Що таке консенсус?
Протокол консенсусу — це механізм блокчейну, який забезпечує синхронізацію між вузлами та встановлює угоду щодо транзакцій і блоків, які вважаються законними та, отже, додаються до блокчейну. Це відмовостійкі методології для підтримки єдиного стану мережі та гармонізації всіх розподілених вузлів.
Метою наявності механізму консенсусу є перевірка та автентифікація транзакцій і, отже, забезпечення збереження цілісності мережі блокчейну. Консенсус – це домовленість про те, що прийнятно, а що ні! перед створенням незмінної книги та додаванням її до блоків мережі. Консенсус може бути наданий будь-яким або всіма вузлами в мережі, які отримали права на перевірку транзакції (або блоку). Ці вузли називаються валідаторами, майнерами або верифікаторами на основі термінології, яка підходить для мережі та протоколу консенсусу, який використовується. У цьому блозі обговорюється потреба в механізмі консенсусу та роз’яснюється аналіз і процес висновку щодо відповідного протоколу консенсусу для мережі блокчейн.
Навіщо потрібен механізм консенсусу?
Четверта ітерація промислової революції перетворює сучасну промисловість від просто оцифрованої версії того, що було вручну кілька десятиліть тому, до ефективно автоматизованої, безпечної та надійної децентралізованої кіберфізичної системи. Сьогодні мета полягає в тому, щоб запровадити кращі технологічні інструменти, здатні створити надійну та бездозволену мережу продуктів і послуг, які є більш ефективними та краще розробленими для Web4 та інших нових технологій.
Вони реалізовані для забезпечення єдиного стану мережі та підключення всіх вузлів до правильної мережі. Механізм консенсусу — це єдиний керуючий ідентифікатор, який забезпечує безпеку та автентичність децентралізованої книги, форми блокчейну. Блоки транзакцій додаються до існуючого блокчейну лише після автентифікації та перевірки механізмом, специфічним для блокчейну, для узгодження правильності транзакції. Консенсус є обов’язковим для розширення ланцюга шляхом додавання блоків, де кожен блок є набором транзакцій. Саме зростання ланцюга забезпечує функціонування мережі. Механізм консенсусу гарантує, що транзакції залишаються доступними, а система залишається прозорою. Алгоритми консенсусу усувають сторонніх посередників для забезпечення коректності транзакцій. Оскільки консенсус досягає глобального стану транзакцій у ланцюжку, усі вузли/однорангові вузли можуть довіряти один одному. Це створює стійкість до відмов у мережі.
У блокчейні управління розподіленою книгою здійснюється децентралізовано. У деяких ланцюгах кілька незалежних вузлів беруть на себе відповідальність за підтримку блокчейну, тоді як в інших консенсус має більш автоматизований характер, і вузли відповідають лише за подання або пропозицію транзакцій. Завдяки механізму консенсусу користувацький досвід покращується через узгоджену істину між зацікавленими сторонами, які відповідають за різнорідні мережеві вузли та компоненти.
Вибір механізму консенсусу
Розвиток технології блокчейн супроводжувався конгруентною еволюцією та інноваціями в механізмах консенсусу. Консенсусний протокол може мати багато цілей, як-от підтримка безпеки, співпраця, рівні права вузлів, управління блокчейном, певний відсоток участі вузлів тощо. Ці консенсусні цілі формують передумови для ретельного вивчення будь-якого блоку та перевірки його для додавання до ланцюжка для досягнення наступний стабільний, надійний і безпечний стан мережі.
Щоб зробити висновок щодо будь-якого механізму консенсусу, важливо зрозуміти пріоритети та структуру блокчейну. Разом з цим, існує потреба зрозуміти необхідну архітектуру, базову функціональність і основні компоненти, задіяні в механізмі консенсусу. Після цього можна виробити консенсусну методологію, яка підходить для блокчейну. Нижче наведено деякі з основних характеристик, які враховуються під час оцінки механізму консенсусу, який буде використовуватися в блокчейні.
Аналіз консенсусних алгоритмів для програм
● Тип блокчейну
На основі властивостей програми або системи, яка використовує блокчейн, ступінь контролю та доступність блокчейну поділяють на приватні, публічні або консорціумні. Механізм консенсусу повинен підтримувати те саме, забезпечуючи безпеку та цілісність блокчейну.
● Децентралізоване управління
Мережа, керована гравцями, розподіленими по мережі, гарантує, по-перше, що блокчейн не буде централізовано керованим, що призведе до монополістичного управління, керованого інтересами невеликої частини користувачів, і, по-друге, гарантує, що всі рішення, прийняті через розподілений консенсус спрямовані на спільну мету – принести користь блокчейну та зберегти його безпеку та цілісність.
● Масштабованість і атаки
Будь-який блокчейн повинен бути масштабованим. Такий консенсус, як PoW, який вимагає високої обчислювальної потужності, унеможливлює вільне масштабування. Блокчейни, націлені на глобальне впровадження, обов’язково повинні бути масштабованими, і консенсусні механізми, такі як PoT і ELASTICO, розроблені, щоб допомогти цьому.
Масштабованість пов’язана з тим, що блокчейн стає більш сприйнятливим до атак, тому керування блокчейном і консенсус слід вибирати ретельно, щоб забезпечити високу безпеку.
● Модель толерантності до противника
Жодна мережа не може бути застрахована від збоїв. Кожен блокчейн так само вразливий до двох основних типів збоїв — збою та візантійного, про які ми говоримо далі. Захист блокчейну від зловмисних операцій має бути вбудованим у модель управління та консенсусної моделі блокчейну. Механізм консенсусу повинен гарантувати, що надійність блокчейну підтримується за допомогою атак і вразливостей.
Механізм консенсусу, який може допомогти блокчейну уникнути таких атак і навіть безперешкодно відновлюватися у разі виникнення будь-якої з них, є ще одним заходом, який допомагає зробити висновок, чому конкретний механізм консенсусу може чи не підходить для блокчейну.
● Параметри продуктивності
Цифровізація та глобалізація збільшили кількість транзакцій, що відбуваються в будь-якій галузевій вертикалі. Протягом багатьох років блокчейни також еволюціонували від кількох транзакцій на день до обробки повних блоків за лічені секунди. Таким чином, варіант використання, який вимагає обробки та завершення транзакцій у реальному часі, також потребуватиме такого механізму консенсусу. Такий механізм консенсусу вимагає безперебійної доступності вузлів перевірки.
Пропускна здатність, затримка та пропускна здатність є важливими параметрами, які слід контролювати, що робить блокчейн надійним. Блокчейн повинен підтримувати високу пропускну здатність і низькі значення затримки. Він повинен підтримувати пропускну здатність, здатну обробляти обсяг трафіку, який він має намір залучити. Такі механізми, як DPoS, PoET і Tendermint, підтримують високу масштабованість і пропускну здатність.
● Складність комунікаційної моделі
Виходячи з часу відповіді, консенсусний протокол повинен задовольняти вимоги зв’язку. Будь то синхронний (низький час відгуку) чи асинхронний (високий час відгуку), програма визначає, який тип зв’язку та який консенсусний протокол найкраще підходять для конкретного випадку використання.
Збирання консенсусу з кількох розподілених вузлів є виснажливим завданням. Від пропозиції блоку для додавання до ланцюга до моменту, коли його додають і всі вузли досягають оновленого стану блокчейну, шлях не є ні гладким, ні передбачуваним. Механізм консенсусу, який визнає та керує тим самим, має велике значення для блокчейнів із великим обсягом транзакцій і, отже, блоків, готових до перевірки.
● Структура кворуму
Щоб розподілена система забезпечувала узгоджену роботу, існує мінімальна кількість або відсоток вузлів, які повинні дати згоду, щоб блок вважався дійсним і додавався до ланцюжка. Алгоритм консенсусу зі структурою кворуму, який забезпечує децентралізацію та розподіл консенсусу, є кращим для будь-якого блокчейну.
● Вимоги до енергії
Головне занепокоєння в усьому світі - це вимоги до енергії та рівень викидів консенсусу. Сьогодні більшість додатків і користувачів налаштовані скептично та схильні вибирати консенсусний механізм, який мало впливає на якість навколишнього середовища, яка вже погіршується.
Наразі найбільший і найстаріший блокчейн, що працює на PoW, який потребує екстремальних рівнів обчислювальної потужності, вважається найбільш ворожим для навколишнього середовища, тому фокус змістився на кращі механізми, такі як PoS, PoB і PoC.
● Категорія майнінгу та консенсусу
На основі розміру мережі можна скласти консенсусні протоколи. Мережа з великою кількістю розподілених вузлів надає перевагу консенсусу на основі доказів, тоді як менша мережа надає перевагу механізмам консенсусу на основі поведінки голосування. Хоча це досить рудиментарно. Більш важливим є те, який спосіб роботи використовує механізм консенсусу. Механізми консенсусу загалом поділяються на такі категорії:
- На основі доказів : ті, які залежать від доказів від валідаторів на основі таких параметрів, як обчислювальна потужність, ємність запису, багатство, пам’ять тощо.
- На основі можливостей : вони призначені для зменшення потреби в енергії, але мають властивий недолік централізації на основі можливостей, що розглядаються.
- На основі голосування : Майнер обирається шляхом голосування, щоб запропонувати, створити та зафіксувати блок. Довибори значною мірою вирішують проблему централізації. Крім того, виборці також піклуються про вимоги щодо доказів. Однак цей механізм може опосередковано страждати від:
а). Збій: перевантаження вибраного вузла завданням перевірки та відсутність резервного механізму на випадок збою на вибраному кінці перевірки.
б). Візантійський розлом: це тонка помилка, коли вважається, що існує ілюзорний розподіл консенсусу, хоча консенсус може бути централізованим у межах кількох вузлів.
● Консенсусна остаточність
Існує дві основні категорії остаточності транзакції - абсолютна та імовірнісна. Ймовірнісний консенсус може призвести до відкоту транзакцій, які не можуть бути зафіксовані пізніше в тому самому блоці, і, отже, будуть повторно згенеровані та повторно перевірені, щоб бути зафіксованими для блоку. Тут час відгуку є фактором, який впливає на визначення механізму консенсусу, будь то імовірнісного чи абсолютного. Сьогодні тільки ripple і DBFT забезпечують абсолютну остаточність. Основна мета консенсусу полягає в підтримці автентичного глобального стану блокчейну, усуненні приватних інтересів одного або кількох вузлів і цільової підтримки конфіденційності даних. Блокчейн повинен завжди залишатися в стані, узгодженому кожним окремим вузлом, тобто в постійному стані безсумнівної цілісності.
● Напади
Глобальна доступність і прозорість роблять блокчейни дуже вразливими до загроз. Механізм консенсусу щодо фінансової торгівлі повинен допомогти користувачам зменшити ризики, зберігаючи контроль над активами в руках власника. Досягнення глобального стану в ланцюжку та його підтримка викликають довіру між вузлами та однолітками.
Залежно від категорії атак на безпеку, до яких чутливий блокчейн, можна використовувати механізми консенсусу, щоб додати рівень безпеки в блокчейн. RAFT, PoB і PoA — це кілька протоколів, які стійко протистоять DDos-атакам, тоді як PoT і Ripple надійні, коли йдеться про атаки Sybil.
Необхідно врахувати ще кілька міркувань, перш ніж завершити роботу над механізмом узгодження, вони можуть включати підхід до реалізації, токенізацію та міцність алгоритму.
Жоден параметр самостійно не впливає на вибір будь-якого конкретного механізму консенсусу. Поєднання цих параметрів впливає на роботу механізму консенсусу в різних програмах, розроблених на цьому блокчейні.
Гібридний консенсус
Без шкоди для унікальних характеристик механізмів консенсусу, таких як масштабованість, безпека, децентралізація та механізми консенсусу швидкої роботи без дозволу, можна об’єднати, щоб сформувати відповідний консенсус для конкретного випадку використання. Мета гібридизації полягає в тому, щоб отримати найкраще з обох світів, державного та приватного блокчейнів. Об’єднання здійснюється на основі сумісності найманого індивідуального консенсусу. Результатом цього є гібридний блокчейн, який має суворіші обмеження видимості з боку зовнішніх мереж і більш плавну внутрішню обробку.
Гібридизація може застосовуватися не в самому блокчейні, а на другому рівні над блокчейном, функціональному рівні, де розгортається більшість програм. Хоча тут додано другий рівень контролю та функціональність, це зменшує навантаження на основний блокчейн. Це не можна порівнювати з механізмом подвійного консенсусу, який використовує Solana. Solana має консенсус, де блоки конвеєрно розподіляються на основі PoH, а перевірка здійснюється через PoS. Це незалежний блокчейн, який використовує два механізми згоди в два різні моменти часу.
Перехід до іншого механізму консенсусу
Ethereum викликав великий ажіотаж, перейшовши з PoW на PoS. Це не гладкий процес. Крім зусиль і можливостей, фаза переходу страждає від величезної вразливості, і тому вимагає додаткових зусиль для захисту від Sybil та інших атак. Сам Ethereum зробив це поетапно, оскільки коли блокчейн стає функціональним і публічним, транзакції, що відбуваються навколо, і генерація блоків не припиняються. Міграція на Ethereum здійснювалася поетапно, і до моменту написання цього PoW працює паралельно з PoS. Механізм і міркування міграції виходять за рамки цього блогу, хоча Ethereum продемонстрував, що це можливо і складно одночасно.
Майбутнє Консенсусу
Майбутнє оцифрування зосереджено навколо блокчейну, тому механізми консенсусу знаходяться під пильною увагою. Кожен новий блокчейн намагається перевершити те, що вже було зроблено. Solana запропонувала цілий новий набір протоколів, таких як рівень моря та розрив хмар, щоб кинути виклик поширеним блокчейнам. Це виграло від цього та швидко досягло конкурентної популярності. Однак мета полягає не в єдиному блокчейні чи найкращому консенсусному механізмі. Мета полягає в тому, щоб досягти рівня співпраці, на якому окремі блокчейни можуть функціонувати, а валюта чи будь-яка цифрова транзакція є можливою без обмежень базової архітектури чи блокчейну чи механізму керівного консенсусу. Метавсесвіт, кінцевий єдиний цифровий простір, ще далекий, доки окремі блокчейни не будуть легко інтегровані, щоб сформувати синергетичний альянс.
Шукаєте тут допомоги?
Зв’яжіться з нашим експертом для
детальне обговоренняn
Повідомлення Децентралізовані механізми консенсусу вперше з'явився на PrimaFelicitas.
Повідомлення Децентралізовані механізми консенсусу вперше з'явився на PrimaFelicitas.
- Coinsmart. Найкраща в Європі біржа біткойн та криптовалют.
- Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. БЕЗКОШТОВНИЙ ДОСТУП.
- CryptoHawk. Альткойн Радар. Безкоштовне випробування.
- Джерело: https://www.primafelicitas.com/Insights/decentralized-consensus-mechanisms/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=decentralized-consensus-mechanisms
- a
- абсолют
- доступність
- доступною
- розмістити
- рахунки
- через
- доданий
- Додатковий
- проти
- Угода
- алгоритм
- алгоритми
- ВСІ
- Альянс
- вже
- хоча
- завжди
- серед
- кількість
- аналіз
- Інший
- з'явився
- додаток
- застосування
- підхід
- архітектура
- навколо
- активи
- Authentic
- автентифіковано
- справжність
- Автоматизований
- наявність
- резервна копія
- становлення
- перед тим
- буття
- нижче
- користь
- КРАЩЕ
- Краще
- За
- найбільший
- Блокувати
- blockchain
- Технологія блокчейна
- блокчейни
- Блог
- здатний
- потужність
- який
- випадок
- Категорія
- централізована
- певний
- ланцюг
- виклик
- Вибирати
- вибраний
- хмара
- збір
- поєднання
- комбінований
- commit
- вчинено
- загальний
- Комунікація
- зв'язку
- порівняний
- сумісність
- конкурентоспроможний
- повний
- комплекс
- Компоненти
- компрометуючі
- обчислення
- обчислення
- обчислювальна потужність
- уклали
- підключений
- Консенсус
- згода
- розгляду
- міркування
- послідовний
- контроль
- співробітництво
- Крах
- створений
- створення
- Валюта
- дані
- день
- DDoS
- справу
- децентралізація
- Децентралізований
- рішення
- присвячених
- розгорнути
- докладно
- визначення
- розвиненою
- DID
- різний
- цифровий
- оцифрування
- розподілений
- Розподілена книга
- розподіл
- керований
- кожен
- ефективний
- продуктивно
- зусилля
- усунутий
- вбудований
- з'являються
- випромінювання
- працює
- дозволяє
- енергія
- забезпечення
- Навколишнє середовище
- навколишній
- істотний
- встановлює
- і т.д.
- Ефіріума
- еволюція
- існуючий
- досвід
- Досліди
- експерт
- продовжити
- екстремальний
- Провал
- милостей
- фінансовий
- Перший
- недолік
- Сфокусувати
- форма
- форми
- Рамки
- від
- функція
- функціональний
- функціональність
- далі
- майбутнє
- породжувати
- покоління
- Глобальний
- глобалізація
- Глобально
- мета
- Цілі
- управління
- великий
- Зростання
- Обробка
- має
- допомога
- допомагає
- тут
- Високий
- дуже
- Як
- HTTPS
- величезний
- гібрид
- Особистість
- непорушний
- Impact
- реалізація
- реалізовані
- значення
- важливо
- неможливе
- включати
- незалежний
- побічно
- індивідуальний
- промислові
- Промислова революція
- промисловість
- притаманне
- інновація
- цілісність
- наміри
- інтерес
- інтереси
- посередників
- залучений
- IT
- сам
- подорож
- зберігання
- великий
- шар
- Гросбух
- рівень
- рівні
- made
- підтримувати
- обслуговування
- основний
- зробити
- вдалося
- обов'язковий
- манера
- керівництво
- вимір
- механізм
- пам'ять
- Метавеси
- методології
- Методологія
- може бути
- шахтар
- шахтарі
- мінімальний
- Mining
- модель
- більше
- найбільш
- множинний
- природа
- ні
- мережу
- мереж
- наступний
- вузли
- номер
- цілей
- операція
- операції
- Інше
- власник
- участь
- приватність
- відсоток
- продуктивність
- фаза
- мучився
- гравці
- PoC
- точка
- популярність
- PoS
- це можливо
- Поу
- влада
- представити
- первинний
- недоторканність приватного життя
- приватний
- Проблема
- процес
- обробка
- Продукти
- доказ
- властивості
- пропонувати
- захист
- протокол
- протоколи
- забезпечувати
- громадськість
- мета
- якість
- Швидко
- ставки
- досягати
- реального часу
- Відновлювати
- зменшити
- надійний
- залишатися
- залишається
- надає
- вимагається
- Вимога
- Вимагається
- відповідь
- відповідальність
- відповідальний
- Обмеження
- в результаті
- Пульсація
- ризики
- стійкість
- біг
- то ж
- масштабованість
- масштабовані
- шкала
- SEA
- плавно
- seconds
- безпечний
- безпеку
- вибір
- Послуги
- комплект
- Аналогічно
- один
- Розмір
- невеликий
- Солана
- деякі
- Простір
- конкретний
- стояти
- стан
- розмішувати
- сила
- сильний
- підтримка
- SWIFT
- система
- Технології
- Технологія
- термінологія
- Команда
- третя сторона
- загрози
- через
- пропускна здатність
- час
- times
- сьогодні
- Токенізація
- терпимість
- інструменти
- топ
- до
- торгувати
- трафік
- угода
- Transactions
- перехід
- прозорість
- прозорий
- Довіряйте
- кінцевий
- при
- розуміти
- створеного
- використання
- користувачі
- підтверджено
- перевірка достовірності
- різний
- версія
- видимість
- обсяг
- Голосування
- Уразливості
- вразливість
- Багатство
- Web3
- Web3.0
- Що
- Що таке
- Чи
- в той час як
- в
- без
- світі
- б
- лист
- років