppe
- hack
- hash
- hashing
- Hvordan
- HTTPS
- Hybrid
- Hyperledger
- Tanken
- Øke
- informasjon
- interesse
- involvert
- saker
- IT
- nøkkel
- stor
- føre
- Ledger
- Nivå
- Begrenset
- Liste
- Litecoin
- Mainstream
- Flertall
- Making
- Saker
- Miners
- Gruvedrift
- Mining Pools
- penger
- Mest populær
- flytte
- Nær
- NEM
- NEO
- nettverk
- nettverk
- noder
- drift
- Annen
- perspektiv
- Plattformer
- basseng
- pools
- Populær
- PoS
- PoW
- makt
- privat
- produsert
- produsent
- produktivitet
- program
- prosjekt
- bevis
- beviser
- offentlig
- offentlig Key
- område
- Rapporter
- ressurs
- Ressurser
- Belønninger
- Risiko
- skalerbarhet
- Skala
- Vitenskap
- sikkerhet
- sett
- Del
- delt
- Enkelt
- liten
- So
- Solutions
- LØSE
- bruke
- utgifter
- splittet
- stake
- staking
- Begynn
- Tilstand
- opphold
- Stellar
- lagring
- butikker
- Strategi
- Bytte om
- system
- Systemer
- tid
- token
- tokens
- toleranse
- temaer
- Transaksjonen
- Transaksjoner
- oss
- verdi
- Stemmegivning
- bølger
- Hva er
- HVEM
- Wikipedia
- innenfor
- Arbeid
- virker
- verden