Utviklingen av Blockchain Consensus Mechanisms

Utviklingen av Blockchain Consensus Mechanisms

Tidsstempel: 16. februar 2023 3:59
Utviklingen av Blockchain Consensus Mechanisms PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.
  • En av de viktigste komponentene i et desentralisert system er konsensusmekanismen som blokkjedenettverket bruker for å validere transaksjoner
  • Vi vil utforske de forskjellige typene konsensusmekanismer som brukes i kryptovalutaer og deres unike egenskaper
  • Den mest populære konsensusmekanismen i krypto er for tiden Proof of Stake (PoS), tett fulgt av Proof of Work (PoW)

Kryptovalutaer har vært på vei oppover ganske lenge. Deres popularitet fortsetter å vokse for hver dag som går. En av hovedårsakene til dette er kryptovalutaenes desentraliserte natur. Desentralisering gjør dem sikrere, transparente og mindre utsatt for sensur eller kontroll fra sentral myndighet.

En av de viktigste komponentene i dette desentraliserte systemet er konsensusmekanismen som blokkjedenettverket bruker for å validere transaksjoner. Dette opprettholder integriteten til hovedboken mellom noder. Vi vil utforske de forskjellige typene konsensusmekanismer som brukes i kryptovalutaer og deres unike egenskaper. Selv om noen av disse konsensusmekanismene er lite kjente, vil du bli overrasket over å finne at populære blokkjeder bruker dem.

Bevis for arbeid (PoW)

Proof of Work er den mest kjente og mest brukte konsensusmekanismen i blockchain-verdenen. PoW ble først introdusert av Satoshi Nakamoto, skaperen av Bitcoin.  Litecoin og Bitcoin Cash er blant de populære kryptovalutablokkjedene som bruker Proof of Work.

PoW fungerer ved å kreve at gruvearbeidere løser komplekse matematiske problemer ved hjelp av beregningskraft. Den første gruvearbeideren som løser problemet får legge til en ny blokk i kjeden og mottar en belønning i form av kryptovaluta. Prosessen med å løse disse matematiske problemene krever mye energi og datakraft, noe som gjør det vanskeligere for ondsinnede aktører å ta kontroll over nettverket.

Imidlertid har PoW noen betydelige ulemper. For det første er det energikrevende, noe som kan gi høye transaksjonsgebyrer og økte karbonutslipp. For det andre kan det være sårbart for 51 % angrep, der en angriper får kontroll over mesteparten av nettverkets beregningskraft, slik at de kan dobbeltbruke og manipulere hovedboken.

Les: Erfarer kryptogruvedrift en irreversibel undergang?

Bevis for innsats (PoS)

Proof of Stake er en nyere konsensusmekanisme som tar sikte på å adressere energiforbruket og skalerbarhetsproblemene til PoW. PoS-systemvalidatorer, også kjent som stakers, er valgt for å validere nye blokker basert på mengden kryptovaluta de eier og har "satset" på nettverket. Validatorer mottar transaksjonsgebyrer i form av kryptovaluta.

PoS krever mye mindre energi enn PoW fordi det ikke er avhengig av gruvearbeidere som løser komplekse matematiske problemer. Proof of Stake er også mye raskere, og behandler transaksjoner på kortere tid. Imidlertid er PoS mer utsatt for sentralisering fordi det belønner de som allerede eier store mengder kryptovaluta og kan fraråde nye brukere å bli med i nettverket. Cardano, Binance Smart Chain og Ethereum er eksempler på PoS-blokkkjeder.

Delegert Proof of Stake (DPoS)

Delegert bevis på innsats ligner på PoS, men det legger til et ekstra lag med styring. I et DPoS-system stemmer interessenter for å velge en liten gruppe delegater som er ansvarlige for å validere transaksjoner og legge til nye blokker i kjeden.

DPoS er enda raskere enn PoS siden det er færre validatorer, og det gir mulighet for mer skalerbarhet ettersom antall transaksjoner per sekund øker. I likhet med PoS kan DPoS imidlertid være sårbart for sentralisering siden delegatene er ansvarlige for det meste av valideringen og beslutningsprosessen på nettverket. Tron er den mest populære blokkjeden som bruker DPoS.

Autoritetsbevis (PoA)

Proof of Authority er en konsensusmekanisme som er avhengig av pålitelige validatorer for å legge til nye blokker i kjeden. I et PoA-system er validatorer klarerte noder som er forhåndsgodkjent av nettverket og hvis identitet er kjent for alle deltakere. Validatorer opprettholder nettverkets integritet. De sørger for at nye transaksjoner legges til kjeden.

PoA er mye raskere og mindre energikrevende enn PoW, noe som gjør det mer skalerbart og kostnadseffektivt for mindre nettverk. Det er imidlertid også mer sentralisert, ettersom validatorene har betydelig makt og kontroll over nettverket. VeChain bruker PoA-konsensusmekanismen.

Proof of Elapsed Time (PoET)

Proof of Elapsed Time er en konsensusmekanisme som bruker et pålitelig utførelsesmiljø til å velge en validator tilfeldig. I et PoET-system venter hver node på nettverket en tilfeldig tid i det pålitelige miljøet, og noden som venter kortest tid velges for å validere neste

Proof of Elapsed Time (PoET) er en konsensusmekanisme som tilfeldig velger en validator ved hjelp av et pålitelig utførelsesmiljø der hver node på nettverket venter en tilfeldig tid. Når den er valgt, legger en node den nye blokken til kjeden og mottar en belønning for arbeidet sitt. PoET er raskere og mer energieffektiv enn PoW, mer skalerbar enn PoS, og egnet for private blokkjedenettverk. PoET kan imidlertid begrenses av tilgjengeligheten til det pålitelige utførelsesmiljøet og er sårbart for angrep fra ondsinnede noder. Hyperledger sagtann er en blokkjedeplattform utviklet av Linux Foundations Hyperledger-prosjekt. Den bruker PoET som sin konsensusmekanisme.

Bysantinsk feiltoleranse (BFT)

Bysantinsk feiltoleranse (BFT) er en konsensusmekanisme som gjør det mulig for noder på et nettverk å komme til enighet om tilstanden til blokkjeden, selv i nærvær av ondsinnede eller defekte noder. BFT krever et superflertall eller en terskel av validatorer for å bli enige om hver beslutning, noe som sikrer at konsensus fortsatt kan oppnås selv om noen validatorer er ondsinnede eller feilaktige. BFT er svært spenstig og rask, noe som gjør den egnet for virksomhetskritiske applikasjoner som krever pålitelighet. Imidlertid kan BFT være komplekst og ressurskrevende, og er kanskje ikke egnet for alle blokkjedeapplikasjoner som krever høye nivåer av desentralisering. Tendermint, Corda og Metas mislykkede Libra er eksempler på blokkjeder som bruker BFT-konsensusmekanisme.

Praktisk bysantinsk feiltoleranse (pBFT)

Praktisk bysantinsk feiltoleranse (pBFT) er en forbedret versjon av BFT-konsensusmekanismen, designet for å forbedre effektiviteten til konsensus i storskala nettverk. pBFT krever et to tredjedels flertall av validatorer for å komme til enighet. pBFT bruker en roterende lederskapsmodell for å forhindre konsentrasjon av makt i en enkelt validator. pBFT er raskt, effektivt og ofte brukt i blokkjedenettverk for bedrifter som krever høye nivåer av sikkerhet og pålitelighet. Imidlertid kan pBFT være mindre egnet for offentlige blokkjedenettverk som krever en høy grad av desentralisering. Hyperledger Fabric blokkkjede nettverket bruker pBFT-mekanismen. quorum er en blokkjede utviklet av JP Morgan som bruker Istanbul BFT (IBFT). IBFT er en pBFT-variant.

Føderert bysantinsk avtale (FBA)

Federated Byzantine Agreement (FBA) er en konsensusmekanisme som lar en gruppe pålitelige noder nå en konsensus om tilstanden til en blokkjede. FBA-systemnoder er organisert i grupper eller "quorumer" som har sin egen konsensusprosess. Hvert quorum velger et sett med "validatorer" som er ansvarlige for å vedlikeholde blokkjeden. For å oppnå konsensus utveksler validatorer meldinger med hverandre og med andre quorumer. FBA bruker et stemmesystem som krever et overflertall av validatorer for å bli enige om en transaksjon. Først da legges til blokkjeden.

Tillatte blokkjedenettverk bruker vanligvis FBA-konsensus. Deltakere i tillatte nettverk er kjent og klarert. Det gir en rask og effektiv måte å oppnå konsensus på, samtidig som den sikrer en høy grad av sikkerhet og pålitelighet. FBA kan være mindre egnet for offentlige blokkjedenettverk som krever høy grad av desentralisering. Det kan også ha problemer med å oppnå konsensus med et begrenset antall validatorer. Ripple og Stellar er to veldig populære blokkjeder som bruker FBA-konsensusmekanismen.

Regissert syklisk graf (DAG)

En rettet acyklisk graf (DAG) konsensusmekanisme skiller seg fra tradisjonelle blokkjedestrukturer ved å bruke en rettet graf for å organisere og validere transaksjoner. I et DAG-system blir hver transaksjon verifisert av tidligere transaksjoner. Nye transaksjoner kan legges til grafen uten behov for en sentralisert enhet for å verifisere dem.

DAG bekrefter raskere enn tradisjonelle blokkjedesystemer. Flere noder i nettverket validerer transaksjoner samtidig. Imidlertid kan DAG møte problemer med skalerbarheten ettersom antall transaksjoner i grafen vokser. Sikkerhet kan også være en bekymring siden DAG ikke bruker en enkelt blokkjede for å validere transaksjoner. IOTA, Nano og Hedera Hashgraph blokkjeder brukte DAG-basert konsensus.

Den mest populære konsensusmekanismen i kryptovalutaer er for tiden Proof of Stake (PoS), tett fulgt av Proof of Work (PoW). PoS blir stadig mer populært på grunn av sin energieffektivitet sammenlignet med PoW, som krever store mengder regnekraft. Mange nye kryptovalutaer implementerer PoS. En av de største kryptovalutaene, Ethereum gikk over fra PoW til PoS. Imidlertid er PoW fortsatt populær blant etablerte. Bitcoin har en lang historie med å bruke PoW og har et stort nettverk av gruvearbeidere som er investert i systemet.

Les: Proof of Reserve redder Afrikas kryptoindustri fra falske blokkjedeselskaper

Tidstempel:

Mer fra Web 3 Afrika