Алгоритмы достижения консенсуса

Алгоритмы достижения консенсуса

Блокчейн, как известно, представляет собой распределенную систему с тысячей участников. Поскольку система не имеет центрального администратора, то структура блокчейна децентрализована. Поэтому возникает потребность в распределенном консенсусе.

Введение

Основное число криптовалюты записываются в блокчейне двумя способами. В виде записи транзакциях и записи о сгенерированных блоках. Они возникают по-разному, при этом сохраняются в децентрализованной базе данных.

Имея правильный ключ, можно создать запись. Вносить данные о новом сгенерированном блоке уже труднее. Здесь должно соблюдаться одно условие: договоренность участников, или консенсус, с целью предотвращения намеренных атак на сеть.

Например, криптографический мессенджер Bitmessage.

Proof-of-Work (PoW)

С англ. – «доказательство работы». Чтобы выполнить действие, нужно проделать какую-то работу. Такой принцип был заложен в основу работы мессенджера Bitmessage.Bitmessage

Увеличение вычислительной мощности оборудования позволяет получать больше монет. Если в начале для майнинга биткоина можно было использовать обычный процессор, то сейчас происходит объединение в пулы или возведение огромных майнинг-ферм. Отсюда значительный недостаток POW. В чем он заключается? В том, что необходимо постоянно увеличивать вычислительные мощности майнеров по всему миру. При том, что оборудование, как любая техника, быстро устаревает, потребление энергии в мире растет. А результаты используются только внутри блокчейна.

Proof-of-Stake (PoS)

Это следующий по популярности алгоритм достижения консенсуса. Первая реализация – монета PeerCoin была проведена в 2012 году. Тут генерация нового блока выполняется узлом сети, т.е. нодой, который имеет монеты в своем кошельке. Рост количества монет ведет к увеличению вероятности генерации нового блока.

Могут возникать разнообразные модификации этого алгоритма. Например:

  • Leased Proof of Stake (LPoS)в чем-то схож с пулом - участники с небольшим количеством монет могут сдавать их в аренду крупным. В качестве бонуса – доля вознаграждения, которую по-другому получить было бы невозможно.
  • Delegated Proof of Stake (DPoS)– этот алгоритм является более сложным. Тут генерация новых блоков происходит теми нодами, которые когда-то выбрали все участники сети. Решение о изменениях в архитектуру криптовалюты принимают те же ноды.

Алгоритм PoS, в отличие от POW, практически не имеет недостатков. В этом случае вычисления не требуются, соответственно, расходы на электроэнергию минимизированы и отсутствует гонка вычислительных мощностей. Атака 51% также максимальный ущерб нанесет злоумышленнику. Потому что после покупки большого количества криптовалюты произойдет рост ее стоимости. В итоге потребуются большие финансовые затраты, сама же она обернется против атакующего.

Форджинг – это добыча криптовалюты с алгоритмом консенсуса PoS. Суть заключается в том, что необходимо создать ноду, то есть отдельный компьютер, подключенный к Интернету. На нем должен быть кошелек с базовым количеством монет.

Чтобы запустить ноду DASH, необходимо 1000 монет. По текущему курсу это составляет более 1 млн. долларов США. Не такая выигрышная ситуация для Monaco или Ark. Однако создать мастерноду с целью получения огромной прибыли может быть актуально в случае, если Ваше внимание будет направлено на не слишком популярные моменты, стоимость которых очень низкая. Рост будет способствовать тому, что Вы на мастерноде станете обладателем основного их числа. Вам будут выплачиваться постоянные выплаты.PoS

POS тоже имеет недостатки. Хотя бы потому что основная часть монет для покупок не используется. Если Вы потратите одну монету DASH из тысячи, то мастернода прекратит приносить прибыль.

Однако на POW и POS список алгоритмов консенсуса не заканчивается. Дальнейшее развитие пошло по направлениям:

  • различные комбинации двух алгоритмов,
  • усложнение PoS с целью устранения его недостатков.

Теперь поговорим о нескольких таких алгоритмов.

Proof-of-Importance (PoI)

Схож во многом с PoS. Но есть несколько отличающих критериев (количество монет на счету мастерноды; количество совершенных мастернодой транзакций; время нахождения мастерноды в сети).

Влияние количества транзакций и время нахождения мастерноды онлайн обратно пропорционально количеству монет на счету. Это можно наблюдать на примере NEM.

Proof-of-Authority (PoA)

Узлы сгенерируют блок только в случае наличия специальных полномочий. Алгоритм подходит преимущественно для корпоративных и регулируемых монет. Разработчик контролирует блоки, хотя о децентрализации в этом случае мы не можем говорить.

Proof-of-Capacity (PoC)

Майнеры должны выделять место на жестом диске для того, чтобы был сгенерирован новый и блок и получить вознаграждение. «Вычислительная мощность» определяется наличием свободного места.

Выводы

PoW

Самым распространенным алгоритмом консенсуса является PoW. Он применяется как в Bitcoin, так и в большинстве криптовалют Топ-10 по капитализации. Его PoS также постепенно входит на рынок. И прогнозируется, что Ethereum перейдет на алгоритм PoS.

В настоящее время наиболее выигрышно смотрятся смешанные алгоритмы, в которых присутствуют PoS и PoW или же служат развитием и конкретной доработкой одного из них.

Рейтинг: 5/5 - 2 голосов

Теги