Utvecklingen av Blockchain Consensus Mechanisms

Utvecklingen av Blockchain Consensus Mechanisms

Tidsstämpel: 16 februari 2023 3:59
Utvecklingen av Blockchain Consensus Mechanisms PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikal sökning. Ai.
  • En av de viktigaste komponenterna i ett decentraliserat system är konsensusmekanismen som blockchain-nätverket använder för att validera transaktioner
  • Vi kommer att utforska de olika typerna av konsensusmekanismer som används i kryptovalutor och deras unika egenskaper
  • Den mest populära konsensusmekanismen inom krypto är för närvarande Proof of Stake (PoS), tätt följt av Proof of Work (PoW)

Kryptovalutor har varit på uppgång ganska länge. Deras popularitet fortsätter att växa för varje dag som går. En av huvudorsakerna till detta är kryptovalutornas decentraliserade karaktär. Decentralisering gör dem säkrare, transparenta och mindre benägna att censurera eller kontrolleras av någon central myndighet.

En av de viktigaste komponenterna i detta decentraliserade system är konsensusmekanismen som blockchain-nätverket använder för att validera transaktioner. Detta upprätthåller integriteten hos huvudboken mellan noder. Vi kommer att utforska de olika typerna av konsensusmekanismer som används i kryptovalutor och deras unika egenskaper. Även om vissa av dessa konsensusmekanismer är lite kända, kommer du att bli förvånad över att upptäcka att populära blockkedjor använder dem.

Bevis på arbete (PoW)

Proof of Work är den mest välkända och mest använda konsensusmekanismen i blockkedjevärlden. PoW introducerades först av Satoshi Nakamoto, skaparen av Bitcoin.  Litecoin och Bitcoin Cash är bland de populära blockkedjorna för kryptovaluta som använder Proof of Work.

PoW fungerar genom att kräva att gruvarbetare löser komplexa matematiska problem med hjälp av beräkningskraft. Den första gruvarbetaren som löser problemet får lägga till ett nytt block i kedjan och får en belöning i form av kryptovaluta. Processen att lösa dessa matematiska problem kräver mycket energi och datorkraft, vilket gör det svårare för illvilliga aktörer att ta kontroll över nätverket.

PoW har dock några betydande nackdelar. För det första är det energikrävande, vilket kan resultera i höga transaktionsavgifter och ökade koldioxidutsläpp. För det andra kan det vara sårbart för 51 % attacker, där en angripare får kontroll över majoriteten av nätverkets beräkningskraft, vilket gör att de kan dubbelspendera och manipulera redovisningen.

Läsa: Upplever kryptogruvdrift en oåterkallelig undergång?

Bevis på insats (PoS)

Proof of Stake är en nyare konsensusmekanism som syftar till att ta itu med energiförbrukningen och skalbarhetsproblemen för PoW. PoS-systemvaliderare, även kända som stakers, väljs ut för att validera nya block baserat på mängden kryptovaluta de äger och har "insatt" på nätverket. Validatorer får transaktionsavgifter i form av kryptovaluta.

PoS kräver mycket mindre energi än PoW eftersom det inte är beroende av gruvarbetare som löser komplexa matematiska problem. Proof of Stake är också mycket snabbare och hanterar transaktioner på kortare tid. PoS är dock mer mottagligt för centralisering eftersom det belönar de som redan äger stora mängder kryptovaluta och kan avskräcka nya användare från att ansluta sig till nätverket. Cardano, Binance Smart Chain och Ethereum är exempel på PoS-blockkedjor.

Delegerat bevis på insats (DPoS)

Delegerat bevis på insats liknar PoS, men det lägger till ett ytterligare lager av styrning. I ett DPoS-system röstar intressenter för att välja en liten grupp delegater som är ansvariga för att validera transaktioner och lägga till nya block i kedjan.

DPoS är ännu snabbare än PoS eftersom det finns färre validerare, och det möjliggör mer skalbarhet när antalet transaktioner per sekund ökar. Men liksom PoS kan DPoS vara sårbart för centralisering eftersom delegaterna är ansvariga för det mesta av valideringen och beslutsfattandet på nätverket. Tron är den mest populära blockkedjan som använder DPoS.

Bevis för auktoritet (PoA)

Bevis på auktoritet är en konsensusmekanism som förlitar sig på betrodda validerare för att lägga till nya block i kedjan. I ett PoA-system är validerare betrodda noder som har förhandsgodkänts av nätverket och vars identitet är känd för alla deltagare. Validatorer upprätthåller nätverkets integritet. De ser till att nya transaktioner läggs till i kedjan.

PoA är mycket snabbare och mindre energikrävande än PoW, vilket gör det mer skalbart och kostnadseffektivt för mindre nätverk. Men det är också mer centraliserat, eftersom validerarna har betydande makt och kontroll över nätverket. VeChain använder PoA-konsensusmekanismen.

Bevis på förfluten tid (PoET)

Proof of Elapsed Time är en konsensusmekanism som använder en betrodd exekveringsmiljö för att slumpmässigt välja en validator. I ett PoET-system väntar varje nod i nätverket en slumpmässig tid i den betrodda miljön, och den nod som väntar kortast tid väljs för att validera nästa

Proof of Elapsed Time (PoET) är en konsensusmekanism som slumpmässigt väljer en validator med hjälp av en betrodd exekveringsmiljö där varje nod på nätverket väntar en slumpmässig tid. När den väl har valts lägger en nod till det nya blocket i kedjan och får en belöning för sitt arbete. PoET är snabbare och mer energieffektivt än PoW, mer skalbart än PoS och lämpar sig för privata blockkedjenätverk. PoET kan dock begränsas av tillgängligheten av den betrodda exekveringsmiljön och är sårbar för attacker från skadliga noder. Hyperledger sågtand är en blockchain-plattform utvecklad av Linux Foundations Hyperledger-projekt. Den använder PoET som sin konsensusmekanism.

Bysantinsk feltolerans (BFT)

Bysantinsk feltolerans (BFT) är en konsensusmekanism som gör det möjligt för noder i ett nätverk att nå en överenskommelse om tillståndet för blockkedjan, även i närvaro av skadliga eller felaktiga noder. BFT kräver en supermajoritet eller en tröskel av validerare för att komma överens om varje beslut, vilket säkerställer att konsensus fortfarande kan nås även om vissa validerare är illvilliga eller felaktiga. BFT är mycket tålig och snabb, vilket gör den lämplig för verksamhetskritiska tillämpningar som kräver tillförlitlighet. BFT kan dock vara komplext och resurskrävande och kanske inte lämpar sig för alla blockkedjeapplikationer som kräver höga nivåer av decentralisering. Tendermint, Corda och Metas misslyckade Våg är exempel på blockkedjor som använder BFT-konsensusmekanism.

Praktisk bysantinsk feltolerans (pBFT)

Practical Byzantine Fault Tolerance (pBFT) är en förbättrad version av BFT-konsensusmekanismen, designad för att förbättra effektiviteten av konsensus i storskaliga nätverk. pBFT kräver en två tredjedels majoritet av validatorerna för att nå en överenskommelse. pBFT använder en roterande ledarskapsmodell för att förhindra koncentration av makt i en enda validator. pBFT är snabbt, effektivt och används ofta i företags blockchain-nätverk som kräver höga nivåer av säkerhet och tillförlitlighet. Däremot kan pBFT vara mindre lämpligt för offentliga blockkedjenätverk som kräver en hög grad av decentralisering. Hyperledger Fabric blockchain nätverk använder pBFT-mekanismen. Quorum är en blockkedja utvecklad av JP Morgan som använder Istanbul BFT (IBFT). IBFT är en pBFT-variant.

Federerat bysantinskt avtal (FBA)

Federated Byzantine Agreement (FBA) är en konsensusmekanism som tillåter en grupp pålitliga noder att nå enighet om tillståndet för en blockkedja. FBA-systemnoder är organiserade i grupper eller "kvorum" som har sin egen konsensusprocess. Varje kvorum väljer en uppsättning "validatorer" som är ansvariga för att underhålla blockkedjan. För att nå konsensus utbyter validatorer meddelanden med varandra och med andra kvorum. FBA använder ett röstningssystem som kräver att en stor majoritet av validerare kommer överens om en transaktion. Först då läggs till blockkedjan.

Tillåtna blockkedjenätverk använder vanligtvis FBA-konsensus. Deltagare i behöriga nätverk är kända och betrodda. Det ger ett snabbt och effektivt sätt att nå konsensus samtidigt som det garanterar en hög grad av säkerhet och tillförlitlighet. FBA kan vara mindre lämpligt för offentliga blockkedjenätverk som kräver en hög grad av decentralisering. Det kan också ha svårt att uppnå konsensus med ett begränsat antal validerare. Ripple och Stjärn är två mycket populära blockkedjor som använder FBA-konsensusmekanismen.

Regisserad acyklisk graf (DAG)

En DAG-konsensusmekanism (Directed Acyclic Graph) skiljer sig från traditionella blockkedjestrukturer genom att använda en riktad graf för att organisera och validera transaktioner. I ett DAG-system verifieras varje transaktion av tidigare transaktioner. Nya transaktioner kan läggas till i grafen utan att en centraliserad enhet behöver verifiera dem.

DAG bekräftar snabbare än traditionella blockchain-system. Flera noder i nätverket validerar transaktioner samtidigt. DAG kan dock möta skalbarhetsproblem när antalet transaktioner i diagrammet växer. Säkerhet kan också vara ett problem eftersom DAG inte använder en enda blockkedja för att validera transaktioner. IOTA, Nano och Hedera Hashgraph blockkedjor använde DAG-baserad konsensus.

Den mest populära konsensusmekanismen i kryptovalutor är för närvarande Proof of Stake (PoS), tätt följt av Proof of Work (PoW). PoS vinner popularitet på grund av sin energieffektivitet jämfört med PoW, som kräver stora mängder beräkningskraft. Många nya kryptovalutor implementerar PoS. En av de största kryptovalutorna, Ethereum övergick från PoW till PoS. PoW är dock fortfarande populär bland etablerade. Bitcoin har en lång historia av att använda PoW och har ett stort nätverk av gruvarbetare som investerat i systemet.

Läsa: Proof of Reserve räddar Afrikas kryptoindustri från falska blockkedjeföretag

Tidsstämpel:

Mer från Web 3 Afrika