Ievads
Vienprātības algoritms ir mehānisms, kas ļauj lietotājiem vai mašīnām koordinēt attiecības sadalītā vidē. Tas prasa nodrošināt, lai visi sistēmas aģenti galu galā varētu vienoties par vienu patiesības avotu (pat ja daži aģenti tam nepiekrīt). Citiem vārdiem sakot, sistēmai ir jābūt ar labu kļūdu toleranci (skatiet arī sadaļu "Izskaidrota Bizantijas kļūdu tolerance").
Centralizētā vidē viena vienība kontrolē visu sistēmu. Vairumā gadījumu šīs entītijas bieži vien var mainīt sistēmu pēc vēlēšanās, jo tās nerada skaidri definētu pārvaldības sistēmu, kas ļauj daudziem administratoriem panākt vienprātību. )
Bet, ja tas ir decentralizētā vidē, tas ir pavisam cits stāsts. Pieņemot, ka mēs izmantojam izplatītu datu bāzi, kā mēs vienojamies par to, kurus ierakstus pievienot?
Šī vide ir pilna ar svešiniekiem, kuri neuzticas viens otram, kā pārvarēt šo izaicinājumu, iespējams, ir galvenais, lai atrisinātu attīstības problēmas un pavērtu ceļu blokķēdei. Šajā rakstā mēs apskatīsim konsensa algoritmu nozīmi kriptovalūtu un sadalīto virsgrāmatu darbināšanai.
Konsensa algoritmi un kriptovalūtas
Kriptovalūtas vidē lietotāju atlikumi tiek reģistrēti blokķēdes datu bāzē. Ir svarīgi, lai katrs lietotājs (precīzāk, katrs mezgls) uzturētu vienu un to pašu datu bāzes kopiju. Ja tas netiks izdarīts, galu galā radīsies informācijas konfliktu problēmas, kas grauj visu kriptovalūtu tīkla mērķi.
Publiskās atslēgas kriptogrāfija nodrošina, ka lietotāji nevar tērēt citu lietotāju marķierus. Taču ir jābūt vienam patiesības avotam, kuram tīkla dalībnieki var uzticēties, lai uzzinātu, vai līdzekļi ir iztērēti.
Bitcoin radītājs Satoshi Nakamoto ierosināja darba pierādījumu sistēmu kā veidu, kā koordinēt dalībniekus. Sīkāk par to, kā darbojas darba pierādījums, apskatīsim vēlāk. Tagad vispirms sapratīsim dažādu esošo konsensa algoritmu kopīgās īpašības.
Pirmkārt, mums ir nepieciešams piesaistīt lietotājus, kuri vēlas pievienot blokus (pazīstamus arī kā pārbaudītājus). Validatoriem ir jāiegulda noteiktas vērtības pamatkapitāls, lai novērstu krāpšanu. Tiklīdz viņi krāpsies, viņi zaudēs savas tiesības. Piemēram, skaitļošanas jaudas un kriptovalūtas zaudēšana vai pat reputācijas zaudēšana. )
Tātad, kāpēc viņi riskētu ar saviem resursiem? Jo šajā procesā ir arī atalgojuma mehānisms. Atlīdzības parasti ir protokola vietējā kriptovalūta. Atlīdzības var būt arī citu lietotāju maksātas maksas, no jauna ģenerētas kriptovalūtas vienības vai abas.
Visbeidzot, mums ir jānodrošina arī pārredzamība. Mums ir jābūt iespējai laikus atklāt krāpšanos. Teorētiski bloku ražošana maksā daudz, taču pārbaudīt to autentiskumu ir diezgan lēti. Izmantojot šo mehānismu, parastie lietotāji var viegli ierobežot validatorus.
Konsensa algoritma veids
Darba apliecinājums (PoW)
Proof of Work (PoW) tiek uzskatīts par blokķēdes konsensa algoritmu krusttēvu. Šis mehānisms Bitcoin telpā ir izmantots pirmo reizi, taču faktiskā koncepcija pastāv jau ilgu laiku. Pārbaudot darbu, pārbaudītāji (saukti par kalnračiem) sajauc datus, ko viņi vēlas pievienot, līdz tiek izstrādāts konkrēts risinājums.
Hash ir šķietami nejauša burtu un ciparu virkne, kas izveidota, palaižot datus, izmantojot jaucējfunkciju. Atkārtoti palaižot vienus un tos pašus datus, vienmēr tiks iegūta tāda pati izvade. Tomēr, ja mainīsit kaut nelielu detaļu, iegūtā jaucējvērtība būs pavisam cita.
Tikai no izvades nevar secināt, kāda informācija tika ievietota funkcijā. Tāpēc šī metode ir efektīva, lai pierādītu, ka jūs zinājāt noteiktu datu daļu pirms noteikta laika. Varat iepriekš kādam pastāstīt par jaukšanu, un, kad vēlāk atklājat datus, šī persona var vienkārši palaist funkciju un redzēt, ka izvade ir tāda pati.
Pārbaudot darbu, protokols norāda nosacījumus, kas padara bloku derīgu. Piemēram, tas var noteikt, ka derīgi bloki ir tikai jaucējvārdi, kas sākas ar 00. Vienīgais veids, kā kalnracis var izveidot bloku, kas atbilst šai kombinācijai, ir ievadīt rupju spēku. Viņi pielāgo datu parametrus un pārbauda katru minējumu ar dažādiem rezultātiem, līdz iegūst pareizo jaucējvērtību. )
Galvenajām blokķēdēm latiņa mēdz būt diezgan augsta. Lai konkurētu ar citiem kalnračiem, jums ir jāsagatavo liels daudzums īpašas jaukšanas aparatūras (lietojumprogrammai specifiskas integrālās shēmas), lai radītu apstākļus derīgu bloku ražošanai.
Ieguves procesa laikā jūsu likme ietver iekārtas iegādes izmaksas un iekārtas darbināšanai nepieciešamo elektroenerģiju. Lietojumprogrammai specifiskās integrālās shēmas (ASIC) ir izveidotas īpaši kriptovalūtas ieguvei, un tās nav noderīgas citām lietojumprogrammām. Vienīgais veids, kā jūs varat atgūt sākotnējos ieguldījumus, ir ieguve, un, ja veiksmīgi pievienosit jaunus blokus blokķēdei, jūs varat gūt ievērojamus ieguvumus.
Tīkls var viegli pārbaudīt jūsu izveidoto bloku autentiskumu. Iespējams, jums būs jāizmēģina triljoniem kombināciju, lai iegūtu pareizo jaucējvērtību, taču datu apstiprināšanai ir nepieciešams tikai viens jaucējfunkcijas aprēķins. Ja jūsu dati rada derīgu jaucējkodu, tīkls to pieņems, un jūs par to saņemsit atlīdzību. Pretējā gadījumā tīkls noraidīs vērtību, un viss jūsu laiks un jauda tiks izšķiesti.
Likmes apliecinājums (PoS)
Bitcoin sākuma dienās Proof of Stake (PoS) tika uzskatīta par alternatīvu Proof of Work. Likmes pierādīšanas sistēmā nav jēdziena par kalnračiem, specializētu aparatūru vai milzīgu enerģijas patēriņu. Viss, kas Jums nepieciešams, ir parasts dators.
Tomēr ne vienmēr tas tā ir. Vajag arī kādu kapitālu. Likmes pierādīšanas mehānismā, kamēr nav jāpatērē ārēji resursi (piemēram, elektrība vai aparatūra), ir jānodrošina iekšējie resursi, proti, kriptovalūta. Katra protokola noteikumi ir atšķirīgi, taču parasti ir noteikta minimālā ieguldījuma summa, kas jums ir jāsasniedz, lai būtu tiesības uz likmi.
Kad tas būs izdarīts, jūsu makā esošie līdzekļi tiks bloķēti (līdzekļus nevar pārvietot, veicot likmes). Vispārīgi runājot, jums ir jāvienojas ar citiem pārbaudītājiem par to, kuras transakcijas tiks iekļautas nākamajā blokā. Savā ziņā tas ir līdzvērtīgs derībām par to, kurš bloks tiks izvēlēts, un protokols izvēlēsies tikai vienu no blokiem.
Ja jūsu bloks ir izvēlēts protokolā, jūs saņemsiet transakcijas maksu, kas ir proporcionāla jūsu liktās likmes summai. Jo vairāk līdzekļu jūs bloķējat, jo lielāka ir jūsu peļņa. Ja mēģināsit krāpties un ierosināt nederīgu darījumu, jūs zaudēsiet daļu (vai visas) savas likmes. Tāpēc mēs izmantojam mehānismu, kas ir līdzīgs likmes pierādījumam, kurā godīgums un uzticamība var gūt vairāk labumu nekā krāpšanās.
Vispārīgi runājot, validatora balvas netiks izsniegtas tikko kaltu žetonu veidā. Tāpēc blokķēdes vietējā valūta ir jāizlaiž citā veidā. To var veikt, veicot sākotnējo piedāvājumu (t.i., ICO vai IEO), vai palaižot protokolu ar Proof-of-Work un pēc tam pārejot uz Proof-of-stake.
Līdz šim tīri pierādījumi par likmēm ir izmantoti tikai mazākās kriptovalūtās. Tāpēc nav skaidrs, vai tas var kalpot kā dzīvotspējīga alternatīva darba apliecinājumam. Lai gan teorētiski tas darbojas, praksē tas nav nekas līdzīgs. )
Kad likmes pierādījums ir ieviests tīklā ar lielu vērtību, visa sistēma kļūst par arēnu, kas piepildīta ar spēļu teoriju un ekonomiskiem stimuliem. Kamēr būs peļņa, tie prasmīgie hakeri "uzlauzīs" likmju pierādīšanas sistēmu. Tāpēc vienīgais veids, kā noteikt, vai tas ir iespējams, ir to lietot tiešsaistes tīklā.
Drīzumā Proof of Stake tiks pārbaudīts mērogā, un Ethereum tīkls gatavojas ieviest virkni jauninājumu (kopā pazīstams kā Ethereum 2.0), tostarp Casper ieviešanu.
Citi konsensa algoritmi
Darba pierādīšana un likmes pierādīšana pašlaik ir visvairāk apspriestie konsensa algoritmi. Bet bez tam ir vēl daudzi citi algoritmi, un katram ir savi plusi un mīnusi. Lai iegūtu sīkāku informāciju, lūdzu, izlasiet šo rakstu:
"Detalizēts skaidrojums par aizkavētas darba slodzes pierādījumu"
"Detalizēts skaidrojums par konsensu par nomas procentu apliecināšanu"
"Detalizēts autoritatīvā pierādījuma skaidrojums"
"Detalizēts iznīcināšanas sertifikāta skaidrojums"
"Delegētā kapitāla apliecinājuma detalizēts skaidrojums"
"Detalizēts skaidrojums par hibrīdo darba pierādījumu/pierādījumu par stabu vienprātību"
Apkopojiet
Mehānismi vienprātības panākšanai ir ļoti svarīgi sadalīto sistēmu darbībai. Daudzi cilvēki uzskata, ka Bitcoin lielākais jauninājums ir darba pierādījumu izmantošana — mehānisms, ar kura palīdzību lietotāji bieži vien var vienoties par kopīgu faktu kopumu.
Mūsdienās konsensa algoritmi ir kļuvuši par digitālās valūtas sistēmu un blokķēžu pamatu, ļaujot izstrādātājiem palaist kodu izplatītajos tīklos. Vienprātības algoritmi ieņem stūrakmeni blokķēdes tehnoloģijā, un tiem ir būtiska loma dažādu esošo tīklu ilgtermiņa dzīvotspējā.
Starp visiem vienprātības algoritmiem dominē darba pierādījums. Neviens vēl nav piedāvājis uzticamāku un drošāku alternatīvu risinājumu. Tomēr profesionāļi joprojām izstrādā vairākus produktus, lai aizstātu darba apliecinājumu, un mēs varam sagaidīt, ka nākamajos gados parādīsies vairāk alternatīvu risinājumu.
