Wat Is een blockchain Consensus algoritme?

Inleiding

een consensus-algoritme is een mechanisme dat gebruikers of machines in staat stelt te coördineren in een gedistribueerde omgeving. Het moet ervoor zorgen dat alle agenten in het systeem het eens kunnen worden over één enkele bron van waarheid, zelfs als sommige agenten falen. Met andere woorden, het systeem moet fouttolerant zijn (zie ook: Byzantijnse fouttolerantie uitgelegd).

in een gecentraliseerde installatie heeft één entiteit macht over het systeem. In de meeste gevallen kunnen ze wijzigingen aanbrengen zoals ze willen – er is geen complex governancesysteem voor het bereiken van consensus onder veel beheerders.

maar in een gedecentraliseerde setup is het een heel ander verhaal. Stel dat we werken met een gedistribueerde database-hoe bereiken we een overeenkomst over welke items worden toegevoegd?

het overwinnen van deze uitdaging in een omgeving waar vreemden elkaar niet vertrouwen was misschien wel de meest cruciale ontwikkeling die de weg plaveide voor blockchains. In dit artikel, we zullen een kijkje nemen op hoe consensus algoritmen zijn van vitaal belang voor het functioneren van cryptocurrencies en gedistribueerde grootboeken.

Consensus algoritmen en cryptogeld

in cryptocurrencies worden de saldi van gebruikers vastgelegd in een database – de blockchain. Het is essentieel dat iedereen (of beter gezegd, elk knooppunt) een identieke kopie van de database bijhoudt. Anders, je zou al snel eindigen met tegenstrijdige informatie, ondermijnen van het hele doel van de cryptogeld netwerk.

cryptografie met publieke sleutel zorgt ervoor dat gebruikers elkaars munten niet kunnen uitgeven. Maar er moet nog steeds een enkele bron van waarheid zijn waarop netwerkdeelnemers vertrouwen, om te kunnen bepalen of er al geld is uitgegeven.

Satoshi Nakamoto, de maker van Bitcoin, stelde een Proof of Work-systeem voor om deelnemers te coördineren. We zullen binnenkort ingaan op hoe PoW werkt-voor nu, zullen we enkele van de gemeenschappelijke kenmerken identificeren van de vele consensus algoritmen die bestaan.

Ten eerste vereisen we dat gebruikers die blokken willen toevoegen (we noemen ze validators) een stake opgeven. De inzet is een soort waarde die een validator moet naar voren brengen, die hen ontmoedigt om oneerlijk te handelen. Als ze vals spelen, verliezen ze hun inzet. Voorbeelden zijn rekenkracht, cryptogeld of zelfs reputatie.

waarom zouden zij hun eigen middelen riskeren? Er is ook een beloning beschikbaar. Dit bestaat meestal uit native cryptogeld van het protocol en bestaat uit vergoedingen betaald door andere gebruikers, vers gegenereerde cryptogeld eenheden, of beide.

het laatste wat we nodig hebben is transparantie. We moeten kunnen detecteren wanneer iemand vals speelt. Idealiter zou het duur moeten zijn voor hen om blokken te produceren, maar goedkoop voor iedereen om ze te valideren. Dit zorgt ervoor dat validators in toom worden gehouden door regelmatige gebruikers.

soorten consensus algoritmes

Proof of Work (PoW)

Proof of Work (PoW) is de peetvader van blockchain consensus algoritmes. Het werd voor het eerst geïmplementeerd in Bitcoin, maar de werkelijke concept is al enige tijd. In het bewijs van werk, validators (aangeduid als mijnwerkers) hash de gegevens die ze willen toevoegen totdat ze een specifieke oplossing te produceren.

een hash is een schijnbaar willekeurige reeks letters en cijfers die wordt gemaakt wanneer u gegevens door een hash-functie uitvoert. Maar, als je dezelfde gegevens weer door het, je zult altijd eindigen met dezelfde output. Verander zelfs een detail, hoewel, en uw hash zal volledig anders zijn.

als je naar de uitvoer kijkt, kun je onmogelijk zeggen welke informatie in de functie is ingevoerd. Ze zijn daarom nuttig om te bewijzen dat je een stuk gegevens kende voor een bepaalde tijd. Je kunt iemand zijn hash geven, en wanneer je later de gegevens onthult, kan die persoon het door de functie laten lopen om er zeker van te zijn dat de uitvoer hetzelfde is.

in Proof of Work worden in het protocol voorwaarden vastgesteld voor de geldigheid van een blok. Het zou bijvoorbeeld kunnen zeggen dat alleen een blok waarvan de hash begint met 00 geldig is. De enige manier voor de mijnwerker om een die overeenkomt met die combinatie te creëren is brute-force ingangen. Ze kunnen een parameter in hun gegevens aanpassen om een ander resultaat te produceren voor elke gok totdat ze de juiste hash krijgen.

bij belangrijke blockchains is de lat ongelooflijk hoog. Om te concurreren met andere mijnwerkers, zou je een magazijn vol speciale hashing hardware (ASICs) nodig om in met een kans op het produceren van een geldig blok.

uw inzet bij de mijnbouw is de kosten van deze machines en de elektriciteit die nodig is om ze te laten draaien. ASICs zijn gebouwd voor één doel, dus ze hebben geen gebruik in toepassingen buiten cryptogeld mijnbouw. Uw enige manier om uw initiële investering terug te verdienen is om de mijne, die een aanzienlijke beloning oplevert als u met succes een nieuw blok toe te voegen aan de blockchain.

het is triviaal dat het netwerk controleert of u inderdaad het juiste blok hebt aangemaakt. Zelfs als je triljoenen combinaties hebt geprobeerd om de juiste hash te krijgen, hoeven ze alleen maar je gegevens één keer door een functie te laten lopen. Als uw gegevens een geldige hash produceren, wordt deze geaccepteerd en krijgt u een beloning. Anders zal het netwerk het afwijzen en heb je tijd en elektriciteit voor niets verspild.

bewijs van inzet (PoS)

bewijs van inzet (PoS) werd voorgesteld in de vroege dagen van Bitcoin als een alternatief voor bewijs van werk. In een kassasysteem is er geen concept van mijnwerkers, gespecialiseerde hardware of enorm energieverbruik. Alles wat je nodig hebt is een gewone PC.

nou, niet alle. Je moet nog wat huid in het spel zetten. In PoS, je hoeft niet naar voren een externe bron (zoals elektriciteit of hardware), maar een interne – cryptogeld. Regels verschillen met elk protocol, maar er is over het algemeen een minimum aan fondsen die je moet houden om in aanmerking te komen voor het inzetten.

vanaf daar sluit u uw geld op in een portemonnee (ze kunnen niet worden verplaatst terwijl u spitst). U zult het meestal eens met andere validators over welke transacties zullen gaan in het volgende blok. In zekere zin, je inzet op het blok dat zal worden geselecteerd, en het protocol zal kiezen.

als uw blok is geselecteerd, ontvangt u een deel van de transactiekosten, afhankelijk van uw inzet. Hoe meer fondsen je hebt opgesloten, hoe meer je kunt winnen. Maar als je probeert vals te spelen door ongeldige transacties voor te stellen, verlies je een deel (of alle) van je inzet. Daarom hebben we een soortgelijk mechanisme als PoW – eerlijk handelen is winstgevender dan oneerlijk handelen.

in het algemeen zijn er geen nieuw gecreëerde munten als onderdeel van de beloning voor validators. De inheemse valuta van de blockchain moet dus op een andere manier worden uitgegeven. Dit kan worden gedaan via een initiële distributie (ICO of IEO) of door het protocol te laten starten met PoW voordat het later overgaat naar PoS.

tot op heden is zuiver bewijs van inzet alleen echt gebruikt in kleinere cryptocurrencies. Daarom is het onduidelijk of het kan dienen als een levensvatbaar alternatief voor PoW. Hoewel het theoretisch klinkt, zal het in de praktijk heel anders zijn.

zodra Po ‘ s worden uitgerold op een netwerk met een grote waarde, wordt het systeem een speelveld van speltheorie en financiële prikkels. Iedereen met de know-how om” hack ” Een PoS – systeem zou waarschijnlijk alleen doen als ze konden profiteren van het-daarom, de enige manier om uit te vinden of het haalbaar is is op een live-netwerk.

we zullen binnenkort PoS getest op grote schaal-Casper zal worden geïmplementeerd als onderdeel van een reeks upgrades naar het Ethereum-netwerk (gezamenlijk bekend als Ethereum 2.0).

andere consensusalgoritmen

bewijs van werk en bewijs van inzet zijn de meest besproken consensusalgoritmen. Maar er is een grote verscheidenheid aan andere, allemaal met hun eigen voor-en nadelen. Bekijk de volgende artikelen:

  • Vertraagd Bewijs van Werken Toegelicht
  • Verhuurd Bewijs van Belang Consensus Uitgelegd
  • Bewijs van Bevoegdheid Uitgelegd
  • Bewijs van Branden Uitgelegd
  • Gedelegeerde Bewijs van Belang Uitgelegd
  • Hybride PoW/PoS Consensus Uitgelegd

Afsluitende gedachten

Mechanismen voor het bereiken van consensus essentieel zijn voor het functioneren van gedistribueerde systemen. Velen geloven dat de grootste innovatie in Bitcoin was het gebruik van bewijs van werk om gebruikers in staat te stellen om het eens te worden over een gedeelde set feiten.

consensusalgoritmen ondersteunen tegenwoordig niet alleen digitale geldsystemen, maar blockchains waarmee ontwikkelaars code kunnen uitvoeren over een gedistribueerd netwerk. Ze zijn nu een hoeksteen van blockchain technologie en zijn van cruciaal belang voor de levensvatbaarheid op lange termijn van de verschillende bestaande netwerken.

van alle consensusalgoritmen blijft het bewijs van werk het dominante aanbod. Een alternatief dat betrouwbaarder en veiliger is, moet nog worden voorgesteld. Dat gezegd hebbende, er is een enorme hoeveelheid onderzoek en ontwikkeling naar vervangingen voor krijgsgevangenen, en we zullen er de komende jaren waarschijnlijk meer naar boven zien komen.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.