Blockchain консенсус відноситься до згоди між учасниками мережі блокчейн щодо поточного стану блокчейну. Цей механізм консенсусу має вирішальне значення для безпечної роботи технології блокчейн і є основою довіри до мережі.
У технології блокчейн використовуються кілька типів консенсусних алгоритмів, кожен зі своїми унікальними характеристиками та компромісами. Давайте розглянемо найбільш часто використовувані алгоритми консенсусу та пояснимо, що робить кожен з них унікальним.
Доказ роботи (PoW)
Proof of Work — це оригінальний консенсусний алгоритм, який використовується в технології блокчейн, вперше реалізований у блокчейні біткойн. У PoW учасники змагаються у вирішенні складної математичної головоломки, і тому, хто першим розгадає її, дозволяється додати наступний блок до блокчейну. Цей процес називається майнінгом, і майнер винагороджується певною кількістю жетонів за свої зусилля.
переваги:
• PoW є безпечним і роками доведено як надійний механізм консенсусу.
• Він стійкий до атак 51%, коли один об’єкт контролює понад 50% потужностей майнінгу та може маніпулювати блокчейном.
Недоліки:
• PoW є енергоємним і потребує великої обчислювальної потужності, що призводить до високого вуглецевого сліду та високих витрат для майнерів.
• Мережа може бути повільною та перевантаженою, що призводить до високих комісій за транзакції та повільного часу підтвердження.
Підтвердження частки (PoS)
Proof of Stake (PoS) — це революційний механізм консенсусу, який дозволяє блокчейн-мережі досягати консенсусу щодо транзакцій без потреби в інтенсивних обчислювальних ресурсах. Подумайте про це як про більш справедливу та стійку альтернативу Proof of Work (PoW). У PoS валідатори вибираються для перевірки транзакцій на основі суми частки, яку вони мають у мережі. Чим більшу частку має валідатор, тим вищі шанси, що він буде обраний для перевірки блоку транзакцій. Це означає, що на відміну від PoW, де перевірка базується на обчислювальній потужності, у PoS перевірка базується на власності.
Переваги
• PoS є набагато більш енергоефективним, ніж PoW, зменшуючи викиди вуглецю та витрати для учасників.
• Транзакції обробляються набагато швидше та з меншою ціною порівняно з PoW.
Недоліки
• PoS вразливий до атак «Нічого не поставлено на карту», коли валідатори не мають стимулу діяти чесно, оскільки вони не можуть нічого втратити, беручи участь в атаці.
• Він також сприйнятливий до централізації, коли невелика група учасників контролює велику частину поставлених токенів і, отже, має значний контроль над мережею.
Delegated Proof of Stake (DPoS)
Делеговане підтвердження частки (DPoS) — це різновид механізму консенсусу Proof of Stake (PoS), який використовується в деяких блокчейн-мережах. У системі DPoS власники токенів голосують за обмежену кількість делегатів, які відповідають за перевірку транзакцій і додавання нових блоків до блокчейну.
Переваги
• DPoS є швидшим і ефективнішим, ніж PoW і PoS, а час обробки транзакцій вимірюється в секундах.
• Це більш демократично, ніж PoS, оскільки свідки обираються зацікавленими сторонами, що робить мережу більш децентралізованою.
Недоліки
• Вона все ще сприйнятлива до централізації, оскільки свідки можуть створювати картелі та вступати в змову для контролю над мережею.
• DPoS також може бути вразливим до цензури, оскільки свідки мають право блокувати транзакції, що призводить до потенційної цензури в мережі.
Візантійська толерантність до розломів (BFT)
Візантійська відмовостійкість (BFT) — це термін, який використовується в розподілених системах для опису здатності системи функціонувати правильно, навіть якщо деякі її компоненти несправні або скомпрометовані. У контексті технології блокчейн BFT означає здатність мережі блокчейн досягати консенсусу щодо транзакцій, навіть якщо деякі з її вузлів діють зловмисно або виходять з ладу.
Існує кілька різних алгоритмів, які можна використовувати для досягнення BFT у мережі блокчейн, включаючи практичну візантійську відмовостійкість (PBFT) і делеговану візантійську відмовостійкість (DBFT). Ці алгоритми використовують різні методи, такі як голосування та реплікація, щоб досягти консенсусу щодо транзакцій навіть за наявності несправних або скомпрометованих вузлів.
Переваги
• BFT є швидким і ефективним із підтвердженням транзакцій у режимі реального часу.
• Він безпечний і стійкий, оскільки може терпіти відмову до однієї третини учасників мережі та підтримувати консенсус.
Недоліки
• BFT підходить лише для дозволених блокчейн-мереж, оскільки всі учасники повинні бути відомі та їм довіряти.
• Він вразливий до цензури, оскільки учасники зі значними правами голосу можуть блокувати транзакції та маніпулювати мережею.
Інші популярні механізми консенсусу блокчейну включають:
Доказ діяльності (PoA)
Доказ активності (PoA) — це гібридний консенсусний механізм, який поєднує елементи доказу роботи (PoW) і доказу частки (PoS) для захисту мережі блокчейн. У PoA блоки створюються шляхом поєднання майнінгу (PoW) і перевірки стейкерами (PoS). Частина процесу PoW передбачає розв’язання майнерами складних математичних задач для перевірки транзакцій і додавання їх до блокчейну. Частина PoS включає стейкерів, які тримають певну кількість токенів мережі, перевіряючи блоки, створені майнерами.
Доказ важливості (PoI)
Доказ важливості (PoI) — це механізм консенсусу, який використовується в деяких мережах блокчейну для визначення того, які вузли мають право перевіряти транзакції та додавати їх до блокчейну. На відміну від Proof of Work (PoW) і Proof of Stake (PoS), PoI враховує не лише обчислювальну потужність або запаси токенів, але й інші фактори, які демонструють важливість вузла для мережі. У PoI кожному вузлу присвоюється оцінка важливості, яка враховує різні фактори, такі як кількість токенів, які зберігає вузол, частота та вартість транзакцій, здійснених вузлом, і загальна мережева активність. Вузли з вищими показниками важливості, швидше за все, будуть обрані для перевірки транзакцій і додавання блоків до блокчейну.
Підтвердження ємності (PoC)
Підтвердження пропускної спроможності (PoC) — це консенсусний механізм, який використовується в деяких блокчейн-мережах для перевірки транзакцій і додавання їх до блокчейну. На відміну від Proof of Work (PoW) і Proof of Stake (PoS), які залежать від обчислювальної потужності та запасів токенів відповідно, PoC використовує простір на жорсткому диску вузла, щоб визначити його здатність перевіряти транзакції. Основна перевага PoC полягає в тому, що він зменшує споживання енергії порівняно з PoW, оскільки покладається на накопичувач, а не на обчислювальну потужність. Однак це також робить PoC більш вразливим до централізації, оскільки вузли з більшою ємністю жорсткого диска можуть мати перевагу перед меншими вузлами.
Доказ опіку (PoB)
Proof of Burn (PoB) — це консенсусний механізм, який використовується в деяких блокчейн-мережах для перевірки транзакцій і додавання їх до блокчейну. У PoB вузли «спалюють» або знищують певну кількість токенів, фактично вилучаючи їх з обігу, щоб продемонструвати свою відданість мережі та збільшити свої шанси бути обраними для перевірки транзакцій. Ідея PoB полягає в тому, що вузли, які готові пожертвувати своїми токенами заради захисту мережі, швидше за все, будуть чесними та надійними. Коли вузол спалює токени, він отримує пропорційну кількість «потужності майнінгу», яка визначає його шанси бути обраним для перевірки транзакцій і додавання блоків до блокчейну.
Нижня лінія
Концепція консенсусу є ключовим аспектом будь-якої системи блокчейн. Різні механізми консенсусу, такі як «Доказ роботи», «Доказ частки», «Делегований доказ частки» та інші, відіграють вирішальну роль у забезпеченні безпеки, децентралізації та ефективності мережі блокчейн. Кожен механізм консенсусу має свої унікальні особливості та компроміси, тому користувачам важливо ретельно оцінювати свої варіанти, перш ніж вибрати правильний для своїх потреб. У зв’язку з постійним розвитком технології блокчейн, цілком імовірно, що в майбутньому з’являться нові та вдосконалені механізми консенсусу, що ще більше розширить можливості для децентралізованих систем.
Джерело: https://www.cryptopolitan.com/explained-types-of-blockchain-consensus/