Mania blockchain-ului se transformă încet într-o oportunitate de a revizui sistemele vechi și de a le face mai productive. Cu toate acestea, oamenii trebuie să știe mult mai multe despre blockchain pentru a aprecia ingeniozitatea care stă la baza acestuia. Unul dintre aspectele de bază ale tehnologiei este algoritmul blockchain de lucru.

Tehnologia blockchain este încă la început, ca să spunem așa, dar există deja un potențial imens în ceea ce privește ceea ce poate ajuta la realizare. În special, tehnologia trece de la cadrul de bază pe care rulează criptomonedele la o tehnologie care revoluționează industriile.

Ce este un algoritm consens?

Practic, tehnologia permite utilizatorilor să interacționeze peer-to-peer și fără o autoritate centrală. În special, tranzacțiile sunt finalizate atunci când există consens în întreaga rețea. În special, algoritmul consens este ceea ce diferențiază diferite rețele blockchain. De exemplu, rețeaua Bitcoin diferă de rețeaua Ethereum pe baza algoritmului consens.

Din punct de vedere tehnic, un algoritm de consens este procesul de luare a deciziilor în cadrul unui grup. În special, membrii grupului vin cu un sistem care eficientizează procesul prin care pot găsi un punct comun în ceea ce privește un anumit subiect. Pentru ca consensul să se întâmple, cel puțin majoritatea participanților dintr-un grup ar trebui să fie de acord și decizia în cauză trebuie să poată beneficia de acea majoritate.

Interesant este că algoritmii de consens blockchain funcționează utilizând o logică similară. În plus, algoritmii de consens blockchain au obiective specifice care încearcă să stimuleze utilizarea rețelelor blockchain. În primul rând, algoritmul se angajează să colecteze cât mai mult acord între nodurile participante, astfel încât să existe un acord pe scară largă.

În al doilea rând, acordul pe scară largă în cadrul rețelei ar trebui să faciliteze colaborarea dintre participanți. În special, algoritmul asigură că orice acord asupra căruia participanții sunt de acord să servească interesele tuturor membrilor. În al treilea rând, acordul încurajează cooperarea astfel încât fiecare persoană să lucreze către interesul colectiv al rețelei.

Mai mult, algoritmul se străduiește să se asigure că toți participanții au drepturi egale, așa cum ar trebui să existe o relație de la egal la egal. În cele din urmă, promovarea unui mediu în care toată lumea are drepturi egale facilitează participarea și activitatea individuală a participanților.

Tipuri de algoritmi de consens

Așa cum s-a explicat anterior, există diferite tipuri de algoritmi de consens și pe baza cărora există diferite rețele blockchain. În special, fiecare algoritm are propriile sale caracteristici unice care îl disting și care obțin un consens în cadrul rețelei prin diferite mecanisme. În prezent, există un număr destul de mare de algoritmi de consens blockchain. Cu toate acestea, cele două mari sunt Proof-of-Work (PoW) și Proof-of-Stake (PoS).

Infografie de algoritmi de consens

Ce este algoritmul Blockchain Proof-of-Work?

Acesta este cel mai vechi mecanism de consens și cel mai popular în prezent. În special, prima mențiune a algoritmilor este înainte de invenția rețelei Bitcoin. Interesant, cercetarea algoritmului se întoarce la începutul anilor ’90, unde Moni Naor și Cynthia Dwork au publicat un articol în 1993. În articol, autorii au explorat potențialul algoritmului de a preveni frauda..

În 1999, un alt cercetător în criptografie, Markus Jakobsson a inventat termenul „Dovadă a muncii” și a rămas până când Satoshi Nakamoto a surprins lumea cu invenția bitcoin. În special, rețeaua blockchain Bitcoin este pur și simplu o implementare a cercetării ale cărei primii pași datează din 1993.

Algoritmul PoW rămâne cel mai popular, deoarece este printre puținele care nu pot fi compromise. În termeni tehnici, este unul dintre acei algoritmi care pot atinge toleranța la defecțiuni bizantine. În special, Toleranța la defecțiuni bizantine (BFT) este pur și simplu capacitatea unui sistem de a rezista defecțiunilor asociate cu problema generalilor bizantini..

Aceasta înseamnă că rețeaua poate evita cu succes situațiile în care unele noduri pot încerca să acționeze împotriva consensului. În contextul tehnologiei blockchain, este evident că rețelele blockchain nu au o autoritate centrală pentru a modera tranzacțiile. În schimb, registrul public este distribuit între toți participanții, prin urmare tehnologia blockchain, cunoscută și sub numele de tehnologie de registru distribuit (DLT).

Având în vedere informațiile valoroase stocate în registrele publice, există o mare probabilitate ca unii actori răi să poată provoca defecte pentru câștiguri egoiste. Ca atare, acești răi actori prezintă problema generalilor bizantini. În acest fel, este necesar ca rețeaua blockchain să aibă toleranța la erori bizantină pentru a evita astfel de probleme.

Cum funcționează PoW?

În mod clar, algoritmul PoW este foarte sigur, deoarece poate rezista la BFT. Interesant este că modul în care funcționează îl face și mai sigur, de aceea destul de popular. Fără caracteristica BFT, un membru al unei rețele poate falsifica tranzacțiile și, prin urmare, compromite fiabilitatea blocului generat de tranzacție.

Un algoritm PoW funcționează în așa fel încât nodurile dintr-o rețea trebuie să rezolve o problemă matematică, astfel încât să poată crea următorul bloc. Oricine este primul care obține soluția la problema matematică primește permisiunea de consens pentru a alege blocul care ar trebui adăugat lângă platformă.

Drept urmare, acest nod de succes primește monedă drept recompensă. Într-o rețea bitcoin, recompensați un simbol bitcoin. Prin urmare, există stimulentul pentru a continua rezolvarea problemelor matematice, astfel încât să poată obține permisiunea de a alege următorul bloc. De asemenea, este clar acum de ce unele noduri ar dori să falsifice tranzacțiile și de aici necesitatea toleranței la defecțiuni bizantine.

Cu toate acestea, nu este ușor să obțineți răspunsul la problema matematică. În acest caz, nodurile trebuie să găsească soluția problemei prin forță brută. Aceasta înseamnă că acele noduri care au cea mai mare putere de calcul sunt cele mai susceptibile de a găsi soluția la problema matematică. În special, aceste noduri care participă la calcul se numesc miner și procesul de rezolvare a problemei se numește minerit.

algoritm dovadă de lucru blockchain

De ce Blockchain Proof of Work are succes

Procesul de exploatare este intensiv din punct de vedere energetic, deoarece necesită o capacitate de calcul mai mare pentru a rezolva fiecare problemă succesivă. Ca atare, procesul consumă multă energie electrică. Vom analiza acest aspect mai târziu și motivul pentru care acesta este unul dintre motivele pentru care oamenii se îndepărtează de algoritm către alte alternative. Cu toate acestea, PoW are destul succes în acest moment din două motive.

În primul rând, obținerea soluției la problema matematică este destul de grea. Prin urmare, nodurile trebuie să petreacă timp în calcule care sunt greoaie. Interesant este că alimentarea cu energie de calcul este destul de limitată și asta înseamnă că puțini actori au acces la ea. Interesant este că această caracteristică este, de asemenea, motivul care stă la baza imposibilității înșelării nodurilor în timpul tranzacțiilor.

De exemplu, să presupunem că un actor rău vrea să atace rețeaua și datele de eroare înregistrate pe un anumit bloc. Dacă întreaga rețea are zece blocuri și blocul țintă pentru actorul rău este numărul șapte, actorul rău va trebui să modifice acele date pentru blocul zece, nouă opt și apoi șapte, care este ținta. Având în vedere puterea de calcul necesară extragerii unui singur bloc, este aproape imposibil ca unul să modifice datele pe patru blocuri. Practic, nu există un computer cu capacitatea de a rezolva o astfel de problemă.

În al doilea rând, PoW are succes deoarece, odată ce un nod creează un bloc, alte noduri pot verifica cu ușurință procesul care a dus la soluție. În special, acest lucru se datorează parțial naturii problemei care are nevoie de o soluție. Pentru a rezolva problema, minerul trebuie să ajungă la un răspuns mai mic decât o valoare prestabilită.

De exemplu, rețeaua poate prezenta o valoare de tipul 10. Pentru ca soluția să fie corectă, va trebui să vă asigurați că soluția este mai mică de 10, adică nouă. Dacă un miner ajunge cu succes la nouă, celelalte noduri vor urma cu ușurință procedura cu care minerul obișnuia să ajungă la soluție. Cu toate acestea, se complică dacă tranzacția este falsificată.

Ce ne rezervă viitorul pentru dovada muncii

Așa cum s-a menționat mai devreme, dovada muncii înglobează tone de energie pentru a finaliza calculele. Interesant este că acesta este unul dintre principalele puncte de eșec pe care detractorii algoritmului îl chemă. Până în noiembrie anul trecut, rapoarte a indicat că a fost de două ori mai scump pentru a obține bitcoin în valoare de un dolar decât aurul, cuprul sau platina în termeni de energie cheltuită.

Potrivit pentru cercetători, extragerea unui bitcoin în valoare de un dolar necesită peste 17 megajuli de energie. Interesant, este nevoie de aproximativ cinci megajouli pentru a extrage aur, patru pentru a extrage cupru și șapte pentru a extrage platină. Prin urmare, afacerea se dovedește a fi mult mai scumpă și având în vedere că prețul criptomonedei este destul de volatil.

De asemenea, pe măsură ce mai multe blocuri se adaugă blockchain-ului existent, procesul de rezolvare a problemelor pentru următoarele blocuri devine mai greu. În special, procesul de calcul este mult mai dificil și, ca atare, este nevoie de hardware mai complex care să poată gestiona calculele. Drept urmare, prețul hardware-ului pentru minerit crește exponențial.

Ceea ce prezintă toate aceste probleme este un viitor care este oarecum sumbru pentru acest algoritm. Interesant este că există guverne care au impus deja moratorii asupra activității miniere, astfel încât să poată veni cu o legislație adecvată pentru a satisface consumul ridicat de energie al mineritului. Deja, unele rețele blockchain precum Ethereum care se bazau inițial pe algoritmul PoW migrează către alte alternative, cum ar fi dovada mizei. Practic, există o șansă reală ca protocolul să sufere modificări fundamentale într-un efort de raționalizare a utilizării sau ca oamenii să îl abandoneze complet.

Provocări pentru PoW

Așa cum s-a discutat anterior, PoW se confruntă cu amenințări existențiale din cauza provocărilor majore. În ceea ce privește consumul de energie, este deja clar că algoritmul este foarte neiertător atunci când vine vorba de utilizarea energiei electrice. Adăugați la aceasta costul în creștere al hardware-ului de minerit și toate rămân cu o durere de cap mușcătoare despre cum să gestionați algoritmul.

Prin urmare, este clar că provocarea majoră cu care se confruntă algoritmul PoW este costul în creștere al rezolvării problemelor de calcul. În special, trebuie să cheltuiți în medie 4.758 dolari în Statele Unite pentru a extrage un singur bitcoin. În Germania, costul sare la 14.275 de dolari, în timp ce Coreea de Sud este cea mai scumpă la 26.170 de dolari. Interesant este că CoinMarketCap indică acest lucru pretul dintr-un bitcoin este în prezent la 4.089 dolari. Prin urmare, este clar că un miner din SUA, Germania și Coreea de Sud va acumula pierderi uriașe dacă va desfășura o activitate minieră.

O altă provocare cu care se confruntă algoritmul PoW este că nu este cu adevărat descentralizată. Observatorii cunoscuți subliniază că, în orice moment, un singur nod este responsabil pentru întreținerea registrului. Aceasta este aceeași persoană care are permisiunea de a alege care va fi următorul bloc și este aceeași persoană care va primi recompensa după adăugarea blocului.

Ca remediu, utilizatorii tehnologiei blockchain sunt solicitant pentru o schimbare fundamentală în manipularea registrelor într-o rețea blockchain. În special, utilizatorii doresc ca registrele să locuiască simultan în mai mulți colegi, astfel încât să evite tendința de „dictator” a nodului unic care găzduiește registrul în orice moment dat. În esență, aceasta implică fragmentarea registrului în mai multe bucăți, astfel încât niciun nod unic să nu aibă o imagine clară a conținutului registrului.

Alternativă la algoritmul blockchain de lucru

Într-un efort de a îmbunătăți spațiul blockchain, unii dezvoltatori au venit cu alternative la algoritmul de probă de lucru blockchain, care sunt pur și simplu alte tipuri de algoritmi de consens. Până în prezent, există numeroase alternative, dintre care unele au fost menționate anterior. Aici, vom analiza doar una dintre alternativele care sunt dovada mizei.

Dovadă blockchain a mizei

Ca algoritm de consens, dovada mizei a intrat pentru prima dată pe scena blockchain în 2011, la doi ani după dovada muncii. Diferența majoră dintre dovada muncii și dovada mizei este că utilizatorii acestora din urmă nu trebuie să rezolve probleme complexe pentru a ajunge la un consens. Dimpotrivă, utilizatorii trebuie doar să utilizeze criptocurrency ca miză cu care să ajungă la consens.

Iată cum funcționează. Toți participanții la o rețea blockchain care utilizează protocolul PoS trebuie să aibă criptomonedă de bază să participe la realizarea consensului. De exemplu, dacă rețeaua blockchain Ethereum trece cu succes la PoS, utilizatorii vor trebui să aibă Ether în conturile lor pentru a participa.

Pentru participanții care doresc să extragă următorul bloc, va trebui să mizeze moneda pe care o au. Interesant, șansele ca cineva să aleagă următorul bloc depinde de cantitatea de criptă mizată. De exemplu, dacă miza totală se ridică la 2% din totalul criptelor mizate în rețea, nodul va avea șanse de 2% să mimeze următorul bloc.

Prin urmare, în timp ce mineritul este încă prezent în acest protocol, este clar că nu depinde de calcule precum dovada muncii. Mai mult, protocolul dovezii mizei alege minerul în mod aleatoriu și primește recompensa în ceea ce privește comisionul de tranzacție. Prin urmare, există o mare probabilitate ca oricare dintre validatorii cu mize să își poată revendica responsabilitatea minieră. Mai mult, există mult mai multă descentralizare, deoarece fiecare acțiune este randomizată.

Meritele mizei dovezilor

În acest caz, este evident că rata consumului de energie este aproape nesubstanțială în comparație cu algoritmul blockchain de lucru. În viitor, protocoalele a căror cerere de energie este scăzută vor prelua importanță, deoarece costurile cu energia electrică sunt în creștere. Mai mult, faptul că algoritmul consumă mai puțină energie implică faptul că nu necesită hardware sofisticat pentru a facilita procesul de exploatare. În cele din urmă, aceasta este o dovadă că protocolul este rentabil atât pe termen scurt, cât și pe termen lung.

Un alt merit al dovezii mizei este randomizarea procesului de selectare a nodului responsabil pentru procesul minier. Ar fi fost un obstacol major dacă selecția ar depinde doar de miza pe care o avem. În acest fel, doar cele mai bogate noduri din platformă ar avea libertatea de a efectua tranzacțiile și că acestea vor continua să se îmbogățească.

Dimpotrivă, procesul randomizat asigură faptul că oricine are o miză are șanse reale de a participa la procesul minier. De asemenea, aceasta este o dovadă că există o descentralizare reală în care, spre deosebire de PoW, nu există niciun nod responsabil pentru întregul registru în niciun moment al timpului.

Mai mult, procesul care intră în dovezi sau în muncă nu consumă doar energie, ci și consumă mult timp. În special, durează între 40 și 60 de minute pentru ca validatorii să aprobe tranzacțiile într-o rețea blockchain în conformitate cu protocolul dovadă de lucru. Dimpotrivă, procesul de validare în platforma PoS este rapid, deoarece mineritul este rapid și eficient. Din acest motiv, rețeaua Ethereum se așteaptă să crească în mod semnificativ numărul de tranzacții pe secundă odată ce migrează către PoS.

Demeritele PoS

În mod surprinzător pentru o nouă tehnologie care este încă în curs de dezvoltare, PoS are diverse capcane care ar putea aduce probleme dacă sunt întâlnite. În primul rând, faptul că validatorii au nevoie să își pună criptomoneda doar pentru a putea extrage este o problemă imensă. În special, acest lucru implică faptul că orice actor rău, care poate procura o cantitate foarte mare de jetoane, poate învinge brusc pe toți ceilalți validatori și poate prelua controlul rețelei.

Cu toate acestea, legile economiei protejează rețeaua împotriva unui astfel de atac. În special, orice creștere bruscă a ratei de cumpărare a jetoanelor va declanșa o creștere bruscă a prețului jetoanelor până la punctul în care acesta va deveni de nesuportat pentru atacator.

În al doilea rând, există posibilitatea ca un nod de validare să devină necinstit și să valideze tranzacțiile rău intenționate. O altă amenințare de aceeași natură poate apărea atunci când există o bifurcație a rețelei. Potrivit observatorilor cunoscuți, este posibil ca nodurile să pună jetoane pe ambele părți ale furcilor, astfel încât să poată efectua o tranzacție dublă.

În atenuare, unii dezvoltatori creează un hibrid de PoW și PoS prin care utilizatorii nu pot cheltui de două ori. Aici, jetoanele lor devin instantaneu lipsite de valoare odată ce există forța de rețea. De exemplu, Ethereum lucrează la o versiune îmbunătățită a PoS numită „Casper”, care va ajuta la restrângerea unor astfel de validatori necinstiți.

Rezumatul / comentariile de închidere

Tehnologia blockchain se află într-o transformare fundamentală, deoarece necesitatea unei securități mai stricte și a unei mușcături mai mari de descentralizare. În plus, costul exploatării miniere este semnificativ ridicat și are mulți entuziaști care coboară pe marginea drumului. Prin urmare, este de asemenea necesar ca algoritmul de consens să susțină metode mai ieftine și mai rapide pentru a garanta aplicarea pe termen lung a tehnologiei.

Protocolul major de consens popular astăzi este dovada muncii. În special, algoritmul alimentează bitcoin și Ethereum (înainte de migrarea completă la dovada mizei). În special, algoritmul este încă favorit datorită caracteristicii de toleranță la defecțiuni bizantine (BFT). Cu toate acestea, natura intensivă în energie reprezintă o amenințare existențială.

Protocolul de consens alternativ este dovada mizei în care validatorii își folosesc criptomoneda ca miză pentru ca aceștia să participe la minerit. În special, algoritmul este eficient din punct de vedere energetic și din punct de vedere al costurilor, iar procesul de validare este rapid. Mai jos este o comparație detaliată a celor doi algoritmi.

O comparație între dovada muncii și dovada algoritmilor de miză
Caracteristică Blockchain Dovadă a muncii Blockchain Dovadă de miză
Minerit Minerul este ales prin capacitatea de a rezolva o problemă de calcul complexă Oricine are o miză are șansa de a fi miner și nu implică calcule
Validare Durează mai mult, deoarece validatorii trebuie să reia calculele făcute de miner Este mai scurt, deoarece nu există calcule implicate
Scalabilitate Deoarece toate nodurile trebuie să ia parte la validare, algoritmul este dificil de scalat Nu toate nodurile participă la validare și, prin urmare, este rapid și foarte scalabil
Consumul de energie Destul de consumator de energie datorită naturii de calcul a validării. Este foarte eficient din punct de vedere energetic, deoarece nu necesită niciun fel de calcule
Cryptojacking Actorii răi care probabil „criptojack” alte computere pentru a oferi mai multă putere de calcul pentru minerit Nimeni nu riscă Cryptojacking, deoarece mineritul nu are nevoie de cantități enorme de putere de calcul

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me