Blockchain consensusalgoritmen en hun varianten

Dit artikel is geschreven voor beginners die net beginnen de crypto-wereld te leren kennen. We willen je een beetje helpen. Zoals je misschien al had geraden, gaat dit artikel over blockchain consensus-algoritmen.

Op de blockchainmarkt zijn er veel consensus-algoritmen waarmee we kunnen kiezen wat de meest relevante node is voor het ondertekenen van het volgende blok. Sommige daarvan zijn goed bekend en worden vaak gebruikt, zoals het PoW-algoritme, en sommige proberen alleen nog een plek in de zon te veroveren.

Wat zijn consensus-algoritmen?

De meeste cryptocurrencies hebben een blockchain, die wordt bestuurd door een mechanisme voor het opbouwen van consensus. Het doel van dit consensus-algoritme is om informatie vast te leggen in de blockchain, evenals om de veilige en efficiënte werking van het cryptocurrency-netwerk te waarborgen.

Transactiegegevens in cryptocurrencies worden vastgelegd in de blockchain en kunnen daarna niet meer worden gewijzigd. Een consensusmechanisme verifieert de geldigheid van deze transacties. Het bijzondere van dit principe is dat de bevestiging van de informatie uit elke transactie moet worden geleverd door 51% van de deelnemers in het netwerk. Het consensus-algoritme moet zo worden ontworpen dat de stabiele werking van het netwerk wordt gewaarborgd.

Hier zijn de meest populaire varianten van blockchain consensus-algoritmen.

Proof-of-Work (PoW)

Dankzij Bitcoin is het PoW-consensus-algoritme de bekendste manier om transacties te bevestigen. Het belangrijkste idee is dat de nodes van het blockchainnetwerk tijdens het bevestigen van transacties complex rekenwerk uitvoeren, waarvan het resultaat eenvoudig en snel kan worden gecontroleerd door andere nodes van het netwerk.

De eerste node die alle noodzakelijke berekeningen volledig heeft uitgevoerd, ontvangt een beloning van het blockchainnetwerk. Alle nodes strijden met elkaar (door de capaciteit van rekenkracht te vergroten) om de node te zijn die een beloning ontvangt.

Nadelen van het PoW-consensus-algoritme:

• Zinloze energiekosten
• Een groot aantal nodes voert berekeningen uit, maar in werkelijkheid voert slechts één (de eerste) succesvol werk uit en ontvangt een beloning. Dit is de belangrijkste reden voor het creëren van nieuwe consensus-algoritmen.

Proof-of-Stake (PoS)

PoS is een van de populairste consensus-algoritmen in blockchainnetwerken. In dit algoritme selecteert de maker van het volgende blok in de blockchain een node met een groter saldo — het aantal middelen, zoals coins in de cryptocurrency. Voor het creëren van het blok zelf ontvangt de node geen beloning. De beloning wordt uitbetaald voor de transactie.

Mogelijke opties voor nodeselectie:

• willekeurig uit de meest “rijke” nodes;
• willekeurig uit de oudste nodes.

Nadelen van het PoW-consensus-algoritme:

• Stimulans voor concentratie van fondsen, wat kan leiden tot centralisatie van het netwerk.

Delegated Proof-of-Stake (DPoS)

DPoS is een van de varianten van het Proof-Of-Stake consensus-algoritme, waarin blokken worden ondertekend door de geselecteerde vertegenwoordigers. De eigenaren van de grootste saldi kiezen hun vertegenwoordigers, van wie ieder het recht heeft om blokken te ondertekenen in het blockchainnetwerk. Elke vertegenwoordiger met één of meer procent van alle stemmen gaat naar de Raad. Uit de gevormde “Board of Directors” wordt (in een cirkel) de volgende vertegenwoordiger gekozen, die het volgende blok zal ondertekenen. In het geval dat de vertegenwoordiger om welke reden dan ook zijn beurt bij het ondertekenen heeft gemist, wordt hem het gedelegeerde stemrecht ontnomen en verlaat hij de “Board of Directors”, waarna de volgende meest geschikte kandidaat in zijn plaats wordt gekozen.

Eigenaren van saldi die de stemmen delegeren, verliezen op geen enkele manier de controle erover, omdat ze deze op elk moment kunnen intrekken bij de vertegenwoordiger.

Leased Proof-of-Stake (LPoS)

LPoS is een andere modificatie van het Proof-of-Stake-algoritme. Het wordt alleen ondersteund door het Waves-platform. Binnen dit algoritme heeft elke gebruiker de mogelijkheid om zijn saldo over te dragen om mining-nodes te huren, en voor deze mining nodes – om een deel van de winst te delen met gebruikers. Dit consensus-algoritme stelt je in staat om inkomsten uit mining-activiteiten te genereren zonder zelf mining te gebruiken.

Proof-of-Importance (PoI)

PoI is het consensus-algoritme dat werd gebruikt door het blockchainplatform NEM. Het belang van elke gebruiker in het NEM-netwerk wordt bepaald door de hoeveelheid beschikbare middelen op zijn saldo en het aantal transacties dat is gedaan van/naar zijn wallet. In tegenstelling tot het meer gebruikelijke PoS, dat alleen rekening houdt met het saldo van de beschikbare middelen van de gebruiker, houdt PoI rekening met zowel de hoeveelheid middelen als de activiteit van de gebruiker in het blockchainnetwerk. Deze aanpak moedigt gebruikers niet alleen aan om hodl-middelen, maar ook om ze actief te gebruiken.

Proof-of-Authority (PoAuthority)

Het PoA-consensus-algoritme onderscheidt zich van andere algoritmen omdat er helemaal geen mining nodig is, zoals bij PoW of PoS. In een op PoA gebaseerd blockchainnetwerk worden alle transacties en blokken geverifieerd via goedgekeurde accounts (validators). Het uitvoeren van transacties en het creëren van blokken gebeurt automatisch met behulp van de rekenkracht van de validator.

Het negatieve punt van het gebruik van het PoA-consensus-algoritme:

•  Zoals duidelijk wordt uit de beschrijving –  zijn de sleutelfiguren validators, wat leidt tot centralisatie. Waarschijnlijk heeft dit in sommige gevallen, in private netwerken en met behulp van volledig (voor zover mogelijk) vertrouwde accounts, zin.