Plokiahela konsensusmehhanismide ülim juhend

Töötõestus, panuse tõendamine või õigemini volituse tõendamine? Plokiahela usaldusväärsuse tagamiseks peavad osalejad jõudma kokkuleppele võrgu staatuses. Selle saavutamiseks on aastate jooksul välja töötatud palju uusi konsensusprotsesse. Käesolevas artiklis vaatleme lähemalt, mis on konsensusmehhanism ja miks see on mis tahes plokiahela toimimise jaoks ülioluline.

Plokiahela tehnoloogia on olnud kasutusel alates 2009. aastast, mil pseudonüümiga tegelane Satoshi Nakamoto käivitas Bitcoini plokiahela. See, mis sai alguse eksperimendina, on nüüdseks ülemaailmne liikumine. Selle kasvu tõttu on Bitcoini kaevandamiseks nüüd vaja spetsiaalselt ehitatud riistvara, kasutades konsensusmehhanismi, mida nimetatakse töötõendiks. 

Varem oli kaevandamine võimalik oma arvutis. Kõigepealt piisas arvutiprotsessoritest, seejärel tuli minna üle graafikakaartidele. Tänapäeval tasub kaevandamine end ära vaid siis, kui olete odava elektriga professionaalne talu.

Bitcoini puhul kulub töötõendi kaudu kaevandamiseks palju elektrit. Selle põhjuseks on asjaolu, et spetsiaalsed kaevandusseadmed kulutavad algoritmi lahendamiseks arvutusvõimsust. Algoritmi nimi on Sha-256 ja kui lahendus õnnestub, makstakse välja nn plokipreemia – ja selleks preemiaks on Bitcoin.

Suure energiatarbimise tõttu on paljud plokiahelad loobumas töö tõestamise kui eelistatud konsensuse mehhanismist. Eelseisva värskenduse "The Merge" tõttu ei sõltu Ethereum enam töötõendist. Seejärel saavutatakse konsensus teistsuguse meetodi ehk nn proof-of-stake abil. 

Aga mis täpselt on konsensuse mehhanism ja miks see vajalik on? Vaatame lähemalt, kuidas plokiahelad töötavad.

Nii toimib plokiahel

Sõna konsensus tähendab "kokkulepet". Täpsemalt tähendab see inimeste üksmeelset arvamust küsimuses. See on iga plokiahela keskne element.

Plokiahelas salvestavad tehingud plokkidesse nn validaatorid. Need moodustavad siis ahela, mis jätkub lõputult. Sellest ka nimi "plokiahel". Plokiahel on avalik hajutatud andmebaas, mida haldab sõltumatu arvutite kogukond üle maailma. 

See sõltumatu kogukond moodustab peer-to-peer võrgu, mida haldavad sõlmed ja validaatorid. Need kinnitavad plokiahela olekut. Tagamaks, et andmebaasi ei rikutaks, peab enamik osalejaid tunnustama plokiahela sama staatust: leidma konsensuse.

Konsensusmehhanism on seega algoritm, mis saavutab selles osalejate vahel kokkuleppe plokiahela staatuse osas. Neid mehhanisme kasutatakse tagamaks, et kõigil osalejatel on andmebaasist identne koopia.

Sel juhul saab võrgu ümber lükata ainult siis, kui enamus nõustub sama manipuleeritud staatusega, mida nimetatakse 51% rünnakuks. See on oht, eriti väikeste töötõendite plokiahelate puhul, kuna teatud veebisaitidel saate arvutusvõimsust rentida.

Osaliselt suure energiatarbimise ja 51% rünnakute tõttu on viimastel aastatel välja töötatud teisigi konsensusmeetodeid. Mõned on olnud edukamad kui teised. Siiani pole täiuslikku konsensuse menetlust olemas.

Tuntuimad konsensusprotseduurid

Tööprotokoll

Töötõendamine (POW) on vanim konsensusmeetod. Siin saavutatakse arvutusvõimsuse abil üksmeel. Osalejatele esitatakse keeruline aritmeetiline ülesanne, mille nad peavad lahendama riistvara abil. Nad saavad tasu ressursside (riistvara ja energia) kasutamise eest. Praegu on PoW-st eemaldumine peamiselt suure energiatarbimise tõttu. Tuntud POW-l põhinevad plokiahelad on Ethereum, Bitcoin ja Monero.

Stake tõendamine

Panuse tõestamine (POS) on tõenäoliselt kõige populaarsem konsensuse mehhanism pärast POW-d. See tähistab "panuse tõendit", kuna konsensus saavutatakse siin pakutavate varade ja pakkumise kestuse kaudu. Proof-of-stake käivitati 2012. aastal vastuseks Bitcoini suurele energiatarbimisele. Kuna POS-is kaevandamist ei toimu, ei ole võimalik võrku arvutusvõimsusega ära kasutada. Ründajad peaksid selleks hankima üle poole ringluses olevatest müntidest. Tuntud näited panuse tõestamise plokiahelatest on Solana ja Avalanche.

Volitatud osaluse tõend

DPOS on panuse tõestamise tuntud edusamm. Siin valitakse demokraatlikult delegaadid, kes vastutavad võrgustikus teatud ülesannete eest. Tööülesannete hulka kuulub plokkide valideerimine ja plokiahela oleku kinnitamine. Tavaliselt kaalutakse valijate hääleõigust märkide arvu järgi. Plokiahelad nagu Cardano, EOS, Tron ja Cosmos kasutavad DPOS-i.

Vähemtuntud konsensusmehhanismid

Isiku tõendamine

Isiku tõendamine on vähemtuntud konsensuse mehhanism. Siin tõestavad võrgustiku osalejad, et nad on tõelised inimesed, seega on nad volitatud võrgustiku tegevuses osalema. Seda tõendit võivad pakkuda teatud ülesanded või isegi biomeetrilised andmed. See on eriti kasulik detsentraliseerimise puhul, kuna iga inimest saab võrgus esindada ainult üks kord. Mõnel POP-il põhinevad plokiahelad hõlmavad Idena ja Humanode.

Volituse tõendamine

Volituste tõendamist kasutatakse usaldusväärsete osalejate valimiseks, kellel lubatakse seejärel teatud ülesandeid täita. Valik sõltub tavaliselt osalejate mainest. Osalejad läbivad taotlusprotsessi, enne kui neid loetakse plokiahela valideerijateks. Protsess põhineb tavaliselt taotleja tegelikul isikul. See tagab POA-võrkude kõrge usaldusväärsuse, kuid sisaldab samal ajal turvariske. Tuntuim näide autoriteeti tõendavast plokiahelast on BNB Chain, varem tuntud kui Binance Smart Chain.

Töötõestus vs. panuse tõestamine: milline on parim?

Kuigi töö tõestamist peetakse kõige turvalisemaks konsensusalgoritmiks, eelistavad paljud plokiahelad nüüd panuse tõestamist. See on peamiselt seotud keskkonnateguritega, kuid suurt rolli mängib ka plokiahelate mastaapsus. Bitcoini võrk digitaalse kullana saab hakkama ka väikese tehingumahuga ja valida turvalisuse esimeseks prioriteediks, kuid teistsugune on olukord selliste võrkudega nagu Ethereum, mis on põhimõtteliselt sõltuvad kiiretest ja odavatest tehingutest.

Seetõttu on panuse tõendamine nende plokiahelate jaoks atraktiivsem konsensuse meetod. Kuid siin on ka mõned nõrkused. Peamine kriitika on see, et see muudab "rikkad rikkamaks" ja loob tavaliselt tsentraliseeritud võrgustikke. Näiteks Ethereumi võrguvalidaatorid vajavad heakskiitmiseks 32 ETH-d (umbes 87,000 XNUMX dollarit). See loob uutele tulijatele ja väikeinvestoritele suure sisenemisbarjääri, samas kui vajaliku kapitaliga investorid koguvad hõlpsalt panuseid, suurendades lõhet väike- ja suurinvestorite vahel.

Konsensusmenetluse valikul kehtib plokiahela trilemma. See väidab, et plokiahel ei saa korraga täita soovitud detsentraliseerimise, mastaapsuse ja turvalisuse omadusi, kuna ühte teguritest saab saavutada ainult teise arvelt. Skaleeritavad plokiahelad ei ole reeglina väga detsentraliseeritud ja turvalised plokiahelad on pigem aeglased. Ainus küsimus on – millist soovitud omadustest eelistad?

Kaebused

Kogu meie veebisaidil sisalduv teave avaldatakse heas usus ja ainult üldiseks teavitamiseks. Mis tahes toimingud, mida lugeja võtab meie veebisaidil leiduva teabe põhjal, on rangelt tema enda vastutusel.