Ce este un algoritm de consens Blockchain?
Introducere
un algoritm de consens este un mecanism care permite utilizatorilor sau mașinilor să se coordoneze într-o setare distribuită. Trebuie să se asigure că toți agenții din sistem pot conveni asupra unei singure surse de adevăr, chiar dacă unii agenți eșuează. Cu alte cuvinte, sistemul trebuie să fie tolerant la erori (vezi și: toleranța la erori bizantină explicată).
într-o configurație centralizată, o singură entitate are putere asupra sistemului. În cele mai multe cazuri, ei pot face schimbări după bunul plac – nu există un sistem complex de guvernare pentru a ajunge la un consens între mulți administratori.
dar într-o configurație descentralizată, este o cu totul altă poveste. Să presupunem că lucrăm cu o bază de date distribuită – Cum ajungem la un acord cu privire la intrările adăugate?
depășirea acestei provocări într-un mediu în care străinii nu au încredere unul în celălalt a fost probabil cea mai crucială dezvoltare care a pregătit calea pentru blockchains. În acest articol, vom arunca o privire asupra modului în care algoritmii de consens sunt vitali pentru funcționarea criptomonedelor și a registrelor distribuite.
algoritmi de consens și criptocurrency
în criptocuritate, soldurile utilizatorilor sunt înregistrate într – o bază de date-blockchain. Este esențial ca toată lumea (sau mai precis, fiecare nod) să mențină o copie identică a bazei de date. În caz contrar, în curând veți ajunge la informații contradictorii, subminând întregul scop al rețelei de criptomonede.
criptografia cu cheie publică asigură faptul că utilizatorii nu își pot cheltui reciproc monedele. Dar trebuie să existe încă o singură sursă de adevăr pe care se bazează participanții la rețea, pentru a putea determina dacă fondurile au fost deja cheltuite.
Satoshi Nakamoto, creatorul Bitcoin, a propus o dovadă a sistemului de lucru pentru a coordona participanții. Vom intra în modul în care funcționează PoW în scurt timp – deocamdată, vom identifica câteva dintre trăsăturile comune ale multor algoritmi de consens existenți.
în primul rând, solicităm utilizatorilor care doresc să adauge blocuri (le vom numi validatori) să ofere o miză. Miza este un fel de valoare pe care un validator trebuie să o prezinte, ceea ce îi descurajează să acționeze necinstit. Dacă trișează, își vor pierde miza. Exemplele includ puterea de calcul, criptocurrency sau chiar reputația.
de ce s-ar deranja să-și riște propriile resurse? Ei bine, există, de asemenea, o recompensă disponibilă. Aceasta constă, de obicei, din criptocurrency nativ al protocolului și este alcătuită din taxe plătite de alți utilizatori, unități de criptocurrency proaspăt generate sau ambele.
ultimul lucru de care avem nevoie este transparența. Trebuie să fim capabili să detectăm când cineva înșală. În mod ideal, ar trebui să fie costisitor pentru ei să producă blocuri, dar ieftin pentru oricine să le valideze. Acest lucru asigură că validatoarele sunt ținute sub control de către utilizatorii obișnuiți.
tipuri de algoritmi de consens
dovada muncii (PoW)
dovada muncii (PoW) este nașul algoritmilor de consens blockchain. Acesta a fost implementat pentru prima dată în Bitcoin, dar conceptul real a fost în jur de ceva timp. Ca dovadă a muncii, validatorii (denumiți mineri) hash datele pe care doresc să le adauge până când produc o soluție specifică.
un hash este un șir aparent aleatoriu de Litere și numere care este creat atunci când rulați date printr-o funcție hash. Dar, dacă executați aceleași date prin ea din nou, veți termina întotdeauna cu aceeași ieșire. Schimbați chiar și un detaliu, totuși, iar hash-ul dvs. va fi complet diferit.
Privind la ieșire, nu puteți spune ce informații au fost introduse în funcție. Prin urmare, sunt utile pentru a dovedi că ați știut o bucată de date înainte de un anumit timp. Puteți da cuiva hash-ul său și, atunci când dezvăluiți mai târziu datele, acea persoană o poate rula prin funcție pentru a vă asigura că ieșirea este aceeași.
în dovada muncii, protocolul stabilește condițiile pentru ceea ce face un bloc valid. S-ar putea spune, de exemplu, doar un bloc al cărui hash începe cu 00 va fi valabil. Singura modalitate pentru miner de a crea unul care se potrivește cu această combinație este de a intrări brute-force. Ei pot modifica un parametru în datele lor pentru a produce un rezultat diferit pentru fiecare presupunere până când obțin hash-ul potrivit.
cu blockchains majore, bara este setat incredibil de mare. Pentru a concura cu alți mineri, ai avea nevoie de un depozit plin de hardware special de hashing (ASIC) pentru a avea șansa de a produce un bloc valid.
miza, atunci când miniere, este costul acestor mașini și energia electrică necesară pentru a le rula. ASIC-urile sunt construite pentru un singur scop, deci nu au nici un folos în aplicații în afara mineritului de criptocurrency. Singura ta modalitate de a recupera investiția inițială este de a mea, care dă o recompensă semnificativă dacă adăugați cu succes un nou bloc la blockchain.
este banal ca rețeaua să verifice dacă într-adevăr ați creat blocul potrivit. Chiar dacă ați încercat trilioane de combinații pentru a obține hash-ul potrivit, trebuie doar să vă rulați datele printr-o funcție o singură dată. Dacă datele dvs. produc un hash valid, acesta va fi acceptat și veți primi o recompensă. În caz contrar, Rețeaua o va respinge și veți pierde timp și energie electrică pentru nimic.
dovada mizei (PoS)
dovada mizei (PoS) a fost propusă în primele zile ale Bitcoin ca o alternativă la dovada muncii. Într-un sistem PoS, nu există niciun concept de mineri, hardware specializat sau consum masiv de energie. Tot ce ai nevoie este un PC obișnuit.
Ei bine, nu toate. Încă mai trebuie să pui niște piele în joc. În PoS, nu prezentați o resursă externă (cum ar fi electricitatea sau hardware – ul), ci una internă-criptocurrency. Regulile diferă cu fiecare protocol, dar există, în general, o sumă minimă de fonduri pe care trebuie să o dețineți pentru a fi eligibil pentru miză.
de acolo, vă blocați fondurile într-un portofel (acestea nu pot fi mutate în timp ce pariați). De obicei, veți fi de acord cu alți validatori cu privire la tranzacțiile care vor intra în blocul următor. Într-un anumit sens, pariați pe blocul care va fi selectat, iar protocolul va alege unul.
dacă blocul dvs. este selectat, veți primi o parte din taxele de tranzacție, în funcție de miza dvs. Cu cât ai închis mai multe fonduri, cu atât vei câștiga mai mult. Dar dacă încercați să trișați propunând tranzacții nevalide, veți pierde o parte (sau toate) din miza dvs. Prin urmare, avem un mecanism similar cu PoW – a acționa sincer este mai profitabil decât a acționa necinstit.
în general, nu există monede proaspăt create ca parte a recompensei pentru validatori. Moneda nativă a blocului trebuie astfel emisă într-un alt mod. Acest lucru se poate face fie printr-o distribuție inițială (adică o ICO sau IEO), fie prin lansarea protocolului cu PoW înainte de trecerea ulterioară la PoS.
până în prezent, dovada pură a mizei a fost implementată doar în criptocuritate mai mici. Prin urmare, nu este clar dacă poate servi ca o alternativă viabilă la PoW. Deși pare teoretic sunet, va fi foarte diferit în practică.
odată ce PoS este lansat într-o rețea cu o cantitate mare de valoare, sistemul devine un câmp de joc al teoriei jocurilor și al stimulentelor financiare. Oricine are know – how-ul de a “hack” un sistem PoS ar face probabil acest lucru numai dacă ar putea câștiga din acesta-prin urmare, singura modalitate de a afla dacă este fezabil este într-o rețea live.
vom vedea în curând POS testat pe scară largă – Casper va fi implementat ca parte a unei serii de upgrade-uri la rețeaua Ethereum (cunoscută colectiv sub numele de Ethereum 2.0).
alți algoritmi de consens
dovada muncii și dovada mizei sunt cei mai discutați algoritmi de consens. Dar există o mare varietate de altele, toate cu propriile avantaje și dezavantaje. Consultați următoarele articole:
- dovada întârziată a muncii explicată
- dovada închiriată a pariului consens explicată
- dovada Autorității explicată
- dovada arderii explicată
- dovada delegată a pariului explicată
- consens hibrid PoW/PoS explicată
gânduri de închidere
mecanismele de realizare a consensului sunt vitale pentru funcționarea sistemelor distribuite. Mulți cred că cea mai mare inovație în Bitcoin a fost utilizarea dovezii muncii pentru a permite utilizatorilor să cadă de acord asupra unui set comun de fapte.
algoritmii de consens stau astăzi la baza nu numai a sistemelor digitale de bani, ci și a blocurilor care permit dezvoltatorilor să ruleze cod într-o rețea distribuită. Ele sunt acum o piatră de temelie a tehnologiei blockchain și sunt esențiale pentru viabilitatea pe termen lung a diferitelor rețele existente.
dintre toți algoritmii de consens, dovada muncii rămâne oferta dominantă. O alternativă care este mai fiabilă și mai sigură nu a fost încă propusă. Acestea fiind spuse, există o cantitate imensă de cercetare și dezvoltare în înlocuiri pentru PoW și este probabil să vedem mai multe dintre ele la suprafață în următorii ani.
