Что такое алгоритмы консенсуса PoW, PoS, PoP, PoA, PoB, BFT и другие

0
25

С развитием криптовалютных технологий все новые и новые решения появляются в контексте консенсусных моделей блокчейн сетей. Стоит быть в курсе знаний о самых важных из них.

Алгоритмы консенсуса блокчейн

Знание механики основных и альтернативных алгоритмов консенсуса, действующих в криптосфере, может позволить принимать более обоснованные инвестиционные решения. Давайте рассмотрим, какие модели подтверждения транзакций и работы блокчейн сетей наиболее популярны и как они работают.

Что такое PoW (Proof of Work, доказательство работы)

Доказательство работы (Proof of Work, PoW) – это алгоритм консенсуса блокчейн сети, в котором майнеры должны выполнить определеные вычисления, чтобы подтвердить действительность криптовалютных транзакций и получить за это вознаграждение. Доказательство работы Proof of Work заключается в непрерывном вычислении хэшей до тех пор, пока майнер не найдет целевое значение. Чем больше у вас вычислительной мощности, тем проще производить вычисления, которые могут вознаградить валидатор родными монетами и поддержать целостность и безопасность сети.

Proof of Work (PoW)

Примером доказательства работы может быть использование криптовалютным блокчейном хэш-алгоритма SHA-256. Этот алгоритм генерирует 32-байтовый (32 символа в шестнадцатеричной системе) вывод. Так, если ввести в блокчейн этой криптовалюты любую строку данных, например: «abcdefghijklmnopqrstuvwxyz», результат будет выглядеть так: «fedcba987654321». После ввода строки данных и создания выходных данных это доказательство работы. Но нет никакой награды, если майнер правильно не решит хэш.

Это чем-то похоже на демонстрацию начальнику доказательств того, что вы выполнили свое задание.

Среди криптовалют, которые используют алгоритм консенсуса Proof of Work (PoW), наиболее примечательными являются:

Некоторые из крупнейших криптовалют используют Proof of Work (PoW), хотя некоторые из них переходят на новые консенсусные модели. Венцом является, конечно, Ethereum, который уже несколько лет планирует переход на Proof of Stake в версии Ethereum 2.0. PoS потребует от пользователей блокировать криптовалютные активы на своем счете только на короткие периоды при голосовании по транзакциям. Это в конечном итоге создаст список проверяющих, которые одобрили транзакцию. Тогда держатели криптовалюты будут получать прибыль от майнинга монет и участия в сети.

Экологически сознательные инвесторы считают, что Proof of Work (PoW) вредно для нашей планеты и не энергоэффективно. Дискуссия среди экспертов на эту тему актуальна уже давно. Виталий Бутерин уже давно мечтает перевести Ethereum на PoS, но запуск проекта Ethereum 2.0 все время откладывается.

Что такое PoS (Proof of Stake, доказательство доли)

Proof of Stake (PoS) – это алгоритм консенсуса блокчейн сети, который вознаграждает пользователей за владение собственным активом данной сети. Для того чтобы заработать криптовалюту или токен в качестве вознаграждения за свой вклад в функционирование сети, пользователю придется поддерживать определенный баланс на своем адресе. В плане профита это работает как депозитный счет в банке. Чем больше средств на баллансе – тем больше доход.

Proof of Stake (PoS)

Алгоритм консенсуса блокчейна PoS стимулирует пользователей хранить криптовалюту в кошельке и быть онлайн 24 часа в сутки, семь дней в неделю. Хранение криптовалюты и нахождение онлайн позволит держателю получать транзакционные сборы.

Вот некоторые монеты, которые используют PoS:

  • Кардано (ADA)
  • Эфириум (2.0) (ETH2)
  • Тезос (XTZ)
  • Алгоритм (АЛГО)
  • Село (CELO)

Что такое DPoS (Delegated Proof of Stake, делегированное доказательство доли)

Недостатками алгоритмов PoS является то, что в сети могут доминировать более «богатые» стейкеры. Элитарность может привести к тому, что криптовалютная сеть будет затоплена крупными держателями, которые будут контроллировать сеть и о децентрализации тогда не будет идти речи. Именно здесь может помочь алгоритм консенсуса «Делегированное доказательство доли» (Delegated Proof of Stake – DPoS) т.е. поддержание децентрализованной сети путем произвольного делегирования проверки транзакций, независимо от того, сколько монет находится на счету.

Альтернативные алгоритмы консенсуса блокчейн сетей, которые только набирают популярность

В поисках оптимального алгоритма консенсуса родилось множество альтернативных вариантов работы блокчейн сетей. Рассмотрим некоторые из них.

PoA (Proof of Activity, доказательство деятельности)

PoA – это алгоритм консенсуса, который сочетает в себе 2 алгоритма – PoW и PoS. Начнем с того, что две группы должны разделить извлечение «доказательств активности». Первая группа использует доказательство работы, чтобы найти блок, который она отправит на проверку. Верификация гарантирует, что каждый в пуле имеет мотивацию (потенциальное вознаграждение) и конкурирует друг с другом за добычу блоков, содержащих важные транзакции; если они не отправят эти средства достаточно быстро, они потеряют свои награды. Затем вторая группа состоит из майнеров, которые успешно добыли блок, используя доказательство доли вместо традиционных доказательств, таких как в случае Bitcoin или Ethereum (1.0).

Proof of Activity (PoA)

Угрожает ли агоритму PoA централизация? Критика исходит из оригинальной реализации, в которой алгоритм дал четырем майнинг-пулам уникальную транзакцию в исходном блоке. Мошеннические узлы могли легко манипулировать блоком, потому что криптовалюта изначально имела гораздо меньшую пользовательскую базу и, следовательно, более низкую скорость хэширования, чем многие другие монеты Proof of Work. Если бы все транзакции по-прежнему обрабатывались теми же четырьмя пулами, криптовалютой можно было бы легко манипулировать через эти пулы вцелом.
Доказательство активности (PoA), однако, с тех пор изменило механику реализации. Однако все равно требуется много майнеров. Потребление энергии на этапе Proof of Work является высоким и остается непривлекательным для инвесторов, которые хотят быть «эко».

Что такое BFT (Byzantine Fault Tolerance)

Данный алгоритм консенсуса назван в честь древней математической загадки «Задача византийских генералов». Она заключается в том, что группа генералов сражается и вырабатывает стратегию. В загадке генералы окружили цитадель и должны договариваться между собой о действиях в случает атаки или отступления. В противном случае армии ждет разгром.  В результате они отправляют сообщения туда и обратно, чтобы оставаться на связи друг с другом, но они не могут быть уверены, что враг перехватит сообщения и использует их в сомнительных целях.

Задача византийских генералов

Такая дилемма поднимает вопрос: «Есть ли способ доказать, что одна сторона получает достоверную информацию, от другой?». Ответом или подтверждением выбора является «своего рода криптографический запечатанный конверт, который может открыть только человек с соответствующим ключом.

Кенни Дженкинс и его команда отвечали за надзор за криптовалютными транзакциями в государственных контрактах. Изначально они не видели потенциала криптовалют и сомневались в их будущем. Однако после того, как другой офицер оспорил тезис Дженкинса, он нашел решение в старой области математики под названием Proof of Selection и применил его к криптовалюте. Такое доказательство применяется, когда все стороны не могут проверить предоставленную информацию. Доказательство не обязательно должно быть сложным алгоритмом и не должно доказывать независимость криптовалюты. Ему нужно только убедиться, что цифровая монета сгенерирована правильно.

Что такое PoP (Proof of Participation, доказательство участия)

Можно рассматривать алгоритм консенсуса блокчейн сети Proof of Participation (PoP) как о членство в элитном клубе, от которого вы получаете ощутимую прибыль. Такой механизм требует от инвесторов положить свои монеты в кошелек и заблокировать их на определенный период времени. Затем узел регистрирует своих членов в безопасном списке.

Именно регистрация узла выступает в качестве проверки безопасности. Поэтому взлом PoP-сети займет у кого-то много времени и усилий. Во-вторых, токены, предназначенные для вознаграждений, распределяются равномерно через реестр узлов. Распределение ведет к лучшей децентрализации и справедливому вознаграждению для всех участников. Наконец, Proof of Participation (Доказательство участия) является энергетически нейтральным и более экологически выгодным, чем PoW.

Как его использовать? Необходимо обратиться в реестр узлов за подтверждением участия, гарантирующим блокировку определенной суммы средств, указанной консенсусом алгоритма. Таким образом, первоначальные сторонники реестра узлов получат выгоду после совершения транзакции с сгенерированными токенами. Затем, по мере того, как все больше пользователей присоединяются к реестру, эффект будет увеличиваться, хотя контроль узла остается распределенным между членами.

Proof of Participation (PoP) – это инновационный алгоритм консенсуса блокчейн сетей, который не требует энергоемкого майнинга. Вместо этого он полагается на регистрацию для роста и генерации токенов по мере присоединения большего количества пользователей. Кроме того, единственной стоимостью присоединения к PoP является блокировка части монет, определенных консенсусом алгоритма. Одним из недостатков монет на PoP алгоритмах, таких как Motocoin (MOTO), является более медленная скорость генерации, так как там может быть меньше узлов, подписывающих транзакции, чем, например в сети Bitcoin. Одним из преимуществ валют PoP перед другими криптовалютами является более низкий риск так называемых атак 51%,так как все участники должны подписать транзакцию до её завершения.

Что такое PoB (Proof of Burn, доказательство сжигания)

Proof of Burn (PoB) – это метод добычи, при котором майнер должен предоставить альтернативные активы в качестве доказательства работы. Кроме того, майнер должен доказать, что он инвестировал в мощности майнинга криптовалют. Этот метод майнинга помогает поддерживать долгосрочную экономическую эффективность, поскольку он устраняет тех майнеров, которые не действуют добросовестно.

PoB похож на алгоритм доказательства работы (PoW), с той разницей, что нет необходимости иметь безопасную криптовалютную сеть. Идея заключается в том, что вместо того, чтобы сжигать реальные деньги, майнер криптовалюты должен сжигать другой тип ресурса, такой как цифровая монета. Монеты отправляются на специальный «сгорающий адрес», с которого восстановить их уже не удастся. В конечном счете, проверенная «работа» вознаграждает майнера реальной валютой.

Для криптовалют Proof of Work майнеры должны предоставить активы в качестве доказательства работы. Затем, когда майнеры завершают блок, они получают награду. Этот метод майнинга криптовалют не является устойчивым, потому что он потребляет слишком много энергии. Proof of Burn менее энергоэффективен.

Оцените материал

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Напишите ваш комментарий
Введите ваше имя