Эволюция механизмов консенсуса в блокчейне

Эволюция механизмов консенсуса в блокчейне

Отметка времени: 16 февраля 2023 г., 3:59 AM
Эволюция механизмов консенсуса в блокчейне PlatoBlockchain Data Intelligence. Вертикальный поиск. Ай.
  • Одним из наиболее важных компонентов децентрализованной системы является механизм консенсуса, который сеть блокчейна использует для проверки транзакций.
  • Мы рассмотрим различные типы механизмов консенсуса, используемых в криптовалютах, и их уникальные особенности.
  • Самым популярным механизмом консенсуса в криптографии в настоящее время является Proof of Stake (PoS), за которым следует Proof of Work (PoW).

Криптовалюты находятся на подъеме уже довольно давно. Их популярность продолжает расти с каждым днем. Одной из основных причин этого является децентрализованный характер криптовалют. Децентрализация делает их более безопасными, прозрачными и менее подверженными цензуре или контролю со стороны любого центрального органа.

Одним из наиболее важных компонентов этой децентрализованной системы является механизм консенсуса, который сеть блокчейна использует для проверки транзакций. Это поддерживает целостность реестра между узлами. Мы рассмотрим различные типы механизмов консенсуса, используемых в криптовалютах, и их уникальные особенности. Несмотря на то, что некоторые из этих механизмов консенсуса малоизвестны, вы будете удивлены, обнаружив, что их используют популярные блокчейны.

Доказательство работы (PoW)

Доказательство работы — наиболее известный и широко используемый механизм консенсуса в мире блокчейнов. PoW был впервые представлен Сатоши Накамото, создателем Биткойна.  Litecoin и Bitcoin Cash входят в число популярных блокчейнов криптовалют, использующих Proof of Work.

PoW требует от майнеров решения сложных математических задач, используя вычислительную мощность. Первый майнер, решивший задачу, добавляет в цепочку новый блок и получает вознаграждение в виде криптовалюты. Процесс решения этих математических задач требует много энергии и вычислительной мощности, что затрудняет захват контроля над сетью злоумышленниками.

Однако у PoW есть несколько существенных недостатков. Во-первых, он энергоемок, что может привести к высоким комиссиям за транзакции и увеличению выбросов углекислого газа. Во-вторых, он может быть уязвим для атак 51%, когда злоумышленник получает контроль над большей частью вычислительной мощности сети, что позволяет ему дважды тратить и манипулировать реестром.

Читайте: Криптовалютный майнинг переживает необратимый спад?

Доказательство ставки (PoS)

Proof of Stake — это новый механизм консенсуса, целью которого является решение проблем энергопотребления и масштабируемости PoW. Валидаторы системы PoS, также известные как стейкеры, выбираются для проверки новых блоков на основе количества криптовалюты, которой они владеют и которую они «поставили» в сети. Валидаторы получают комиссию за транзакцию в виде криптовалюты.

PoS требует гораздо меньше энергии, чем PoW, поскольку он не полагается на решение майнерами сложных математических задач. Proof of Stake также работает намного быстрее, обрабатывая транзакции за меньшее время. Однако PoS более подвержен централизации, поскольку он вознаграждает тех, кто уже владеет большими объемами криптовалюты, и может отпугнуть новых пользователей от присоединения к сети. Cardano, Binance Smart Chain и Ethereum являются примерами блокчейнов PoS.

Делегированное подтверждение кола (DPoS)

Делегированное доказательство доли похоже на PoS, но добавляет дополнительный уровень управления. В системе DPoS заинтересованные стороны голосуют за избрание небольшой группы делегатов, которые отвечают за проверку транзакций и добавление новых блоков в цепочку.

DPoS даже быстрее, чем PoS, поскольку здесь меньше валидаторов, и обеспечивает большую масштабируемость по мере увеличения количества транзакций в секунду. Однако, как и PoS, DPoS может быть уязвим к централизации, поскольку делегаты несут ответственность за большую часть проверки и принятия решений в сети. Tron — самый популярный блокчейн, использующий DPoS.

Подтверждение полномочий (PoA)

Доказательство полномочий — это механизм консенсуса, который опирается на доверенных валидаторов для добавления новых блоков в цепочку. В системе PoA валидаторы — это доверенные узлы, которые были предварительно одобрены сетью и чья личность известна всем участникам. Валидаторы поддерживают целостность сети. Они обеспечивают добавление новых транзакций в цепочку.

PoA намного быстрее и менее энергозатратен, чем PoW, что делает его более масштабируемым и экономически эффективным для небольших сетей. Однако он также более централизован, поскольку валидаторы обладают значительной властью и контролем над сетью. VeChain использует механизм консенсуса PoA.

Доказательство прошедшего времени (PoET)

Доказательство прошедшего времени — это механизм консенсуса, который использует доверенную среду выполнения для случайного выбора валидатора. В системе PoET каждый узел сети ожидает случайное время в доверенной среде, и для проверки следующего выбирается узел, ожидающий наименьшее время.

Доказательство прошедшего времени (PoET) — это механизм консенсуса, который случайным образом выбирает валидатора с использованием доверенной среды выполнения, где каждый узел в сети ожидает случайное количество времени. После выбора узел добавляет новый блок в цепочку и получает вознаграждение за свою работу. PoET быстрее и более энергоэффективен, чем PoW, более масштабируем, чем PoS, и подходит для частных сетей блокчейна. Однако PoET может быть ограничен доступностью доверенной среды выполнения и уязвим для атак со стороны вредоносных узлов. Гипсокартон Sawtooth — это блокчейн-платформа, разработанная в рамках проекта Hyperledger Linux Foundation. Он использует PoET в качестве механизма консенсуса.

Византийская Отказоустойчивость (BFT)

Византийская отказоустойчивость (BFT) — это механизм консенсуса, который позволяет узлам сети достигать соглашения о состоянии блокчейна даже при наличии вредоносных или неисправных узлов. BFT требует сверхбольшинства или определенного порога валидаторов для согласия по каждому решению, что гарантирует, что консенсус все равно может быть достигнут, даже если некоторые валидаторы являются злонамеренными или ошибочными. BFT отличается высокой отказоустойчивостью и скоростью, что делает его подходящим для критически важных приложений, требующих надежности. Однако BFT может быть сложным и ресурсоемким и может подходить не для всех приложений блокчейна, требующих высокого уровня децентрализации. Tendermint, Веревка и Неудачные Весы Меты являются примерами блокчейнов, использующих механизм консенсуса BFT.

Практическая византийская отказоустойчивость (pBFT)

Практическая византийская отказоустойчивость (pBFT) — это расширенная версия механизма консенсуса BFT, предназначенная для повышения эффективности консенсуса в крупномасштабных сетях. pBFT требует большинства в две трети валидаторов для достижения соглашения. pBFT использует модель ротационного руководства, чтобы предотвратить концентрацию власти в руках одного валидатора. pBFT — это быстрое, эффективное решение, которое широко используется в корпоративных блокчейн-сетях, требующих высокого уровня безопасности и надежности. Однако pBFT может быть менее подходящим для публичных сетей блокчейнов, требующих высокой степени децентрализации. Блокчейн Hyperledger Fabric сеть использует механизм pBFT. кворум — это блокчейн, разработанный JP Morgan и использующий Istanbul BFT (IBFT). IBFT является вариантом pBFT.

Федеративное Византийское соглашение (FBA)

Федеративное византийское соглашение (FBA) — это механизм консенсуса, который позволяет группе доверенных узлов достичь консенсуса о состоянии блокчейна. Узлы системы FBA организованы в группы или «кворумы», которые имеют собственный процесс консенсуса. Каждый кворум выбирает набор «валидаторов», которые отвечают за поддержание блокчейна. Чтобы достичь консенсуса, валидаторы обмениваются сообщениями друг с другом и с другими кворумами. FBA использует систему голосования, которая требует подавляющего большинства валидаторов для согласия на транзакцию. Только после этого он добавляется в блокчейн.

Разрешенные сети блокчейнов обычно используют консенсус FBA. Участники разрешенных сетей известны и заслуживают доверия. Он обеспечивает быстрый и эффективный способ достижения консенсуса, обеспечивая при этом высокую степень безопасности и надежности. FBA может быть менее подходящим для публичных сетей блокчейнов, требующих высокой степени децентрализации. Также могут возникнуть трудности с достижением консенсуса с ограниченным числом валидаторов. Ripple и Stellar — это два очень популярных блокчейна, использующие механизм консенсуса FBA.

Направленный ациклический граф (DAG)

Механизм консенсуса направленного ациклического графа (DAG) отличается от традиционных структур блокчейна тем, что для организации и проверки транзакций используется направленный граф. В системе DAG каждая транзакция проверяется предыдущими транзакциями. Новые транзакции можно добавлять в график без необходимости их проверки централизованным лицом.

DAG подтверждает быстрее, чем традиционные системы блокчейна. Несколько узлов в сети одновременно проверяют транзакции. Однако DAG может столкнуться с проблемами масштабируемости по мере роста количества транзакций в графе. Безопасность также может вызывать беспокойство, поскольку DAG не использует единый блокчейн для проверки транзакций. IOTA, Нано-бамбуковое волокно и Хедера Хашграф блокчейны использовали консенсус на основе DAG.

Самым популярным механизмом консенсуса в криптовалютах в настоящее время является Proof of Stake (PoS), за которым следует Proof of Work (PoW). PoS набирает популярность благодаря своей энергоэффективности по сравнению с PoW, требующим больших вычислительных мощностей. Многие новые криптовалюты реализуют PoS. Одна из крупнейших криптовалют, Ethereum, перешла с PoW на PoS. Тем не менее, PoW остается популярным среди устоявшихся. Биткойн имеет долгую историю использования PoW и имеет большую сеть майнеров, инвестировавших в систему.

Читайте: Proof of Reserve спасает африканскую криптоиндустрию от фейковых блокчейн-компаний

Отметка времени:

Больше от Интернет 3 Африка