Алгоритмы консенсуса в блокчейне
Предварительные требования: Введение в технологию блокчейн | Набор 1, Набор 2
Мы знаем, что Blockchain - это распределенная децентрализованная сеть, которая обеспечивает неизменность, конфиденциальность, безопасность и прозрачность. Отсутствует центральный орган для проверки и проверки транзакций, но каждая транзакция в цепочке блоков считается полностью защищенной и проверенной . Это возможно только из-за наличия протокола консенсуса, который является основной частью любой сети Blockchain.
Алгоритм консенсуса - это процедура, с помощью которой все одноранговые узлы сети Blockchain достигают общего согласия о текущем состоянии распределенного реестра. Таким образом, консенсусные алгоритмы достигают надежности в сети Blockchain и устанавливают доверие между неизвестными одноранговыми узлами в распределенной вычислительной среде. По сути, протокол консенсуса гарантирует, что каждый новый блок, добавляемый в цепочку блоков, является единственной версией истины, согласованной всеми узлами цепочки блоков.
Протокол консенсуса Blockchain состоит из некоторых конкретных целей, таких как достижение соглашения, сотрудничество, сотрудничество, равные права для каждого узла и обязательное участие каждого узла в процессе консенсуса. Таким образом, алгоритм консенсуса направлен на поиск общего согласия, которое является выигрышем для всей сети.
Теперь мы обсудим различные алгоритмы консенсуса и то, как они работают.
- Доказательство работы (PoW):
Этот алгоритм консенсуса используется для выбора майнера для следующего поколения блоков. Биткойн использует этот алгоритм консенсуса PoW. Основная идея этого алгоритма - решить сложную математическую головоломку и легко найти решение. Эта математическая головоломка требует больших вычислительных мощностей, и, таким образом, узел, решивший головоломку, как можно скорее, добирается до следующего блока. Для получения дополнительной информации о PoW, пожалуйста, прочтите Консенсус Proof of Work (PoW). - Практическая византийская отказоустойчивость (PBFT):
Пожалуйста, обратитесь к существующей статье о практической византийской отказоустойчивости (pBFT). - Доказательство ставки (PoS):
Это наиболее распространенная альтернатива PoW. Ethereum перешел от PoW к консенсусу PoS. В этом типе алгоритма консенсуса, вместо того, чтобы вкладывать средства в дорогостоящее оборудование для решения сложной головоломки, валидаторы инвестируют в монеты системы, блокируя некоторые из своих монет в качестве ставки. После этого все валидаторы начнут проверять блоки. Валидаторы будут проверять блоки, делая на них ставку, если они обнаруживают блок, который, по их мнению, может быть добавлен в цепочку. На основе фактических блоков, добавленных в цепочку блоков, все валидаторы получают вознаграждение, пропорциональное их ставкам, и их ставки соответственно увеличиваются.В конце концов, валидатор выбирается для генерации нового блока на основе их экономической доли в сети. Таким образом, PoS поощряет валидаторов с помощью механизма стимулирования к достижению соглашения.
- Доказательство ожога (PoB):
С PoB, вместо того, чтобы вкладывать средства в дорогостоящее оборудование, валидаторы «сжигают» монеты, отправляя их по адресу, откуда они не подлежат возврату. Отправляя монеты на недоступный адрес, валидаторы получают право на майнинг в системе на основе процесса случайного выбора. Таким образом, сжигание монет здесь означает, что у валидаторов есть долгосрочные обязательства в обмен на их краткосрочные убытки.В зависимости от того, как реализован PoB, майнеры могут сжигать собственную валюту приложения Blockchain или валюту альтернативной цепочки, например биткойн. Чем больше монет они сожгут, тем выше их шансы быть выбранными для майнинга следующего блока.
Хотя PoB - интересная альтернатива PoW, протокол по-прежнему тратит ресурсы без нужды. Также ставится под сомнение то, что мощность майнинга просто достается тем, кто желает сжигать больше денег.
- Подтверждение емкости:
Согласно консенсусу Proof of Capacity, валидаторы должны инвестировать свое место на жестком диске, вместо того, чтобы вкладывать деньги в дорогое оборудование или сжигать монеты. Чем больше у валидаторов места на жестком диске, тем выше их шансы быть выбранными для добычи следующего блока и получения вознаграждения за блок. - Подтверждение истекшего времени:
PoET - один из самых справедливых алгоритмов консенсуса, который выбирает следующий блок, используя только честные средства. Он широко используется в разрешенных сетях Blockchain. В этом алгоритме каждый валидатор в сети получает шанс создать свой собственный блок. Все узлы делают это, ожидая случайное количество времени, добавляя доказательство своего ожидания в блок. Созданные блоки транслируются в сеть для рассмотрения другими. Победителем становится валидатор, у которого в доказательной части указано наименьшее значение таймера. Блок от победившего узла валидатора добавляется в цепочку блоков. В алгоритме предусмотрены дополнительные проверки, чтобы узлы не всегда выигрывали на выборах, узлы не генерируют наименьшее значение таймера.
Существуют также другие консенсусные алгоритмы, такие как Proof of Activity, Proof of Weight, Proof of Importance, Leased Proof of Stake и т. Д. Поэтому важно разумно выбрать один в соответствии с требованиями бизнес-сети, потому что сети Blockchain не могут нормально функционировать без консенсусных алгоритмов для проверки каждой совершаемой транзакции.