En blockchain är en decentraliserad peer-to-peer-nätverk som lagrar endast tilläggsdata (lägg till i slutet av) data och verifierar integriteten för den informationen i nätverket. Att kollektivt verifiera noggrannheten hos nämnda data (nå konsensus) är en av de viktigaste funktionerna i en blockchain.
Idén om en blockchain går tillbaka till åtminstone 1990-talet. Grundteorin var att kopiera data över ett nätverk av datorer med hjälp av en typ av konsensus algoritm att komma överens om alla uppgifter som ska läggas till. Använd sedan kryptografisk hashkedja för att göra databasen praktiskt taget oföränderlig.
För mer information om blockkedjor och hashing, kolla in vår Blockchain-artikel. Nedan fokuserar vi dock specifikt på de olika sätten som olika typer av blockkedjor når konsensus om data som läggs till i deras sekvenser (kedjor) av data (block) genom dessa ämnen:
De viktigaste skillnaderna i de olika blockchain-konsensusmekanismerna centreras kring hur rätten att lägga till data i blockchain fördelas mellan nätverksdeltagare och hur dessa data valideras av nätverket som ett korrekt transaktionskonto.
Uppsättningen datorprocesser som löser dessa problem kallas konsensusalgoritmen, som, som antyds, är den mekanism som är ansvarig för att säker uppdatera datatillståndet i ett givet blockchain-nätverk.
Varje nod (dator) i nätverket verifierar och bearbetar varje transaktion oberoende och måste därför ha tillgång till databasens nuvarande tillstånd, den modifiering som begärs av en given transaktion och en digital signatur som bevisar transaktionens ursprung och noggrannhet. Frågan är då hur alla noder når konsensus (överenskommelse) om data. Det största problemet som blockkedjor syftar till att lösa kallas ”Byzantinska generalers problem".
Detta problem, som har funnits längre än själva blockchain, är i grund och botten detta: Hur behåller du ett nätverk av enheter som är fokuserade på samma mål i inriktning uteslutande baserat på meddelanden som skickas mellan dem, utan att informationen skadas av ett skadligt aktör inom nätverket? Till exempel, om man försöker skicka kryptovaluta genom ett nätverk, hur kan du vara säker på att transaktionsuppgifterna inte har manipulerats och ändrats av en skadlig nod i nätverket?
Det är här en konsensusmekanism kommer in för att se till att nätverket förblir synkroniserat och data förblir obefintlig. Följande är några av de lösningar som olika grupper har kommit med för att uppnå detta resultat.
Bevis på arbete är för närvarande den mest populära samförståndsmekanismen för blockkedjor. Det '' bevis på arbete '' som namnet beskriver är den process genom vilken blockchain-nätverket visar att en gruvarbetare nätverksnod (nätverksnoder som grupperar transaktioner i block och validerar dem) har gjort det arbete som behövs för att skapa ett giltigt block (grupp av transaktioner). Även om det är svårt för noder att generera ett giltigt block (det tar mycket datorkraft), är det ganska enkelt för nätverket att verifiera att ett block är giltigt.
Allt görs genom det som kallas a hash-funktion, vilket skapar ett unikt digitalt fingeravtryck för en viss datablad. Eftersom hash är mycket känsliga för förändringar, och till och med en liten modifiering kommer att resultera i en helt annan hash-utdata, kan hashes användas för att validera och säkra block.
För att ett block ska kunna bekräftas som giltigt måste gruvarbetare skapa två hash: en hash av alla transaktionerna i blocket och en hash som bevisar att de har använt den energi som behövs för att generera blocket genom att lösa ett speciellt kryptografiskt pussel med en pre- inställd nivå på Svårigheten. Specifikt är pusslet att hitta ett nummer som, när det kombineras med data i transaktionerna och skickas genom haschalgoritmen, kommer upp med ett nummer inom ett angivet intervall som anges av kryptovalutans program.
Svårigheten att lösa pusslet justeras automatiskt i PoW-system för att skapa en konsekvent tidsperiod för block av transaktioner som ska läggas till blockchain och för att frigöra nätverksavgifter och nyskapade kryptovalutabelöningar till gruvarbetare.
En hash är en envägsfunktion. Det kan inte vändas. På detta sätt kan det bekräftas att varje block har krävt arbete för att generera det. Varje block innehåller också hashen från det föregående blocket, så när alla block har kombinerats i blockchain gör det det praktiskt taget omöjligt att modifiera dem eftersom det skulle kräva att göra om allt arbete som gjorts för att generera varje enskilt block i blockchain.
Sammanfattningsvis skapar en gruvarbetare ett block med giltiga transaktioner och kör sedan PoW-algoritmen på den för att hitta en giltig hash och tävlar mot alla andra gruvarbetare för att lösa pusslet först. När ett giltigt block genereras genom en sådan åtgärd läggs blocket till blockchain och gruvarbetaren får nätverksavgifter samt nyskapad kryptovaluta.
Det finns olika hashingalgoritmer som används för PoW-konsensusmekanismer, varav de vanligaste är SHA-256 (t.ex Bitcoin) Och Scrypt (t.ex. Litecoin). Andra inkluderar SHA-3, Kryptonatt, Blake-256, Quark, scrypt-jane och hybridsystem som använder mer än en hashing-funktion.
Även om PoW teoretiskt är nästan omöjligt att hacka eftersom det använder resurser i den fysiska världen för att säkra nätverket, är det också här en av dess största kritiker kommer från: den resurs som används är el och mycket av det.
I själva verket vetenskapstidningen Moderkortets vice, rapporterar att 1.6 amerikanska hushåll kan drivas under en dag av den el som används av en enda Bitcoin-transaktion. År 2020 skulle Bitcoin kunna konsumera lika mycket el som hela landet Danmark. Och det är bara en kryptovaluta (om än den mest populära).
Ur ett effektivitets- och miljöperspektiv är detta inte perfekt och skulle vara mycket svårt att skala till vanlig användning. Förvärra saker och ting, datorkraften och elkostnaderna som behövs för att hålla konkurrensen i gruvdrift har ökat dramatiskt över tiden. Detta har producerat betydande centralisering i gruvnät, eftersom endast de största och mest kraftfulla organisationerna verkligen kan konkurrera.
Några stora företag och gruvdammar dominerar nu de mest populära blockkedjorna, vilket helt strider mot den grundläggande decentraliseringsprincipen för blockkedjor.
Förutom den tvivelaktiga etiken i denna fråga leder centralisering också till ett potentiellt säkerhetsproblem som kallas 51% -attack. Detta är när en gruvarbetare, sannolikt en pool eller ett stort konglomerat, kontrollerar 51% av ett blockchain-nätverks datorkraft. Om detta skulle hända skulle de kunna störa hela nätverket genom att ogiltiga verkliga transaktioner eller validera sina egna bedrägliga transaktioner till "dubbla utgifter" (med samma medel mer än en gång).
Lyckligtvis är dessa problem med PoW inte utan potentiella lösningar.
PoS bygger på antagandet att när noder i nätverket är intressenter (det vill säga när de äger valutan för den givna blockchain) kommer de att ha ett incitament att förbli ärliga och godartade i att driva nätverksnoder.
PoS fungerar av gruvarbetare som låser upp en del av sin egen kryptovaluta så att de inte kan användas till speciella '' insatta '' konton. Noder som har satsat token kan sedan verifiera transaktionsblock precis som i PoW-system, men de kryptografiska beräkningarna som behövs för att verifiera block är mycket enklare (och kräver därför mycket mindre datorkraft). Istället för att använda komplicerade pussel som ger fördelar till mer kraftfulla datorer som i PoW, är PoS-system strukturerade så att noder som har mer kryptovaluta satsat har större chans att lösa det kryptografiska pusslet.
Även om PoS är mer effektivt än PoW löser det inte helt problemet med centralisering av gruvkraft, eftersom det logiskt sett är risken att den valuta som används av sådana system fortfarande kommer att koncentrera sig på färre och färre händer.
Ett av de andra nyckelproblemen med PoS är "ingenting på spel" -problemet, där gruvarbetare inte har något att förlora genom att rösta på flera blockchain-historier i händelse av en gaffel (en blockchain delad i två). I händelse av en gaffel är den mest lukrativa strategin för en gruvarbetare att bryta i varje kedja och därmed få belöningar oavsett vilken gaffel som erkänns av nätverket.
Detta kan i teorin leda till att konsensus aldrig nås av nätverket, eller till dubbla utgifter där en angripare kan skicka en transaktion och sedan starta en gaffel av blockchain från ett block bakom transaktionen och skicka pengarna till sig själva istället för där det skickades tidigare. Detta är mer möjligt i ett PoS-system än PoW eftersom kostnaden för att arbeta på flera kedjor är mycket lägre.
Ett problem som PoS hjälper till att mildra är dock 51% -problemet. Även om en gruvarbetare ägde 51% av en kryptovaluta skulle det inte vara i deras intresse att attackera ett system där de ägde majoriteten av andelen. Detta tar naturligtvis inte hänsyn till skadliga, välfinansierade aktörer som helt enkelt vill ta ner ett blockchain-nätverk till varje pris.
Några exempel på blockkedjor som använder denna konsensusmekanism är NEO, Stellar och Cardano.
Med klassisk PoS är det osannolikt att gruvarbetare med små saldor kommer att bryta ett block, på samma sätt som PoW-gruvarbetare med liten datorkraft är osannolikt att bryta ett block. Detta kan inte bara ses som mindre rättvist, det kan också leda till ett mindre säkert nätverk, eftersom om små gruvarbetare uppmuntrades bättre skulle nätverket ha fler noder och därmed vara säkrare.
LPoS uppmuntrar mindre kraftfulla noder genom att låta dem hyra ut sina kryptovalutabalanser till "staking noder" som har mer insatta symboler och därmed är mer benägna att bryta ett giltigt block. Alla mynt som hyrs ut till sådana noder ökar ”vikten” på insatsnoden, vilket ökar dess chanser att lägga till ett block i blockkedjan. Belöningar som mottagits av insatsnoder delas sedan proportionellt mellan alla leasers. Leasers kan fortfarande flytta eller spendera sina tokens när som helst och därmed automatiskt "bryta hyresavtalet" så att säga.
På detta sätt kan frågan om centralisering av gruvdrift och / eller monetär makt begränsas bättre genom att låta alla noder ha potential att tjäna gruvbelöningar.
Huvudexemplet på ett projekt som använder denna typ av konsensusalgoritm är Waves.
I DPoS använder kryptovaluta-tokeninnehavare sina saldon för att välja en lista med noder som kommer att kunna staka block för att lägga till blockchain. Med den ännu inte lanserade EOS-blockkedjan kommer det till exempel att finnas 21 ”blockproducentnoder” som väljs av nätverket.
Även om detta löser vissa problem, till exempel potentialen för gafflar att hända (alla noder byter inte till en gaffel som inte slutförts av 15 av 21 producentnoder) och skalbarhetsproblem som uppstår med PoW och PoS, en DPoS-blockkedja är per definition mer centraliserad och ger inte åtkomstpunkter för någon att bryta block och tjäna belöningar.
Projekt som använder denna typ av konsensusmekanism inkluderar Bitshares och EOS.
Blockchains behöver inte nöja sig med bara en typ av konsensusmekanism. Den mest populära typen av hybridkedja är PoW / PoS-hybrid, som vanligtvis använder en initial PoW-konsensus på ett begränsat sätt och sedan använder PoS för att validera block som läggs till blockchain. Att använda PoS löser 51% attackproblem samtidigt som man använder mindre energi. PoW löser problemet som står på spel samtidigt som det säkerställer ett nytt lager av blockchain-oföränderlighet.
Peercoin är en blockchain som använder denna hybridmetod.
PoI liknar PoS, men konsensusmekanismen tar också hänsyn till andra faktorer för att ge noder en fördel i gruvblock.
Med NEM, den första blockkedjan som implementerar PoI, till exempel belönas noder för sin produktivitet i nätverket, vilket inkluderar deras balans, liksom deras antal och värde på transaktioner, bland andra '' rykte '' - faktorer.
I denna konsensusmekanism publicerar varje nod en offentlig nyckel. Transaktioner som passerar genom noden signeras av noden och verifieras, och när tillräckligt många identiska svar har uppnåtts inom nätverket, uppnås enighet om att transaktionen är giltig. Denna enkla mekanism kräver ingen hashkraft och är särskilt användbar för lagringssystem.
PBFT har två potentiella problem. Först måste alla berörda parter komma överens om den exakta listan över pålitliga deltagare. För det andra bestäms medlemskapet i ett sådant avtalssystem vanligtvis av en central myndighet. Även om dessa faktorer kanske inte gör den lämplig för en offentlig, decentraliserad kryptovaluta, kan den vara användbar för andra saker som privata digitala tillgångsplattformar.
PBFT är den konsensusmekanism som används av Hyperledger.
Innan blockchains kom, fanns det inget praktiskt sätt att säkerställa att data i ett distribuerat nätverk (till exempel en digital valutabok) skulle förbli säkra från manipulering av skadliga eller komprometterade noder. Med födelsen av Bitcoin och PoW började en helt ny generation programmerare och ingenjörer arbeta med att lösa detta problem.
Många samförståndsmekanismer har dykt upp som ett resultat, de flesta påstås lösa samma (bysantinska generaler) -problemet. Eftersom blockchain fortfarande är ett relativt nytt fält är det oklart vilka samförståndsmekanismer som kommer att visa sig vara mest användbara och vilka som kommer att falla i favör. Som det ser ut nu är olika konsensusmekanismer en av de grundläggande faktorerna som skiljer olika kryptovalutor.
Källa: https://unhashed.com/cryptocurrency-coin-guides/blockchain-consensus-mechanisms/
- 2020
- 51% attack
- tillgång
- Konto
- Handling
- Fördel
- Avtal
- algoritm
- algoritmer
- Alla
- tillåta
- bland
- runt
- tillgång
- störst
- Bitcoin
- blockchain
- Cardano
- chanser
- byta
- Mynt
- Gemensam
- Företag
- datorer
- databehandling
- Konsensus
- konsumera
- Kostar
- cryptocurrencies
- kryptovaluta
- Valuta
- Aktuella
- Nuvarande tillstånd
- datum
- Databas
- dag
- Decentralisering
- decentraliserad
- digital
- Digital tillgång
- digital valuta
- Störa
- effektivitet
- el
- energi
- miljömässigt
- EOS
- etik
- händelse
- verkligt
- Funktioner
- avgifter
- Förnamn
- Fokus
- gaffel
- fungera
- förbetalt
- fonder
- Ge
- Grupp
- hacka
- hash
- hasch
- Hur ser din drömresa ut
- HTTPS
- Hybrid
- Hyperledger
- Tanken
- Öka
- informationen
- intresse
- involverade
- problem
- IT
- Nyckel
- Large
- leda
- Ledger
- Nivå
- Begränsad
- Lista
- Litecoin
- Vanliga
- Majoritet
- Framställning
- Betyder Något
- gruvarbetare
- Gruvdrift
- Mining Pools
- pengar
- Mest populär
- flytta
- Nära
- NEM
- NEO
- nät
- nätverk
- noder
- drift
- Övriga
- perspektiv
- Plattformar
- poolen
- Pools
- Populära
- PoS
- PoW
- kraft
- privat
- producerad
- producent
- produktivitet
- Program
- projektet
- bevis
- bevisar
- allmän
- Public Key
- område
- Rapport
- resurs
- Resurser
- Belöningar
- Risk
- skalbarhet
- Skala
- Vetenskap
- säkerhet
- in
- Dela
- delas
- Enkelt
- Small
- So
- Lösningar
- LÖSA
- spendera
- Spendera
- delas
- spel
- utsättning
- starta
- Ange
- bo
- Stjärn
- förvaring
- lagrar
- Strategi
- Växla
- system
- System
- tid
- token
- tokens
- tolerans
- ämnen
- transaktion
- Transaktioner
- oss
- värde
- Röstning
- vågor
- Vad är
- VEM
- wikipedia
- inom
- Arbete
- fungerar
- världen