Kas ir blokķēdes konsensa algoritms? - Kriptopolīts

Jebkurai centralizētai sistēmai, piemēram, datu bāzei, kurā ir būtiska informācija par laulību licencēm kādā jurisdikcijā, ir nepieciešams centralizēts administrators, kuram ir tiesības uzturēt un uzturēt datubāzi. Par jebkādu izmaiņu veikšanu, piemēram, to personu vārdu pievienošanu, noņemšanu vai atjaunināšanu, kuras ir izpildījušas noteiktu atļauju prasības, ir atbildīga centrālā iestāde, kas galu galā ir atbildīga par precīzu uzskaiti.

Publiskās blokķēdes, kas ir decentralizētas un pašregulējošas, var darboties globālā mērogā bez centrālās varas. Liels skaits personu veicina tos, palīdzot apstiprināt un autentificēt blockchain- balstīti darījumi, izmantojot bloku ieguvi.

Blockchain konsensa algoritms

Blockchain tehnoloģija strauji maina veidu, kā mēs mijiedarbojamies ar datiem un finanšu pasauli. Viens no galvenajiem komponentiem, kas padara blokķēdes sistēmas uzticamas un drošas, ir konsensa algoritms. Šajā rakstā mēs izpētīsim, kas ir blokķēdes konsensa algoritms un kā tas darbojas.

Vienprātības algoritms ir noteikumu kopums, ko ievēro visi blokķēdes tīkla dalībnieki, lai saglabātu vienošanos par kopīgās virsgrāmatas stāvokli. Tas ir mehānisms, kas nodrošina, ka visiem tīkla mezgliem ir vienāds datu skatījums un ka darījumi tiek apstiprināti un pievienoti blokķēdei drošā un decentralizētā veidā.

Blokķēdes konsensa algoritma veidi

Blockchain konsensa algoritmiem ir sena un daudzveidīga vēsture. Lai nodrošinātu Bitcoin drošību, tika izmantots agrākais darba pierādījuma (PoW) iemiesojums, Satoši Nakamoto šo koncepciju ieviesa 2008. gadā. Citi konsensa algoritmi, piemēram, Proof-of-Stake (PoS) un Delegated Proof-of-take (DPoS) kopš tā laika ir parādījušies, piedāvājot alternatīvas PoW. Katrs no šiem algoritmiem piedāvā atšķirīgas priekšrocības un trūkumus, nodrošinot, ka izstrādātājiem ir dažādas iespējas, izvēloties vienprātības mehānismu savai blokķēdei. Galu galā katrs konsensa algoritms ir unikāls tīklam, kas to izmanto, un pareizā izvēle var būtiski ietekmēt gan kriptovalūtas tīkla ātrumu, gan drošību. Daži no visbiežāk izmantotajiem vienprātības algoritmiem ir:

- Darba apliecinājums (PoW)

- Likmes pierādījums (PoS)

- Deleģētais likmes apliecinājums (DPoS)

- Vēstures pierādījums (PoH)

- Bizantijas kļūdu tolerance (BFT)

-Directed Acyclic Graph (DAG)

Darba pierādījums (PoW)

Proof-of-Work ir vienprātības algoritms, kas pirmo reizi tika ieviests, izveidojot Bitcoin 2009. gadā. Tas ir izstrādāts tā, lai tas būtu skaitļošanas ziņā intensīvs, un mezgliem ir jāveic sarežģīti matemātiski aprēķini, lai apstiprinātu darījumus un pievienotu tos blokķēdei. Pirmais mezgls, kas atrisina aprēķinu un atrod pareizo risinājumu, tiek apbalvots ar noteiktu skaitu žetonu vai kriptovalūtu.

Aprēķinu darbu, ko veic mezgli, sauc par ieguvi. Ieguves process palīdz nodrošināt tīkla drošību, apgrūtinot viena mezgla manipulācijas ar datiem blokķēdē. Proof-of-Work ideja ir tāda, ka jo lielāka skaitļošanas jauda tiek pievienota tīklam, jo ​​drošāks tas kļūst.

Proof-of-Work ir ļoti drošs un uzticams vienprātības algoritms, taču tam ir vairāki trūkumi. Tam ir nepieciešams liels skaitļošanas jaudas un enerģijas daudzums, kas var būt dārgs un videi kaitīgs. Turklāt ieguves process var būt lēns un neefektīvs, kā rezultātā samazināsies darījumu laiks un palielinās maksas. Kriptovalūtas, kas izmanto PoW, ietver Bitcoin (BTC), dogecoin (DOGE), Litecoin (LTC), Monero (XMR) un Zcash (ZEC).

Pierādījums-of-Stake (PoS)

Proof-of-Stake ir jaunāks konsensa algoritms, kas tika izstrādāts kā alternatīva Proof-of-Work. Tā vietā, lai mezgliem būtu jāveic sarežģīti aprēķini, Proof-of-take paļaujas uz mezgliem, kuriem kā nodrošinājums ir noteikts daudzums marķieru vai kriptovalūtas. Šis nodrošinājums tiek izmantots, lai apstiprinātu darījumus un pievienotu tos blokķēdei.

Apstiprināšanas process Proof-of-Stake ir daudz ātrāks un energoefektīvāks nekā Proof-of-Work. Mezgli tiek atlasīti nejauši, lai apstiprinātu darījumus, un jo vairāk marķieru tajos ir, jo lielāka ir iespēja, ka tie tiks atlasīti. Tas stimulē mezglus turēt vairāk marķieru un uzturēt tīkla drošību.

Proof-of-Stake ir daudzsološa alternatīva Proof-of-Work, taču tai nav arī savi trūkumi. Daži cilvēki apgalvo, ka tas ir mazāk drošs nekā darba pierādījums, jo apstiprināšanas process nav tik decentralizēts. Pastāv arī iespēja, ka vienai entītijai pieder liels procents marķieru, kas var novest pie tīkla centralizācijas. Dažas kriptovalūtas, kas izmanto likmju apliecinājumu, ir Ethereum (ETH), Tezos (XTZ), EOS (EOS) un Cardano (ADA).

Deleģētais likmes apliecinājums (DPoS)

Deleģētā likmes pierādīšana ir Proof-of-Stake variants, kas tika izstrādāts, lai risinātu dažas problēmas, kas saistītas ar standarta Proof-of-Stake algoritmu. Pakalpojumā DPoS mezgli tiek atlasīti, lai apstiprinātu darījumus un pievienotu tos blokķēdei, pamatojoties uz balsu skaitu, ko tie saņem no citiem tīkla mezgliem. DPoS pamatā ir ideja, ka mezgli, kuriem ir visvairāk balsu, ir visuzticamākie un uzticamākie, un tāpēc tiem vajadzētu būt atbildīgiem par darījumu apstiprināšanu.

DPoS ir ātrs un efektīvs konsensa algoritms, jo tam ir nepieciešams tikai neliels skaits mezglu, lai apstiprinātu darījumus. Tomēr tas tiek uzskatīts arī par mazāk drošu nekā darba pierādījums vai likmes pierādījums, jo apstiprināšanas mezglu atlase balstās uz to saņemto balsu skaitu, nevis uz to skaitļošanas jaudas vai marķieru daudzumu. turiet. Dažas DPoS kriptovalūtas ir Tron (TRX), EOS (EOS) un Steem (STEEM)

Vēstures pierādījums (PoH)

Proof-of-History (PoH) ir vienprātības algoritms, kas cenšas nodrošināt alternatīvu tradicionālajām blokķēdes tehnoloģijām. Iekļaujot blokķēdē pašu laiku, vēstures pierādījums (PoH) ir vienprātības mehānisms, kas samazina tīkla mezglu slogu bloku apstrādes laikā. Mezgliem ir savi iekšējie pulksteņi, kurus izmanto laika un notikumu apstiprināšanai. Proof-of-History joprojām ir agrīnā attīstības stadijā, un tas vēl netiek plaši izmantots kriptovalūtu nozarē. Vēstures pierādīšanas algoritms tiek izmantots tikai Solana blokķēdē. Šī iemesla dēļ tīkls ir ļoti mērogojams, apstrādājot līdz 60,000 XNUMX transakciju sekundē.

Bizantijas defektu tolerance (BFT)

BFT konsensa algoritmi ir izstrādāti, lai panāktu vienprātību blokķēdes tīklā, pat ja daži mezgli ir neuzticami vai darbojas ļaunprātīgi. Tos parasti izmanto atļautos blokķēdes tīklos, kur visi mezgli ir zināmi un uzticami, pretstatā publiskajiem blokķēdes tīkliem, kur mezgli ir anonīmi un neuzticami.

Populārākais BFT konsensa algoritms tiek saukts par praktisko bizantiešu kļūdu toleranci (PBFT). PBFT darbojas, izmantojot izraudzītu vadošo mezglu, kas pazīstams kā primārais, kas ir atbildīgs par darījumu apkopošanu un pārraidīšanu uz visiem citiem tīkla mezgliem. Katrs tīkla mezgls pārbauda darījumus un nosūta ziņojumu primārajam, lai tas apstiprina vai noraida darījumus. Kad vairāk nekā divas trešdaļas mezglu ir apstiprinājuši darījumus, primārais var pievienot darījumus blokķēdei.

Svarīguma apliecinājums

Svarīguma apliecinājums ir metode, kā apstiprināt mezgla ieguldījumu kriptovalūtu tīklā un iegūt tiesības ģenerēt jaunus blokus. Viena no PoI priekšrocībām salīdzinājumā ar citiem konsensa algoritmiem ir tā, ka tas ļauj nodrošināt taisnīgāku atlīdzības sadali tīklā. Atšķirībā no PoW, kas atalgo mezglus, pamatojoties tikai uz to skaitļošanas jaudu, vai PoS, kas atlīdzina mezglus, pamatojoties tikai uz tajos esošo marķieru skaitu, PoI ņem vērā dažādus faktorus, kas veicina tīkla vispārējo veselību un labklājību. .

Kāpēc kriptovalūtas izmanto vienprātības mehānismus

Kriptovalūtām ir nepieciešami vienprātības algoritmi, lai nodrošinātu, ka tīkls ir drošs, uzticams un uzticams. Konsensa algoritmi ļauj tīkla mezgliem vienoties par darījumu derīgumu, nodrošinot, ka visi dalībnieki ir vienisprātis par blokķēdes stāvokli. Tas palīdz novērst dubultu tēriņu, ļaunprātīgu darbību un citu drošības problēmu rašanos kriptovalūtas tīklā. Tas arī nodrošina, ka darījumi tiek apstrādāti ātri un efektīvi, lai tos varētu savlaicīgi apstiprināt. Visbeidzot, vienprātības algoritmi palīdz mudināt lietotājus palikt piesaistītiem tīklam, nodrošinot atlīdzību par darījumu apstiprināšanu vai savu mezglu uzturēšanu.

Bottomline

Rezumējot, blokķēdes konsensa algoritms ir blokķēdes tehnoloģijas stūrakmens, kas nodrošina uzticības un drošības pamatu, uz kura tiek veidota visa blokķēdes ekosistēma. Tā ir atbildīga par darījumu pārbaudi, jaunu bloku izveidi un vienprātības uzturēšanu starp tīkla mezgliem. Ar savu decentralizēto un pret viltojumiem aizsargāto raksturu vienprātības algoritms nodrošina blokķēdes lietotājiem uzticību un pārredzamību. Blokķēdes konsensa algoritmu inovācija un attīstība turpinās, jo izstrādātāji cenšas izveidot energoefektīvākus, mērogojamākus un drošākus algoritmus. Tā ir joma, kas pastāvīgi attīstās, tāpēc mēs varam sagaidīt daudzus aizraujošus sasniegumus nākamajos gados.