Algorytmy konsensusu blockchain i ich odmiany

Ten artykuł jest napisany dla początkujących, którzy dopiero zaczynają poznawać świat krypto. Chcemy trochę Ci pomóc. Jak pewnie się domyślasz, ten artykuł będzie o algorytmach konsensusu blockchain.

Na rynku blockchain istnieje wiele algorytmów konsensusu, które pozwalają nam wybrać najbardziej odpowiedni węzeł do podpisania następnego bloku. Niektóre z nich są dobrze znane i często używane, takie jak algorytm PoW, a inne dopiero próbują wywalczyć sobie miejsce w słońcu.

What are the consensus algorithms?

Większość kryptowalut ma blockchain, którym zarządza mechanizm budowania konsensusu. Celem tego algorytmu konsensusu jest zapisywanie informacji w blockchainie, a także zapewnienie bezpiecznego i wydajnego działania sieci kryptowaluty.

Dane transakcyjne w kryptowalutach są zapisywane w blockchainie i następnie nie mogą zostać zmienione. Mechanizm konsensusu weryfikuje poprawność tych transakcji. Cechą szczególną tej zasady jest to, że potwierdzenie informacji z każdej transakcji powinno zostać zapewnione przez 51% uczestników sieci. Algorytm konsensusu powinien być skonstruowany w taki sposób, aby zapewniać stabilne działanie sieci.

Oto najpopularniejsze odmiany algorytmów konsensusu blockchain.

Proof-of-Work (PoW)

Dzięki Bitcoinowi algorytm konsensusu PoW jest najbardziej znanym sposobem potwierdzania transakcji. Główna idea polega na tym, że węzły sieci blockchain podczas potwierdzania transakcji wykonują złożoną pracę obliczeniową, której wynik może być łatwo i szybko sprawdzony przez inne węzły sieci.

Pierwszy węzeł, który w pełni wykona wszystkie niezbędne obliczenia, otrzymuje nagrodę od sieci blockchain. Wszystkie węzły konkurują ze sobą (zwiększając moc zasobów obliczeniowych), aby być tym węzłem, który otrzyma nagrodę.

Wady algorytmu konsensusu PoW:

• Bezsensowne koszty energii
• Duża liczba węzłów wykonuje obliczenia, ale w rzeczywistości tylko jeden (pierwszy) wykonuje skuteczną pracę i otrzymuje nagrodę. To główny powód tworzenia nowych algorytmów konsensusu.

Proof-of-Stake (PoS)

PoS to jeden z najpopularniejszych algorytmów konsensusu w sieciach blockchain. W tym algorytmie twórca następnego bloku w blockchainie wybiera węzeł, który ma większe saldo — liczbę zasobów, takich jak monety w kryptowalucie. Za samo utworzenie bloku węzeł nie otrzymuje nagrody. Nagroda jest wypłacana za transakcję.

Możliwe opcje wyboru węzła:

• losowo spośród najbogatszych węzłów;
• losowo spośród najstarszych węzłów.

Wady algorytmu konsensusu PoW:

• Motywacja do koncentracji środków, co może prowadzić do centralizacji sieci.

Delegated Proof-of-Stake (DPoS)

DPoS to jedna z odmian algorytmu konsensusu Proof-Of-Stake, w której bloki są podpisywane przez wybranych przedstawicieli. Właściciele największych sald wybierają swoich przedstawicieli, z których każdy ma prawo podpisywać bloki w sieci blockchain. Każdy przedstawiciel, który uzyska jeden lub więcej procent wszystkich głosów, trafia do Rady. Z utworzonej „Rady Dyrektorów” wybierany jest (w kręgu) kolejny przedstawiciel, który podpisze następny blok. W przypadku, gdy z jakiegokolwiek powodu przedstawiciel pominie swoją kolej podpisywania, zostaje pozbawiony delegowanych głosów i opuszcza „Radę Dyrektorów”, po czym na jego miejsce wybierany jest kolejny najbardziej odpowiedni kandydat.

Właściciele sald delegujący głosy w żaden sposób nie tracą nad nimi kontroli, ponieważ w dowolnym momencie mogą je wycofać od przedstawiciela.

Leased Proof-of-Stake (LPoS)

LPoS to kolejna modyfikacja algorytmu Proof-of-Stake. Jest on wspierany wyłącznie przez platformę Waves. W ramach tego algorytmu każdy użytkownik ma możliwość przekazania swojego salda do wynajęcia węzłom miningowym, a te węzły miningowe mają dzielić się częścią zysków z użytkownikami. Ten algorytm konsensusu pozwala uzyskiwać dochód z aktywności miningowej bez korzystania z samego miningu.

Proof-of-Importance (PoI)

PoI to algorytm konsensusu używany przez platformę blockchain NEM. Znaczenie każdego użytkownika w sieci NEM określane jest przez kwotę środków dostępnych na jego saldzie oraz liczbę transakcji wykonanych z/do jego portfela. W odróżnieniu od bardziej powszechnego PoS, który bierze pod uwagę jedynie saldo dostępnych środków użytkownika, PoI uwzględnia zarówno ilość środków, jak i aktywność użytkownika w sieci blockchain. Takie podejście zachęca użytkowników nie tylko do hodlowania środków, ale także do aktywnego ich używania.

Proof-of-Authority (PoAuthority)

Algorytm konsensusu PoA wyróżnia się na tle innych algorytmów, ponieważ w ogóle nie wymaga miningu, jak w przypadkach PoW czy PoS. W sieci blockchain opartej na PoA wszystkie transakcje i bloki są weryfikowane przez zatwierdzone konta (walidatorów). Przeprowadzanie transakcji i tworzenie bloków odbywa się automatycznie z wykorzystaniem mocy obliczeniowej walidatora.

Negatywny aspekt korzystania z algorytmu konsensusu PoA:

•  Jak wynika z opisu –  kluczowe osoby to walidatorzy, co prowadzi do centralizacji. Prawdopodobnie w niektórych przypadkach, w sieciach prywatnych i przy pomocy w pełni (w miarę możliwości) zaufanych kont, ma to sens.