Еволюція механізмів консенсусу в блокчейні

Еволюція механізмів консенсусу в блокчейні

Мітка часу: 16 лютого 2023 3:59
Еволюція механізмів консенсусу в блокчейні PlatoBlockchain Data Intelligence. Вертикальний пошук. Ai.
  • Одним із найважливіших компонентів децентралізованої системи є механізм консенсусу, який мережа блокчейну використовує для перевірки транзакцій.
  • Ми дослідимо різні типи механізмів консенсусу, які використовуються в криптовалютах, і їх унікальні особливості
  • Найпопулярнішим механізмом консенсусу в криптовалюті наразі є Proof of Stake (PoS), за яким слідує Proof of Work (PoW).

Криптовалюти перебувають на підйомі вже досить давно. Їхня популярність продовжує зростати з кожним днем. Однією з головних причин цього є децентралізований характер криптовалют. Децентралізація робить їх більш безпечними, прозорими та менш схильними до цензури чи контролю з боку центральної влади.

Одним із найважливіших компонентів цієї децентралізованої системи є механізм консенсусу, який мережа блокчейну використовує для перевірки транзакцій. Це підтримує цілісність книги між вузлами. Ми дослідимо різні типи механізмів консенсусу, які використовуються в криптовалютах, і їх унікальні особливості. Незважаючи на те, що деякі з цих механізмів консенсусу маловідомі, ви з подивом виявите, що популярні блокчейни їх використовують.

Доказ роботи (PoW)

Доказ роботи є найвідомішим і широко використовуваним механізмом консенсусу в світі блокчейнів. PoW вперше представив Сатоші Накамото, творець Bitcoin.  Litecoin і Bitcoin Cash є одними з популярних блокчейнів криптовалюти, які використовують Proof of Work.

PoW працює, вимагаючи від майнерів розв’язувати складні математичні проблеми, використовуючи обчислювальну потужність. Перший майнер, який вирішить проблему, може додати новий блок до ланцюжка та отримає винагороду у вигляді криптовалюти. Процес вирішення цих математичних задач вимагає багато енергії та обчислювальної потужності, що ускладнює контроль над мережею для зловмисників.

Однак PoW має кілька істотних недоліків. По-перше, це енергоємність, що може призвести до високих комісій за транзакції та збільшення викидів вуглецю. По-друге, він може бути вразливим до атак 51%, коли зловмисник отримує контроль над більшою частиною обчислювальної потужності мережі, що дозволяє йому подвоїти витрати та маніпулювати обліковою книгою.

Читайте: Криптомайнінг переживає незворотний спад?

Підтвердження частки (PoS)

Proof of Stake — це новий консенсусний механізм, спрямований на вирішення проблем споживання енергії та масштабованості PoW. Валідатори системи PoS, також відомі як стейкери, вибираються для перевірки нових блоків на основі кількості криптовалюти, якою вони володіють і яку «ставили» в мережі. Валідатори отримують комісію за транзакції у формі криптовалюти.

PoS потребує набагато менше енергії, ніж PoW, оскільки він не покладається на те, що майнер розв’язує складні математичні проблеми. Proof of Stake також набагато швидший, обробляючи транзакції за менший час. Однак PoS більш сприйнятливий до централізації, оскільки він винагороджує тих, хто вже володіє великою кількістю криптовалюти, і може перешкодити новим користувачам приєднуватися до мережі. Кардано, Binance Smart Chain і Ethereum є прикладами блокчейнів PoS.

Delegated Proof of Stake (DPoS)

Делеговане підтвердження частки схоже на PoS, але додає додатковий рівень керування. У системі DPoS учасники голосуванням обирають невелику групу делегатів, які відповідають за перевірку транзакцій і додавання нових блоків до ланцюжка.

DPoS є навіть швидшим, ніж PoS, оскільки існує менше валідаторів, і він забезпечує більшу масштабованість із збільшенням кількості транзакцій на секунду. Однак, як і PoS, DPoS може бути вразливим до централізації, оскільки делегати відповідають за більшу частину перевірки та прийняття рішень у мережі. Tron є найпопулярнішим блокчейном, який використовує DPoS.

Підтвердження повноважень (PoA)

Доказ повноважень — це механізм консенсусу, який покладається на довірених валідаторів для додавання нових блоків у ланцюг. У системі PoA валідатори є довіреними вузлами, які були попередньо схвалені мережею та ідентифікаційні дані яких відомі всім учасникам. Валідатори підтримують цілісність мережі. Вони забезпечують додавання нових транзакцій до ланцюжка.

PoA набагато швидший і менш енергоємний, ніж PoW, що робить його більш масштабованим і економічно ефективним для невеликих мереж. Однак він також більш централізований, оскільки валідатори мають значну владу та контроль над мережею. VeChain використовує механізм консенсусу PoA.

Доказ часу, що минув (PoET)

Підтвердження часу, що минув, — це консенсусний механізм, який використовує довірене середовище виконання для випадкового вибору валідатора. У системі PoET кожен вузол мережі чекає випадкову кількість часу в довіреному середовищі, і вузол, який очікує найменший час, вибирається для перевірки наступного

Підтвердження минулого часу (PoET) — це консенсусний механізм, який випадковим чином вибирає валідатор за допомогою довіреного середовища виконання, де кожен вузол мережі чекає випадкову кількість часу. Після вибору вузол додає новий блок до ланцюжка та отримує винагороду за свою роботу. PoET швидший і енергоефективніший, ніж PoW, більш масштабований, ніж PoS, і підходить для приватних блокчейн-мереж. Однак PoET може бути обмежений доступністю довіреного середовища виконання та вразливий до атак з боку зловмисних вузлів. Гіперледгер Пила це блокчейн-платформа, розроблена проектом Hyperledger Linux Foundation. Він використовує PoET як механізм консенсусу.

Візантійська толерантність до розломів (BFT)

Візантійська відмовостійкість (BFT) — це механізм консенсусу, який дозволяє вузлам у мережі досягти згоди щодо стану блокчейну, навіть за наявності шкідливих або несправних вузлів. Для узгодження кожного рішення BFT вимагає супербільшості або певної кількості валідаторів, що гарантує досягнення консенсусу, навіть якщо деякі валідатори шкідливі або несправні. BFT є високостійким і швидким, що робить його придатним для критично важливих додатків, які вимагають надійності. Однак BFT може бути складним і ресурсомістким, і може не підходити для всіх блокчейн-додатків, які потребують високого рівня децентралізації. Tendermint, Corda та Терези, що підвели Мету є прикладами блокчейнів, які використовують механізм консенсусу BFT.

Практична візантійська відмовостійкість (pBFT)

Practical Byzantine Fault Tolerance (pBFT) — це розширена версія механізму консенсусу BFT, призначеного для підвищення ефективності консенсусу у великих мережах. pBFT вимагає більшості у дві третини валідаторів для досягнення згоди. pBFT використовує модель ротаційного лідерства, щоб запобігти концентрації влади в одному валідаторі. pBFT є швидким, ефективним і широко використовується в корпоративних блокчейн-мережах, які потребують високого рівня безпеки та надійності. Однак pBFT може бути менш придатним для публічних блокчейн-мереж, які потребують високого ступеня децентралізації. Блокчейн Hyperledger Fabric мережа використовує механізм pBFT. Кворум це блокчейн, розроблений J. P. Morgan, який використовує Istanbul BFT (IBFT). IBFT є варіантом pBFT.

Федеративна візантійська угода (FBA)

Federated Byzantine Agreement (FBA) — це механізм консенсусу, який дозволяє групі довірених вузлів досягти консенсусу щодо стану блокчейну. Вузли системи FBA організовані в групи або «кворуми», які мають власний процес консенсусу. Кожен кворум обирає набір «валідаторів», які відповідають за підтримку блокчейну. Щоб досягти консенсусу, валідатори обмінюються повідомленнями один з одним та з іншими кворумами. FBA використовує систему голосування, яка вимагає надзвичайної більшості валідаторів для узгодження транзакції. Тільки після цього додається до блокчейну.

Дозволені блокчейн-мережі зазвичай використовують консенсус FBA. Учасники дозволених мереж відомі та їм довіряють. Це забезпечує швидкий і ефективний спосіб досягнення консенсусу, забезпечуючи високий рівень безпеки та надійності. FBA може бути менш придатним для публічних блокчейн-мереж, які потребують високого ступеня децентралізації. Також можуть виникнути труднощі з досягненням консенсусу з обмеженою кількістю валідаторів. Пульсація та зоряний це два дуже популярні блокчейни, які використовують механізм консенсусу FBA.

Спрямований ациклічний графік (DAG)

Механізм консенсусу Directed Acyclic Graph (DAG) відрізняється від традиційних структур blockchain використанням спрямованого графа для організації та перевірки транзакцій. У системі DAG кожна транзакція перевіряється попередніми транзакціями. Нові транзакції можна додавати до графіка без необхідності централізованої організації для їх перевірки.

DAG підтверджує швидше, ніж традиційні системи блокчейну. Кілька вузлів у мережі одночасно перевіряють транзакції. Однак DAG може зіткнутися з проблемами масштабованості, оскільки кількість транзакцій на графіку зростає. Безпека також може бути проблемою, оскільки DAG не використовує єдиний блокчейн для перевірки транзакцій. IOTA, Nano та Гедера Хашграф блокчейни використовували консенсус на основі DAG.

Найпопулярнішим механізмом консенсусу в криптовалютах наразі є Proof of Stake (PoS), за яким слідує Proof of Work (PoW). PoS набирає популярності завдяки своїй енергоефективності порівняно з PoW, яка потребує великої обчислювальної потужності. Багато нових криптовалют впроваджують PoS. Одна з найбільших криптовалют Ethereum перейшла з PoW на PoS. Проте PoW залишається популярним серед відомих людей. Біткойн має довгу історію використання PoW і має велику мережу майнерів, інвестованих у систему.

Читайте: Proof of Reserve рятує криптоіндустрію Африки від фальшивих блокчейн-компаній

Часова мітка:

Більше від Web 3 Африка