Różne mechanizmy konsensusu blockchain

W tym artykule wyjaśnimy, w jaki sposób mechanizmy konsensusu określają charakterystykę blockchainów i co to oznacza dla nas - entuzjastów technologii blockchain.

Blockchain i mechanizmy konsensusu

Oto krótkie podsumowanie - technologia blockchain pozwala nam szyfrować rekordy danych w bloki, a następnie łączyć je ze sobą, tworząc chronologiczne pojedyncze źródło prawdy. To, co czyni blockchain potężnym, to jego zdecentralizowany charakter. Bazy danych oparte na blockchainie są publicznie dostępne, jednak żadne zmiany nie mogą być wprowadzane bez zgody kworum uczestników sieci, zapewniając zaufanie, bezpieczeństwo i przejrzystość.

Ci uczestnicy sieci, znani również jako „węzły”, są interesariuszami zdecentralizowanych sieci, którzy przyczyniają się do bezpiecznego i prawidłowego funkcjonowania poprzez przeprowadzanie weryfikacji, potwierdzanie transakcji, działanie jako centra komunikacyjne i pozostawanie czujnym na wszelkie potencjalne zmiany danych. Mechanizm konsensusu jest zdefiniowany, aby upewnić się, że wszystkie węzły działają w synchronizacji ze sobą. Określa również konkretny system bezpieczeństwa i zachęt dla jednej sieci.

W tym artykule skupiamy się wyłącznie na publicznych blockchainach, ponieważ częściej wchodzimy z nimi w interakcje w naszych codziennych transakcjach. Dwa przykłady publicznych blockchainów to legendarne Bitcoin i Ethereum.

Nie tylko PoW i PoS

Bitcoin i Ethereum od samego początku wykorzystywały mechanizm Proof-of-Work (PoW) do regulowania stanu sieci, lecz Ethereum stopniowo przechodzi na Proof-of-Stake (PoS) w ramach planu Ethereum 2.0. Bitcoin pozostanie jednak przy PoW, ponieważ jego kod jest odporny na zmiany konsensusu. Co równie ważne, powiązania Bitcoina ze zużyciem energii sprawią, że jego wartość będzie powiązana z rzeczywistymi kosztami. Inne rodzaje konsensusu blockchain są mniej powszechne i przyjmowane są głównie w celu dopasowania do strategicznych priorytetów sieci.

Proof-of-Work (PoW)

Jak sama nazwa wskazuje, ten rodzaj konsensusu wymaga żmudnej „pracy”. Uczestnicy sieci, zwani górnikami, są wyposażeni w zaawansowane oprogramowanie i potężne komputery, aby znaleźć rozwiązanie niezwykle skomplikowanych problemów matematycznych, dzięki którym tworzony jest nowy, ważny blok.

Zwykle trudność wydobycia jest dodatnio skorelowana z liczbą górników, więc poziom trudności wzrasta, gdy w sieci uczestniczy więcej górników. Oznacza to, że a) większe bezpieczeństwo osiąga się przy większej liczbie górników i b) sprawiedliwość jest gwarantowana dla wszystkich górników.

Blockchainy PoW są prawdziwie zdecentralizowane pod względem organizacji i lokalizacji, ponieważ górnicy zakładają obóz tam, gdzie jest tania energia elektryczna, aby zmaksymalizować swoje zyski. Energia elektryczna jest dostępna za niewielką opłatą w kilku miejscach na całym świecie, rozpraszając dystrybucję operacji wydobywczych na całym świecie.

Proof-of-Stake (PoS)

Bardziej przyjazny dla środowiska niż PoW jest PoS, który całkowicie opiera się na stakowaniu aktywów. Aby zostać „węzłem” w sieci PoS, należy zablokować fundusze w specjalnym smart kontrakcie, aby otrzymać szansę na otrzymanie nowo wygenerowanego bloku. Algorytm PoS losowo wybiera stakujących na podstawie ich udziałów w funduszach w sieci. Na przykład, stakujący, którego fundusze stanowią 10% wszystkich stakowanych funduszy, ma 10% szans na otrzymanie nowo wygenerowanego bloku. Zachęty są również rozdzielane między stakujących proporcjonalnie do stosunku między ich stakowaną kwotą a całkowitymi stakowanymi funduszami. W rezultacie mechanizm ten jest głównym motorem wartości kryptowalut PoS.

Przykłady: Avalanche, Cardano, Algorand.

Delegowany Proof-of-Stake (DPoS)

DPoS dodaje demokratyczne udoskonalenie do nieco scentralizowanego modelu PoS. Podczas gdy zasoby ekonomiczne bezpośrednio wpływają na proces walidacji w sieciach PoS, stakujący mają prawo głosować na twórców bloków w sieciach DPoS. Ci twórcy bloków, znani również jako delegujący/świadkowie, są wybierani na podstawie ich stakowanej kwoty, która odzwierciedla ich wiarygodność i rzetelność. Zachęty i kary będą dzielone między stakujących i delegujących, promując większą demokratyzację w sieci. Delegujący zazwyczaj pozostają aktywni, aby zachować swój poziom odpowiedzialności, co może znacznie przyspieszyć proces transakcji. Przykłady: EOS, Tron.

Nominowany Proof-of-Stake (NPoS)

NPoS jest podobny do DPoS, ale z bardziej złożonym procesem głosowania. Stakujący, znani jako nominujący, wybierają grupę walidatorów, przypisując swoje tokeny jako zabezpieczenie. Walidatorzy z największą liczbą zabezpieczeń otrzymają odpowiedzialność za generowanie nowych bloków, ale ostateczna grupa walidatorów może się znacznie różnić od grupy nominowanych. Gwarantuje to, że każdy nominujący ma duże szanse na otrzymanie nagród, a walidatorzy również muszą udowodnić, że są godni zaufania społeczności. Przykłady: Polkadot, Kusama.

Proof-of-Authority (PoA)

Innym mechanizmem konsensusu, który kładzie duży nacisk na kapitał społeczny walidatorów węzłów, jest PoA. Społeczność wybiera i daje prawo do generowania nowych bloków najbardziej wiarygodnym użytkownikom i strategicznym partnerom projektu, tj. użytkownikom, którzy mają długoterminowy interes w przyszłym sukcesie sieci. Oczywiście nie chodzi tylko o status społeczny. Zatwierdzeni walidatorzy są również zobowiązani do stakowania swoich aktywów. Przykłady: VeChain, TomoChain.

Proof-of-History (PoH)

Solana jako pierwsza wprowadziła hybrydę PoS i PoH w 2018 roku, obiecując szybszy, bardziej wydajny i bezpieczny proces walidacji. Zegar kryptograficzny jest zintegrowany z każdym węzłem w sieci Solana, dzięki czemu każdy fragment danych jest rejestrowany w weryfikowalnym porządku chronologicznym i z określonym znacznikiem czasu. Zamiast czekać na odpowiedzi od innych węzłów, każdy walidator może decydować o ważności wiadomości blokowych niezależnie, przyspieszając w ten sposób proces konsensusu dla transakcji Solana.

W tym artykule przedstawiliśmy najpopularniejsze mechanizmy konsensusu w przestrzeni blockchain, z których każdy jest wykorzystywany przez szereg projektów, których nazwy zdecydowanie powinny ci się kojarzyć. Jest to oczywiście niewyczerpująca lista mechanizmów konsensusu, które istnieją i które zostaną wkrótce utworzone w związku z rozwojem sektora blockchain. Bez względu na to, jak różny jest ich projekt, ostatecznym celem konsensusu jest po prostu utrzymanie efektywnego działania blockchainów. W związku z tym oczekuje się, że rozwój algorytmów konsensusu będzie chronił integralność danych dzięki unikalności, spójności i uczciwości.

Po prostu załóż konto i odkryj niesamowite uniwersum Bitget już dziś!