Ethvert sentralisert system, for eksempel en database som inneholder viktig informasjon om ekteskapslisenser i en jurisdiksjon, krever en sentralisert administrator med myndighet til å vedlikeholde og beholde databasen. Det er den sentrale myndighetens ansvar, som til syvende og sist er ansvarlig for å føre nøyaktige journaler, å foreta eventuelle endringer, for eksempel å legge til, fjerne eller oppdatere navnene på de som har oppfylt kravene til visse tillatelser.
Offentlige blokkjeder som er desentraliserte og selvregulerende kan fungere i global skala uten sentral autoritet. Et stort antall individer bidrar til dem ved å hjelpe til med å validere og autentisere blockchain-baserte transaksjoner gjennom blokkgruvedrift.
Blockchain konsensusalgoritme
Blokkjedeteknologi endrer raskt måten vi samhandler med data og finansverdenen på. En av nøkkelkomponentene som gjør blokkjedesystemer pålitelige og sikre er konsensusalgoritmen. I denne artikkelen vil vi utforske hva en blockchain-konsensusalgoritme er og hvordan den fungerer.
En konsensusalgoritme er et sett med regler som følges av alle deltakere i et blokkjedenettverk for å opprettholde enighet om tilstanden til den delte hovedboken. Det er mekanismen som sørger for at alle noder i nettverket har samme syn på dataene og at transaksjoner blir validert og lagt til blokkjeden på en sikker og desentralisert måte.
Typer blokkjedekonsensusalgoritmer
Blockchain-konsensusalgoritmer har en lang og variert historie. Den tidligste inkarnasjonen av proof-of-work (PoW) ble brukt for å sikre Bitcoin, med Satoshi Nakamoto som introduserte konseptet i 2008. Andre konsensusalgoritmer som Proof-of-Stake (PoS) og Delegated Proof-of-Stake (DPoS) har siden dukket opp, og tilbyr alternativer til PoW. Hver av disse algoritmene tilbyr distinkte fordeler og ulemper, og sikrer at utviklere har en rekke alternativer når de velger en konsensusmekanisme for deres blokkjede. Til syvende og sist er hver konsensusalgoritme unik for nettverket som bruker den, og å velge den rette kan ha stor innvirkning på både hastigheten og sikkerheten til et kryptovalutanettverk. Noen av de mest brukte konsensusalgoritmene inkluderer:
- Proof-of-Work (PoW)
- Proof-of-Stake (PoS)
- Delegert bevis på innsats (DPoS)
- Proof-of-History (PoH)
- Bysantinsk feiltoleranse (BFT)
-Directed Acyclic Graph (DAG)
Bevis for arbeid (PoW)
Proof-of-Work er en konsensusalgoritme som først ble introdusert med etableringen av Bitcoin i 2009. Den er designet for å være beregningsintensiv, og krever at noder utfører komplekse matematiske beregninger for å validere transaksjoner og legge dem til blokkjeden. Den første noden som løser regnestykket og finner den riktige løsningen belønnes med et visst antall tokens eller kryptovaluta.
Beregningsarbeidet som utføres av nodene kalles gruvedrift. Prosessen med gruvedrift bidrar til å sikre sikkerheten til nettverket ved å gjøre det vanskelig for en enkelt node å manipulere dataene på blokkjeden. Tanken bak Proof-of-Work er at jo mer datakraft som legges til nettverket, desto sikrere blir det.
Proof-of-Work er en veldig sikker og pålitelig konsensusalgoritme, men den har flere ulemper. Det krever en stor mengde datakraft og energi, noe som kan være dyrt og miljøskadelig. I tillegg kan prosessen med gruvedrift være treg og ineffektiv, noe som fører til langsomme transaksjonstider og økte avgifter. Kryptovalutaer som bruker PoW inkluderer Bitcoin (BTC), dogecoin (DOGE), Litecoin (LTC), Monero (XMR) og Zcash (ZEC).
Proof-of-Stake (PoS)
Proof-of-Stake er en nyere konsensusalgoritme som ble utviklet som et alternativ til Proof-of-Work. I stedet for å kreve at noder utfører komplekse beregninger, er Proof-of-Stake avhengig av noder som har en viss mengde tokens eller kryptovaluta som sikkerhet. Denne sikkerheten brukes til å validere transaksjoner og legge dem til blokkjeden.
Valideringsprosessen i Proof-of-Stake er mye raskere og mer energieffektiv enn Proof-of-Work. Noder er tilfeldig valgt for å validere transaksjoner, og jo flere tokens de har, desto større er sannsynligheten for at de blir valgt. Dette motiverer noder til å holde flere tokens og opprettholde sikkerheten til nettverket.
Proof-of-Stake er et lovende alternativ til Proof-of-Work, men det er ikke uten sine egne ulemper. Noen hevder at det er mindre sikkert enn Proof-of-Work, da valideringsprosessen ikke er like desentralisert. Det er også muligheten for at en enkelt enhet har en stor prosentandel av tokens, noe som kan føre til sentralisering av nettverket. Noen kryptovalutaer som bruker bevis på innsats er Ethereum (ETH), Tezos (XTZ), EOS (EOS), og Cardano (ADA).
Delegert bevis på stav (DPoS)
Delegert Proof-of-Stake er en variant av Proof-of-Stake som ble utviklet for å møte noen av utfordringene knyttet til standard Proof-of-Stake-algoritmen. I DPoS velges noder for å validere transaksjoner og legge dem til blokkjeden basert på antall stemmer de mottar fra andre noder i nettverket. Tanken bak DPoS er at nodene med flest stemmer er de mest pålitelige og pålitelige, og derfor bør de være ansvarlige for å validere transaksjoner.
DPoS er en rask og effektiv konsensusalgoritme, siden den bare krever et lite antall noder for å validere transaksjoner. Imidlertid anses det også som mindre sikkert enn Proof-of-Work eller Proof-of-Stake, ettersom valget av validerende noder er basert på antall stemmer de mottar, snarere enn på mengden datakraft eller tokens som de holde. Noen DPoS-krypter er Tron (TRX), EOS (EOS) og Steem (STEEM)
Bevis for historie (PoH)
Proof-of-History (PoH) er en konsensusalgoritme som søker å gi et alternativ til tradisjonelle blokkjedeteknologier. Ved å inkorporere selve tiden i blokkjeden, er Proof-of-History (PoH) en konsensusmekanisme som reduserer belastningen på nettverksnoder under blokkbehandling. Noder har sine egne interne klokker, som brukes til å validere tid og hendelser. Proof-of-History er fortsatt i sine tidlige utviklingsstadier, og det er ennå ikke mye brukt i kryptovalutaindustrien. Proof of History-algoritmen brukes bare på Solana-blokkjeden. På grunn av dette er nettverket ekstremt skalerbart, og håndterer opptil 60,000 XNUMX transaksjoner per sekund.
Bysantinsk feiltoleranse (BFT)
BFT-konsensusalgoritmer er designet for å nå konsensus i et blokkjedenettverk selv om noen noder er upålitelige eller opptrer ondsinnet. De brukes ofte i blokkjedenettverk med tillatelse, der alle noder er kjente og klarerte, i motsetning til offentlige blokkjedenettverk der noder er anonyme og ikke klarert.
Den mest populære BFT-konsensusalgoritmen kalles Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT). PBFT fungerer ved å ha en utpekt ledernode, kjent som en primær, som er ansvarlig for å samle inn og kringkaste transaksjoner til alle andre noder i nettverket. Hver node i nettverket verifiserer transaksjonene og sender en melding til primæren for å enten godkjenne eller avvise transaksjonene. Når mer enn to tredjedeler av nodene har godkjent transaksjonene, kan primæren legge transaksjonene til blokkjeden.
Bevis-av-viktighet
Bevis på viktighet er en metode for å validere en nodes bidrag til et kryptovalutanettverk og tjene retten til å generere nye blokker. En fordel med PoI fremfor andre konsensusalgoritmer er at det gir mulighet for en mer rettferdig fordeling av belønninger i nettverket. I motsetning til PoW, som belønner noder utelukkende basert på deres beregningskraft, eller PoS, som belønner noder utelukkende basert på antall tokens de har, tar PoI hensyn til en rekke faktorer som bidrar til den generelle helsen og velværet til nettverket .
Hvorfor kryptovalutaer bruker konsensusmekanismer
Kryptovalutaer trenger konsensusalgoritmer for å sikre at nettverket er sikkert, pålitelig og pålitelig. Konsensusalgoritmer lar nettverksnoder bli enige om gyldigheten av transaksjoner, og sikrer at alle deltakere er enige om tilstanden til blokkjeden. Dette bidrar til å forhindre at dobbeltforbruk, ondsinnede aktiviteter og andre sikkerhetsproblemer oppstår på et kryptovalutanettverk. Det sikrer også at transaksjoner behandles raskt og effektivt slik at de kan bekreftes i tide. Til slutt hjelper konsensusalgoritmer med å motivere brukere til å holde seg engasjert i nettverket ved å gi belønninger for å validere transaksjoner eller vedlikeholde nodene deres.
Bunnlinjen
Oppsummert er blockchain-konsensusalgoritmen en hjørnestein i blokkjedeteknologien, og gir grunnlaget for tillit og sikkerhet som hele blokkjedeøkosystemet er bygget på. Den er ansvarlig for å verifisere transaksjoner, opprette nye blokker og opprettholde konsensus mellom noder i nettverket. Med sin desentraliserte og manipulasjonssikre natur gir konsensusalgoritmen tillit og åpenhet til brukerne av blokkjeden. Innovasjonen og utviklingen av blockchain-konsensusalgoritmer fortsetter, ettersom utviklere søker å lage algoritmer som er mer energieffektive, skalerbare og sikre. Det er et felt i stadig utvikling, så vi kan forvente å se mange spennende fremskritt i årene som kommer.
Kilde: https://www.cryptopolitan.com/what-is-a-blockchain-consensus-algorithm/