Blockchain jest zdecentralizowany sieć peer-to-peer który przechowuje dane tylko do dopisywania (dodaj na końcu) i weryfikuje integralność tych informacji w całej sieci. Zbiorowe sprawdzanie poprawności tych danych (osiągnięcie konsensusu) jest jedną z definiujących cech łańcucha bloków.
Idea blockchain sięga wstecz przynajmniej w latach 1990. Podstawową teorią było kopiowanie danych przez sieć komputerów przy użyciu pewnego rodzaju konsensusu algorytm wyrazić zgodę na dodanie danych. Następnie użyj kryptografii haszowanie aby baza danych była praktycznie niezmienna.
Aby uzyskać więcej informacji na temat łańcuchów bloków i haszowania, sprawdź nasz artykuł o Blockchain. Poniżej jednak skupimy się szczególnie na różnych sposobach, w jakie różne typy łańcuchów bloków osiągają konsensus w sprawie danych dodawanych do ich sekwencji (łańcuchów) danych (bloków) za pośrednictwem następujących tematów:
Główne różnice w różnych mechanizmach konsensusu blockchain koncentrują się wokół tego, jak prawo do dodawania danych do łańcucha blokowego jest rozdzielane między uczestników sieci oraz w jaki sposób dane te są weryfikowane przez sieć jako dokładne rozliczenie transakcji.
Zbiór procesów komputerowych, które rozwiązują te problemy, nazywany jest algorytmem konsensusu, który, jak wspomniano, jest mechanizmem odpowiedzialnym za bezpieczne aktualizowanie stanu danych w danej sieci blockchain.
Każdy węzeł (komputer) w sieci niezależnie weryfikuje i przetwarza każdą transakcję i dlatego musi mieć dostęp do aktualnego stanu bazy danych, modyfikacji żądanej przez daną transakcję oraz podpisu cyfrowego potwierdzającego pochodzenie i dokładność transakcji. Powstaje zatem pytanie, w jaki sposób wszystkie węzły osiągają konsensus (zgodność) co do danych. Największy problem, który blockchain stara się rozwiązać, to „Problem generałów bizantyjskich".
Ten problem, który istnieje dłużej niż sam blockchain, jest w zasadzie następujący: Jak utrzymać sieć podmiotów, które koncentrują się na tym samym celu w wyrównaniu opartym wyłącznie na wiadomościach przesyłanych między nimi, bez uszkodzenia informacji przez złośliwy aktor w sieci? Na przykład, jeśli ktoś próbuje wysłać kryptowalutę przez sieć, skąd można mieć pewność, że szczegóły transakcji nie zostały naruszone i zmienione przez złośliwy węzeł w sieci?
W tym miejscu pojawia się mechanizm konsensusu, aby upewnić się, że sieć pozostaje zsynchronizowana, a dane pozostają nienaruszone. Poniżej znajduje się kilka rozwiązań, które różne grupy wymyśliły, aby osiągnąć ten wynik.
Dowód pracy jest obecnie najpopularniejszym mechanizmem konsensusu dla łańcuchów bloków. `` Dowód pracy '', który opisuje nazwa, to proces, za pomocą którego sieć blockchain udowadnia, że a górnik węzeł sieciowy (węzły sieci, które grupują transakcje w bloki i sprawdzają je) wykonał pracę potrzebną do utworzenia prawidłowego bloku (grupy transakcji). Chociaż węzłom trudno jest wygenerować prawidłowy blok (wymaga to dużej mocy obliczeniowej komputera), w sieci jest dość łatwo zweryfikować, czy blok jest prawidłowy.
Wszystko to odbywa się za pomocą tzw funkcja skrótu, który tworzy unikalny cyfrowy odcisk palca dla danego fragmentu danych. Ponieważ skróty są bardzo wrażliwe na zmiany, a nawet niewielka modyfikacja spowoduje zupełnie inny wynik skrótu, można ich używać do sprawdzania poprawności i zabezpieczania bloków.
Aby blok został potwierdzony jako ważny, górnicy muszą utworzyć dwa skróty: skrót wszystkich transakcji w bloku i skrót potwierdzający, że wydali energię potrzebną do wygenerowania bloku, rozwiązując specjalną zagadkę kryptograficzną z ustaw poziom trudność. W szczególności zagadka polega na znalezieniu liczby, która w połączeniu z danymi w transakcjach i przepuszczeniu przez algorytm skrótu daje liczbę w określonym zakresie ustawionym przez program kryptowaluty.
Trudność rozwiązania łamigłówki jest automatycznie dostosowywana w systemach PoW, aby stworzyć spójny okres dla bloków transakcji, które mają być dodawane do łańcucha bloków i uwolnić opłaty sieciowe i nowo utworzone nagrody kryptowalutowe dla górników.
Hash to plik funkcja jednokierunkowa. Nie można tego cofnąć. W ten sposób można potwierdzić, że każdy blok wymagał pracy, aby go wygenerować. Każdy blok zawiera również hash poprzedniego bloku, więc po połączeniu wszystkich bloków w łańcuchu bloków praktycznie niemożliwe jest ich modyfikowanie, ponieważ wymagałoby to ponownego wykonania całej pracy wykonanej w celu wygenerowania każdego bloku w łańcuchu bloków.
Podsumowując, górnik tworzy blok prawidłowych transakcji, a następnie uruchamia na nim algorytm PoW, aby znaleźć prawidłowy hash, ścigając się ze wszystkimi innymi górnikami, aby najpierw rozwiązać zagadkę. Kiedy w wyniku takiej akcji generowany jest prawidłowy blok, blok jest dodawany do łańcucha blokowego, a górnik otrzymuje opłaty sieciowe oraz nowo utworzoną kryptowalutę.
Istnieją różne algorytmy mieszania używane dla mechanizmów konsensusu PoW, z których najpowszechniejsze są SHA-256 (na przykład Bitcoin) i Scrypt (np. Litecoin). Inne obejmują SHA-3, Kryptowa noc, Blake-256, Quark, skrypt-jane i systemy hybrydowe, które używają więcej niż jednej funkcji mieszającej.
Chociaż PoW jest teoretycznie prawie niemożliwe do zhakowania, ponieważ wykorzystuje zasoby w świecie fizycznym do zabezpieczenia sieci, jest to również miejsce, w którym pojawia się jedna z jego największych krytyk: wykorzystywanym zasobem jest energia elektryczna i dużo jej.
W rzeczywistości magazyn naukowy Vice płyty głównej, informuje, że 1.6 amerykańskich gospodarstw domowych może być zasilanych przez jeden dzień energią elektryczną używaną w ramach pojedynczej transakcji Bitcoin. Do 2020 roku Bitcoin może zużywać tyle samo energii elektrycznej, co cała Dania. A to tylko jedna kryptowaluta (choć najbardziej popularna).
Z punktu widzenia wydajności i środowiska nie jest to idealne rozwiązanie i byłoby bardzo trudne do skalowania do powszechnego użytku. Co gorsza, moc obliczeniowa i koszty energii elektrycznej potrzebne do utrzymania konkurencyjności w górnictwie dramatycznie wzrosły w czasie. Doprowadziło to do znacznej centralizacji w sieciach wydobywczych, ponieważ tylko największe i najpotężniejsze organizacje mogą naprawdę konkurować.
Kilka dużych firm i kopalni dominuje obecnie nad najpopularniejszymi blockchainami, co jest całkowicie sprzeczne z fundamentalną zasadą decentralizacji blockchainów.
Oprócz wątpliwej etyki tej kwestii, centralizacja prowadzi również do potencjalnego problemu bezpieczeństwa zwanego atakiem 51%. To wtedy górnik, prawdopodobnie pula lub duży konglomerat, kontroluje 51% mocy obliczeniowej sieci blockchain. Gdyby to się kiedykolwiek wydarzyło, mogliby zakłócić całą sieć, unieważniając rzeczywiste transakcje lub zatwierdzając własne oszukańcze transakcje w celu „podwójnego wydania” środków (używając tych samych środków więcej niż raz).
Na szczęście te problemy z PoW nie są pozbawione potencjalnych rozwiązań.
PoS opiera się na założeniu, że gdy węzły w sieci są interesariuszami (czyli posiadają walutę danego łańcucha blokowego), będą miały motywację do zachowania uczciwości i łagodności w operowaniu węzłami sieci.
PoS działa przez górników blokujących niektóre z ich własnych kryptowalut, więc nie można ich używać na specjalnych kontach „obstawionych”. Węzły, które postawiły tokeny, mogą następnie weryfikować bloki transakcji, tak jak w systemach PoW, ale obliczenia kryptograficzne potrzebne do weryfikacji bloków są znacznie prostsze (i dlatego wymagają znacznie mniej mocy komputera). Zamiast używać skomplikowanych łamigłówek, które dają przewagę mocniejszym komputerom, jak w PoW, systemy PoS są zbudowane w taki sposób, że węzły, które mają postawioną większą liczbę kryptowalut, mają większą szansę na rozwiązanie zagadki kryptograficznej.
W ten sposób, chociaż PoS jest wydajniejszy niż PoW, nie rozwiązuje całkowicie problemu centralizacji mocy wydobywczej, ponieważ logicznie rzecz biorąc, istnieje ryzyko, że waluta używana przez takie systemy będzie nadal koncentrować się w coraz mniejszych rękach.
Jednym z innych kluczowych problemów PoS jest problem `` nic nie jest zagrożony '', w którym górnicy mogą nie mieć nic do stracenia, głosując za wieloma historiami blockchain w przypadku rozwidlenia (podzielenia łańcucha bloków na dwa). W przypadku rozwidlenia najbardziej lukratywną strategią dla górnika jest kopanie w każdym łańcuchu, a tym samym zdobywanie nagród niezależnie od tego, który rozwidlenie zostanie rozpoznane przez sieć.
Może to teoretycznie prowadzić do tego, że sieć nigdy nie osiągnie konsensusu lub do podwojenia wydatków, w wyniku których atakujący może być w stanie wysłać transakcję, a następnie rozpocząć rozwidlenie łańcucha bloków od jednego bloku za transakcją i wysłać pieniądze do siebie zamiast do gdzie zostało wysłane wcześniej. Jest to bardziej możliwe w systemie PoS niż w PoW, ponieważ koszt pracy na kilku łańcuchach jest znacznie niższy.
Jednak jednym z problemów, które PoS pomaga złagodzić, jest problem 51%. Nawet gdyby górnik posiadał 51% kryptowaluty, atakowanie systemu, w którym posiadał większość udziałów, nie leżałoby w jego interesie. Nie bierze to oczywiście pod uwagę złośliwych, dobrze finansowanych aktorów, którzy mogą po prostu chcieć zlikwidować sieć blockchain za wszelką cenę.
Niektóre przykłady łańcuchów bloków wykorzystujących ten mechanizm konsensusu to NEO, Stellar i Cardano.
W przypadku klasycznych PoS górnicy z małymi saldami raczej nie będą wydobywać bloku, w taki sam sposób, w jaki jest mało prawdopodobne, aby górnicy z niewielką mocą komputera wydobyli blok. Nie tylko mogłoby to być postrzegane jako mniej sprawiedliwe, ale może również prowadzić do mniej bezpiecznej sieci, ponieważ gdyby mali górnicy byli lepiej motywowani, sieć miałaby więcej węzłów, a tym samym byłaby bezpieczniejsza.
LPoS zachęca słabsze węzły, pozwalając im dzierżawić swoje salda kryptowalut „węzłom obstawiania”, które mają więcej obstawionych tokenów, a co za tym idzie, są bardziej skłonne do wydobywania ważnego bloku. Wszystkie monety dzierżawione do takich węzłów zwiększają „wagę” węzła do obstawiania, co zwiększa jego szanse na dodanie bloku do łańcucha bloków. Nagrody otrzymane przez obstawianie węzłów są następnie proporcjonalnie dzielone między wszystkich leasingodawców. Najemcy mogą nadal przenosić lub wydawać swoje żetony w dowolnym momencie, automatycznie „przerywając dzierżawę”, że tak powiem.
W ten sposób kwestię centralizacji wydobycia i / lub władzy monetarnej można lepiej ograniczyć, umożliwiając wszystkim węzłom możliwość zdobycia nagród z wydobycia.
Głównym przykładem projektu wykorzystującego ten typ algorytmu konsensusu jest Waves.
W DPoS posiadacze tokenów kryptowalut wykorzystują swoje salda, aby wybrać listę węzłów, które będą mogły stawiać bloki, aby dodać je do łańcucha bloków. Na przykład w przypadku łańcucha blokowego EOS, który jeszcze nie został uruchomiony, będzie 21 „węzłów producenta bloków” wybieranych przez sieć.
Chociaż rozwiązuje to niektóre problemy, takie jak możliwość wystąpienia rozwidleń (wszystkie węzły nie przełączą się na rozwidlenie, które nie jest sfinalizowane przez 15 z 21 węzłów producenta) oraz problemy ze skalowalnością, które występują w przypadku PoW i PoS, łańcucha bloków DPoS jest z definicji bardziej scentralizowany i nie zapewnia dostępnych punktów wejścia dla nikogo, kto mógłby wydobywać bloki i zdobywać nagrody.
Projekty korzystające z tego typu mechanizmu konsensusu obejmują Bitshares i EOS.
Blockchain nie musi zadowolić się tylko jednym rodzajem mechanizmu konsensusu. Najpopularniejszym typem łańcucha hybrydowego jest hybryda PoW / PoS, która zazwyczaj wykorzystuje początkowy konsensus PoW w ograniczony sposób, a następnie używa PoS do walidacji bloków dodanych do łańcucha bloków. Korzystanie z PoS rozwiązuje problem ataku 51%, zużywając mniej energii; PoW rozwiązuje problem „nic nie wchodzi w grę”, zapewniając jednocześnie kolejną warstwę niezmienności łańcucha bloków.
Peercoin to jeden blockchain wykorzystujący tę hybrydową metodę.
PoI jest podobny do PoS, ale mechanizm konsensusu bierze również pod uwagę inne czynniki, które dają węzłom przewagę w blokach wydobywczych.
Na przykład dzięki NEM, pierwszemu blockchainowi, który wdrożył PoI, węzły są nagradzane za swoją produktywność w sieci, która obejmuje ich saldo, a także liczbę i wartość transakcji, wśród innych czynników „reputacji”.
W tym mechanizmie konsensusu każdy węzeł publikuje klucz publiczny. Transakcje przechodzące przez węzeł są podpisywane przez węzeł i weryfikowane, a po osiągnięciu wystarczającej liczby identycznych odpowiedzi w sieci osiągany jest konsensus, co oznacza, że transakcja jest ważna. Ten prosty mechanizm nie wymaga żadnej mocy mieszającej i jest szczególnie przydatny w systemach pamięci masowej.
PBFT ma dwa potencjalne problemy. Po pierwsze, wszystkie zaangażowane strony muszą uzgodnić dokładną listę zaufanych uczestników. Po drugie, członkostwo w takim systemie porozumień jest zwykle ustalane przez organ centralny. Chociaż te czynniki mogą nie sprawić, że będzie odpowiednia dla publicznej, zdecentralizowanej kryptowaluty, może być przydatna do innych rzeczy, takich jak prywatne platformy przechowywania aktywów cyfrowych.
PBFT to mechanizm konsensusu używany przez Hyperledger.
Zanim pojawiły się łańcuchy bloków, nie było praktycznego sposobu na zapewnienie, że dane w sieci rozproszonej (na przykład księga cyfrowa) pozostaną zabezpieczone przed manipulacją przez złośliwe lub zhakowane węzły. Wraz z narodzinami Bitcoin i PoW całe nowe pokolenie programistów i inżynierów przystąpiło do pracy nad rozwiązaniem tego problemu.
W rezultacie powstało wiele mechanizmów konsensusu, z których większość miała rozwiązać ten sam problem (bizantyjscy generałowie). Ponieważ blockchain jest wciąż stosunkowo nową dziedziną, nie jest jasne, które mechanizmy konsensusu okażą się najbardziej przydatne, a które wypadną z łask. W obecnej postaci różne mechanizmy konsensusu są jednym z fundamentalnych czynników różnicujących różne kryptowaluty.
Źródło: https://unhashed.com/cryptocurrency-coin-guides/blockchain-consensus-mechanisms/
- 2020
- 51% ataku
- dostęp
- Konto
- Działania
- Korzyść
- Umowa
- algorytm
- Algorytmy
- Wszystkie kategorie
- Pozwalać
- wśród
- na około
- kapitał
- Najwyższa
- Bitcoin
- blockchain
- Cardano
- duża szansa,
- zmiana
- Monety
- wspólny
- Firmy
- komputery
- computing
- Zgoda
- konsumować
- Koszty:
- cryptocurrencies
- kryptowaluta
- Waluta
- Aktualny
- Stan aktulany
- dane
- Baza danych
- dzień
- Decentralizacja
- Zdecentralizowane
- cyfrowy
- Zasób cyfrowy
- waluty cyfrowe
- Zakłócać
- efektywność
- elektryczność
- energia
- środowiskowy
- EOS
- etyka
- wydarzenie
- sprawiedliwy
- Korzyści
- Opłaty
- i terminów, a
- Skupiać
- widelec
- funkcjonować
- finansowane
- fundusze
- Dający
- Zarządzanie
- siekać
- haszysz
- mieszanie
- W jaki sposób
- HTTPS
- Hybrydowy
- Hyperledger
- pomysł
- Zwiększać
- Informacja
- odsetki
- zaangażowany
- problemy
- IT
- Klawisz
- duży
- prowadzić
- Księga główna
- poziom
- Ograniczony
- Lista
- Litecoin
- Mainstream
- Większość
- Dokonywanie
- Matters
- Górniczy
- Górnictwo
- Baseny górnicze
- pieniądze
- Najbardziej popularne posty
- ruch
- Blisko
- NEM
- NEO
- sieć
- sieci
- węzły
- operacyjny
- Inne
- perspektywa
- Platformy
- basen
- Baseny
- Popularny
- PoS
- PoW
- power
- prywatny
- Wytworzony
- producent
- wydajność
- Program
- projekt
- dowód
- dowodzi
- publiczny
- Klucz publiczny
- zasięg
- Raporty
- Zasób
- Zasoby
- Nagrody
- Ryzyko
- Skalowalność
- Skala
- nauka
- bezpieczeństwo
- zestaw
- Share
- shared
- Prosty
- mały
- So
- Rozwiązania
- ROZWIĄZANIA
- wydać
- Spędzanie
- dzielić
- stawka
- Staking
- początek
- Stan
- pobyt
- Gwiezdny
- przechowywanie
- sklep
- Strategia
- Przełącznik
- system
- systemy
- czas
- żeton
- Żetony
- tolerancja
- tematy
- transakcja
- transakcje
- nas
- wartość
- Głosowanie
- fale
- Co to jest
- KIM
- Wikipedia
- w ciągu
- Praca
- działa
- świat