Każdy scentralizowany system, taki jak baza danych zawierająca istotne informacje na temat zezwoleń na zawarcie związku małżeńskiego w danej jurysdykcji, wymaga scentralizowanego administratora posiadającego uprawnienia do utrzymywania i przechowywania bazy danych. Obowiązkiem organu centralnego, który ostatecznie jest odpowiedzialny za prowadzenie dokładnej dokumentacji, jest wprowadzanie wszelkich zmian, takich jak dodanie, usunięcie lub aktualizacja nazwisk osób, które spełniły wymogi dotyczące określonych zezwoleń.

Publiczne blockchainy, które są zdecentralizowane i samoregulujące, mogą funkcjonować w skali globalnej bez władzy centralnej. Duża liczba osób przyczynia się do ich powstania, pomagając w walidacji i uwierzytelnianiu transakcji opartych na blockchainie poprzez wydobywanie bloków.

Algorytm konsensusu Blockchain

Technologia Blockchain szybko zmienia sposób, w jaki wchodzimy w interakcję z danymi i światem finansów. Jednym z kluczowych elementów zapewniających niezawodność i bezpieczeństwo systemów blockchain jest algorytm konsensusu. W tym artykule zbadamy, czym jest algorytm konsensusu blockchain i jak działa.

Algorytm konsensusu to zestaw zasad, których przestrzegają wszyscy uczestnicy sieci blockchain, aby utrzymać porozumienie co do stanu wspólnego rejestru. Jest to mechanizm zapewniający, że wszystkie węzły w sieci mają taki sam pogląd na dane oraz że transakcje są sprawdzane i dodawane do blockchainu w bezpieczny i zdecentralizowany sposób.

Rodzaje algorytmu konsensusu blockchain

Algorytmy konsensusu Blockchain mają długą i zróżnicowaną historię. Najwcześniejsze wcielenie dowodu pracy (PoW) zostało wykorzystane do zabezpieczenia Bitcoina, a Satoshi Nakamoto wprowadził tę koncepcję w 2008 roku. Inne algorytmy konsensusu, takie jak Proof-of-Stake (PoS) i Delegated Proof-of-Stake (DPoS) od tego czasu pojawiły się, oferując alternatywę dla PoW. Każdy z tych algorytmów ma wyraźne zalety i wady, zapewniając programistom różnorodne opcje przy wyborze mechanizmu konsensusu dla swojego łańcucha bloków. Ostatecznie każdy algorytm konsensusu jest unikalny dla sieci, która go używa, a wybór odpowiedniego może mieć duży wpływ zarówno na szybkość, jak i bezpieczeństwo sieci kryptowalut. Niektóre z najczęściej używanych algorytmów konsensusu obejmują:

-Dowód pracy (PoW)

-Dowód stawki (PoS)

-Delegowany dowód stawki (DPoS)

-Dowód historii (PoH)

-Bizantyjska tolerancja na błędy (BFT)

-Skierowany graf acykliczny (DAG)

Dowód pracy (PoW)

Proof-of-Work to algorytm konsensusu, który został po raz pierwszy wprowadzony wraz z utworzeniem Bitcoina w 2009 roku. Został zaprojektowany tak, aby wymagał intensywnych obliczeń i wymagał od węzłów wykonywania skomplikowanych obliczeń matematycznych w celu sprawdzenia poprawności transakcji i dodania ich do łańcucha bloków. Pierwszy węzeł, który rozwiąże obliczenia i znajdzie prawidłowe rozwiązanie, zostaje nagrodzony określoną liczbą tokenów lub kryptowaluty.

Praca obliczeniowa wykonywana przez węzły nazywana jest wydobyciem. Proces wydobywania pomaga zapewnić bezpieczeństwo sieci, utrudniając pojedynczemu węzłowi manipulowanie danymi w łańcuchu bloków. Ideą Proof-of-Work jest to, że im więcej mocy obliczeniowej zostanie dodane do sieci, tym staje się ona bezpieczniejsza.

Proof-of-Work to bardzo bezpieczny i niezawodny algorytm konsensusu, ale ma kilka wad. Wymaga dużej mocy obliczeniowej i energii, co może być kosztowne i szkodliwe dla środowiska. Ponadto proces wydobycia może być powolny i nieefektywny, co prowadzi do wydłużenia czasu transakcji i wyższych opłat. Kryptowaluty korzystające z PoW obejmują Bitcoin (BTC), Dogecoin (DOGE), Litecoin (LTC), Monero (XMR) i Zcash (ZEC).

Dowód stawki (PoS)

Proof-of-Stake to nowszy algorytm konsensusu, który został opracowany jako alternatywa dla Proof-of-Work. Zamiast wymagać od węzłów wykonywania skomplikowanych obliczeń, Proof-of-Stake opiera się na węzłach posiadających określoną liczbę tokenów lub kryptowaluty jako zabezpieczenie. Zabezpieczenie to służy do sprawdzania poprawności transakcji i dodawania ich do łańcucha bloków.

Proces walidacji w Proof-of-Stake jest znacznie szybszy i bardziej energooszczędny niż w Proof-of-Work. Węzły są wybierane losowo w celu walidacji transakcji, a im więcej tokenów przechowują, tym większe prawdopodobieństwo, że zostaną wybrane. Zachęca to węzły do ​​przechowywania większej liczby tokenów i utrzymywania bezpieczeństwa sieci.

Proof-of-Stake jest obiecującą alternatywą dla Proof-of-Work, ale nie jest pozbawiony wad. Niektórzy twierdzą, że jest mniej bezpieczny niż Proof-of-Work, ponieważ proces sprawdzania poprawności nie jest tak zdecentralizowany. Istnieje również możliwość posiadania przez jeden podmiot dużego odsetka tokenów, co mogłoby prowadzić do centralizacji sieci. Niektóre kryptowaluty korzystające z dowodu stawki to Ethereum (ETH), Tezos (XTZ), EOS (EOS) i Cardano (ADA).

Delegowany dowód stawki (DPoS)

Delegowany dowód stawki to wariant dowodu stawki, który został opracowany w celu sprostania niektórym wyzwaniom związanym ze standardowym algorytmem dowodu stawki. W DPoS węzły są wybierane w celu walidacji transakcji i dodawania ich do blockchaina na podstawie liczby głosów, które otrzymają od innych węzłów w sieci. Ideą DPoS jest to, że węzły z największą liczbą głosów są najbardziej zaufane i niezawodne, dlatego powinny być odpowiedzialne za walidację transakcji.

DPoS to szybki i wydajny algorytm konsensusu, ponieważ do walidacji transakcji wymaga jedynie niewielkiej liczby węzłów. Jednakże jest on również uważany za mniej bezpieczny niż Proof-of-Work lub Proof-of-Stake, ponieważ wybór węzłów walidujących opiera się na liczbie otrzymanych głosów, a nie na ilości mocy obliczeniowej lub tokenów, które wykorzystują trzymać. Niektóre kryptowaluty DPoS to Tron (TRX), EOS (EOS) i Steem (STEEM)

Dowód historii (PoH)

Proof-of-History (PoH) to algorytm konsensusu, który ma na celu zapewnienie alternatywy dla tradycyjnych technologii blockchain. Włączając sam czas do łańcucha bloków, Proof-of-History (PoH) jest mechanizmem konsensusu, który zmniejsza obciążenie węzłów sieci podczas przetwarzania bloków. Węzły mają własne wewnętrzne zegary, które służą do sprawdzania czasu i zdarzeń. Proof-of-History jest wciąż na wczesnym etapie rozwoju i nie jest jeszcze powszechnie stosowany w branży kryptowalut. Algorytm Proof of History jest używany tylko w blockchainie Solana. Dzięki temu sieć jest niezwykle skalowalna, obsługując do 60 000 transakcji na sekundę.

Bizantyjska tolerancja na błędy (BFT)

Algorytmy konsensusu BFT mają na celu osiągnięcie konsensusu w sieci blockchain, nawet jeśli niektóre węzły są zawodne lub działają złośliwie. Są one powszechnie stosowane w autoryzowanych sieciach blockchain, gdzie wszystkie węzły są znane i zaufane, w przeciwieństwie do publicznych sieci blockchain, w których węzły są anonimowe i niezaufane.

Najpopularniejszy algorytm konsensusu BFT nazywa się praktyczną tolerancją błędów bizantyjskich (PBFT). PBFT działa w oparciu o wyznaczony węzeł wiodący, zwany węzłem podstawowym, który jest odpowiedzialny za gromadzenie i rozpowszechnianie transakcji do wszystkich pozostałych węzłów w sieci. Każdy węzeł w sieci weryfikuje transakcje i wysyła wiadomość do węzła podstawowego w celu zatwierdzenia lub odrzucenia transakcji. Gdy więcej niż dwie trzecie węzłów zatwierdzi transakcje, główny może dodać transakcje do łańcucha bloków.

Dowód ważności

Dowód ważności to metoda sprawdzania wkładu węzła w sieć kryptowalut i zdobywania prawa do generowania nowych bloków. Jedną z zalet PoI w porównaniu z innymi algorytmami konsensusu jest to, że pozwala na bardziej sprawiedliwą dystrybucję nagród w sieci. W przeciwieństwie do PoW, który nagradza węzły wyłącznie na podstawie ich mocy obliczeniowej, lub PoS, który nagradza węzły wyłącznie na podstawie liczby posiadanych tokenów, PoI bierze pod uwagę wiele czynników, które wpływają na ogólny stan i dobre samopoczucie sieci .

Dlaczego kryptowaluty wykorzystują mechanizmy konsensusu

Kryptowaluty wymagają algorytmów konsensusu, aby zapewnić bezpieczeństwo, niezawodność i wiarygodność sieci. Algorytmy konsensusu pozwalają węzłom sieci uzgadniać ważność transakcji, zapewniając, że wszyscy uczestnicy są zgodni co do stanu łańcucha bloków. Pomaga to zapobiegać podwójnym wydatkom, złośliwym działaniom i innym problemom związanym z bezpieczeństwem w sieci kryptowalut. Zapewnia także szybką i sprawną realizację transakcji, co pozwala na ich terminowe potwierdzenie. Wreszcie algorytmy konsensusu pomagają zachęcać użytkowników do pozostania w sieci, zapewniając nagrody za zatwierdzanie transakcji lub konserwację węzłów.

Konkluzja

Podsumowując, algorytm konsensusu blockchain jest kamieniem węgielnym technologii blockchain, zapewniającym fundament zaufania i bezpieczeństwa, na którym zbudowany jest cały ekosystem blockchain. Odpowiada za weryfikację transakcji, tworzenie nowych bloków i utrzymywanie konsensusu pomiędzy węzłami w sieci. Dzięki zdecentralizowanemu i odpornemu na manipulacje charakterowi algorytm konsensusu zapewnia zaufanie i przejrzystość użytkownikom łańcucha bloków. Kontynuowane są innowacje i ewolucja algorytmów konsensusu blockchain, ponieważ programiści starają się tworzyć algorytmy, które są bardziej energooszczędne, skalowalne i bezpieczne. Jest to dziedzina stale rozwijająca się, dlatego w nadchodzących latach możemy spodziewać się wielu ekscytujących postępów.