Различные механизмы консенсуса в блокчейне

В этой статье мы расскажем, как механизмы консенсуса определяют характеристики блокчейна и что это значит для нас - криптоэнтузиастов, принимающих эту технологию .

Блокчейн и механизмы консенсуса

Технология блокчейн позволяет шифровать записи данных в блоки, а затем соединять их в цепочку, создавая единый хронологический источник. Мощная сила блокчейна заключается в его децентрализованной природе. Базы данных на основе блокчейна находятся в открытом доступе, но ни одна корректировка не может быть произведена без согласия кворума участников сети, что обеспечивает доверие, безопасность и прозрачность.

Эти участники сети, также известные как "узлы", являются заинтересованными сторонами децентрализованных сетей, которые способствуют безопасному и правильному функционированию, выполняя проверку, подтверждая транзакции, выступая в качестве коммуникационных центров и оставаясь бдительными в отношении любых потенциальных изменений данных. Для того чтобы все узлы работали синхронно друг с другом, определяется механизм консенсуса. Он также определяет схему безопасности и поощрения для одной сети.

В этой статье мы остановимся только на публичных блокчейнах, поскольку мы чаще всего взаимодействуем с ними в повседневных транзакциях. Два примера публичных блокчейнов - легендарные Биткоин и Ethereum.

Не только PoW и PoS

Биткоин и Ethereum с самого начала своего существования использовали механизм Proof-of-Work (PoW) для регулирования состояния сети, но Ethereum постепенно переходит к Proof-of-Stake (PoS) в своем плане Ethereum 2.0. Биткоин будет придерживаться PoW, поскольку его код не подвержен изменениям консенсуса. Не менее важно и то, что связь Биткоина с потреблением энергии позволит сохранить зависимомть его стоимости от реальных затрат. Другие типы консенсуса в блокчейне менее распространены и в основном применяются в соответствии со стратегическими приоритетами сети.

Proof-of-Work (PoW)

Как следует из названия, этот тип консенсуса требует напряженной "работы". Участники сети, называемые майнерами, оснащены сложным программным обеспечением и мощными компьютерами, чтобы найти решение чрезвычайно сложных математических задач, с помощью которых создается новый, действительный блок.

Обычно сложность майнинга положительно коррелирует с количеством майнеров, поэтому уровень сложности должен повышаться, если в сети участвует больше майнеров. Это означает, что а) при большем количестве майнеров достигается более высокая безопасность и б) справедливость гарантируется для всех майнеров.

Блокчейн PoW действительно децентрализован с точки зрения организации и местоположения, поскольку майнеры будут работать там, где есть дешевое электричество, чтобы максимизировать свою прибыль. Относительно недорогое электричество доступно во многих местах по всему миру, что приводит к рассредоточению майнинговых ферм по всему миру.

Proof-of-Stake (PoS)

Более экологичным, чем PoW, является PoS, который полностью полагается на стейкинг активов. Стать "узлом" в сети PoS - значит заблокировать средства в специальном смарт-контракте, чтобы получить шанс на получение вновь сгенерированного блока. Алгоритм PoS выбирает стейкеров случайным образом, основываясь на их доле средств в сети. Например, стейкер, чьи средства составляют 10 % от общего количества средств, имеет 10 %-ный шанс получить только что сгенерированный блок. Поощрения также распределяются между стейкерами пропорционально соотношению между их долей и общим объемом средств.в стейкинге. В результате этот механизм является основным фактором стоимости криптовалют PoS.

Примеры: Avalanche, Cardano, Algorand.

Delegated Proof-of-Stake (DPoS)

DPoS добавляет демократичное усовершенствование к несколько централизованной модели PoS. В то время как в сетях PoS экономические ресурсы напрямую влияют на процесс валидации, в сетях DPoS стейкеры имеют право голосовать за производителей блоков. Эти создатели блоков, также известные как делегаты/свидетели, избираются на основе их доли, которая отражает их надежность и благонадежность. Поощрения и наказания будут распределяться между стейкерами и делегатами, способствуя большей демократизации сети. Делегаты обычно остаются активными, чтобы сохранять подотчетность, что может значительно ускорить процесс заключения сделки. Примеры: EOS, Tron.

Nominated Proof-of-Stake (NPoS)

NPoS похож на DPoS, но с более сложным процессом голосования. Стейкеры, известные как номинаторы, выбирают набор валидаторов, предоставляя свои токены в качестве залога. Валидаторы с наибольшим количеством залогов получат ответственность за генерацию новых блоков, но окончательный набор валидаторов может сильно отличаться от заявленных. Это гарантирует, что каждый номинант имеет хорошие шансы получить вознаграждение, а валидаторы также должны доказать, что заслуживают доверия сообщества. Примеры: Polkadot, Kusama.

Proof-of-Authority (PoA)

Еще одним механизмом консенсуса, в котором большое внимание уделяется социальному капиталу валидаторов узлов, является PoA. Сообщество выбирает и предоставляет право генерировать новые блоки наиболее надежным пользователям и стратегическим партнерам проекта, то есть пользователям, заинтересованным в будущем успехе сети. Конечно, дело не только в социальном статусе. Утвержденные валидаторы также должны поставить внести свои активы в стейкинг. Примеры: VeChain, TomoChain.

Proof-of-History (PoH)

Solana первой представила гибрид PoS и PoH в 2018 году, обещая более быстрый, эффективный и безопасный процесс проверки. В каждый узел сети Solana встроены криптографические часы, благодаря которым каждый фрагмент данных записывается в поддающемся проверке хронологическом порядке и с определенной временной меткой. Вместо ожидания ответов от других узлов каждый валидатор может самостоятельно принимать решение о достоверности сообщений блока, тем самым ускоряя процесс консенсуса для транзакций Solana.

В этой статье мы представили наиболее распространенные механизмы консенсуса в блокчейн-пространстве, каждый из которых используется в ряде проектов, чьи названия должны быть вам знакомы. Разумеется, это неполный список механизмов консенсуса, которые существуют и будут созданы в ближайшее время в связи с развитием сектора блокчейн. Независимо от различий в их дизайне, конечная цель консенсуса - поддерживать эффективную работу блокчейн. В связи с этим разработка алгоритмов консенсуса должна обеспечивать защиту целостности данных, их уникальность, согласованность и честность.

Просто создайте аккаунт и начните исследовать невероятную вселенную Bitget уже сегодня!