Algoritmi alternativi de consens. Ar trebui să renunțăm la PoW și PoS?

Acum câteva săptămâni, am acoperit caracteristicile algoritmilor de consens primari și exemple de proiecte blockchain care utilizează aceste mecanisme. Cu toate acestea, industria criptografică nu se limitează la utilizarea unor mecanisme de consens populare, cum ar fi PoW (Dovada muncii) și PoS (Dovada mizei). Proiectele Blockchain caută în mod constant soluții alternative pentru a-și îmbunătăți tokenomica. Startup-urile sunt stimulate să-și îmbunătățească modelele de afaceri și, în acest proces, dezvoltă și implementează noi algoritmi, precum și actualizează pe cei existenți în speranța de a-i revitaliza. Articolul de astăzi este dedicat unor astfel de mecanisme alternative de consens.

Algoritmi de toleranță la defecțiuni bizantine (BFT) 

Byzantine Fault Tolerance (BFT) este o caracteristică de rețea distribuită care permite atingerea consensului chiar dacă unele noduri din rețea furnizează informații incorecte sau nu răspund. Scopul mecanismului BFT este de a securiza sistemul și de a evita eșecurile prin utilizarea deciziilor colective (atât de noduri operaționale, cât și de noduri defecte), precum și de reducere a impactului nodurilor defecte. BFT derivă din „Problema generalilor bizantini” (comunicarea între mai multe părți îndepărtate care primesc ordine de la un singur centru).

Iată principalele mecanisme bazate pe BFT:

– Toleranța practică a defecțiunilor bizantine (PBFT) este un protocol de consens clasic original care utilizează două runde de vot. A fost introdus la sfârșitul anilor 1990 de Barbara Liskov și Miguel Castro. Protocolul este conceput pentru a funcționa eficient pe rețelele asincrone și optimizat pentru a reduce costurile generale. Înțelegerea la nivel înalt a modului în care două runde de vot asigură securitatea rețelei este baza tuturor protocoalelor de consens clasice. Domeniul include calcul distribuit și blockchain. De exemplu, Zilliqa folosește PBFT în combinație cu PoW, în timp ce Tendermint combină DPoS și PBFT. 

Pro: eficiență energetică, dispersie redusă în recompense și absența cerințelor pentru confirmări multiple ale tranzacțiilor. 

Contra: vulnerabilitate la atacurile Sybil și scalabilitate slabă.

– Toleranța delegată a defecțiunilor bizantine (DBFT) a fost dezvoltată pe baza mecanismului PBFT de către echipa NEO. Acesta combină caracteristicile protocoalelor PBFT și DPoS. Fiecare utilizator din blockchain-ul NEO poate selecta delegați. De asemenea, acest algoritm se distinge prin dezvoltarea ireversibilității, definind că toate tranzacțiile sunt 100% finale după prima confirmare. Tranzacțiile în lanț sunt banale, rulează mult mai rapid, deoarece sunt construite în conformitate cu cerințele de reglementare și de afaceri. 

Pro: randament ridicat, eficiență energetică, ireversibilitate. 

Contra: nivel ridicat de centralizare și lipsă de anonimat.

– Toleranța de eroare bizantină verificabilă (VBFT) este un nou algoritm consens care combină PoS clasic, funcția aleatorie verificabilă (VRF) și toleranța de eroare bizantină (BFT). Acest mecanism este conceput special pentru cerințele platformei ONTology. VBFT poate sprijini scalabilitatea grupurilor de consens, utilizează VRF pentru a asigura aleatorietatea și corectitudinea generației setului de consens și, în cele din urmă, asigură realizarea promptă a stării finale. Spre deosebire de DBFT, acest algoritm elimină riscul centralizării. În viitor, Ontology planifică ca algoritmul de consens VBFT să poată suporta până la 2401 noduri, ajungând în același timp la consens în mai puțin de 10 secunde. 

Pro: fără risc de centralizare, nivel ridicat de scalabilitate și rezistență la atacuri. 

Contra: utilizarea algoritmului este limitată la ONchain și la proiectul ONTology.

Mecanisme alternative de consens

– Dovada activității este un algoritm de consens care garantează autenticitatea tranzacțiilor și asigură faptul că minerii ajung la consens. Aceasta este o combinație de PoW și PoS. Bazele mineritului rămân aceleași, iar minerii concurează pentru a rezolva puzzle-ul și a primi recompense. În același timp, blocurile găsite nu includ tranzacții. De fapt, acestea sunt șabloane de informații cu titlul și adresa recompensei blocului. După găsirea unui astfel de bloc practic gol, sistemul se referă la algoritmul PoS. Informațiile din antet sunt folosite pentru a selecta aleatoriu validatorii pentru a semna blocul. Numai deținătorii de jetoane pot acționa ca validatori și, cu cât au mai multe monede, cu atât sunt mai multe șanse să semneze un bloc și să primească recompensa. După ce blocul este semnat de validatori, acesta devine un element confirmat al lanțului. Taxa de securitate a rețelei este distribuită între minerul câștigător și validatorii care au semnat blocul. Acest mecanism este utilizat de proiectele Decred și Espers. 

Pro: prevenirea șansei atacului de 51%

Contra: consum ridicat de energie, similar cu PoW.

– Proof of Burn (PoB) este un protocol de consens alternativ care vizează rezolvarea problemei consumului de energie în PoW. Uneori este chiar descris ca PoW care nu consumă energie. Acționează în conformitate cu politica de sprijin a minerilor pentru „arderea” sau „distrugerea” monedelor, care le permite să înregistreze blocuri în funcție de numărul de monede arse. Cu alte cuvinte, arzând monede, utilizatorii își pot arăta loialitatea față de rețea, dobândind capacitatea de a „mina” și de a verifica tranzacțiile. Metoda de ardere a monedelor reprezintă puterea mineritului virtual. Cu cât un utilizator folosește mai multe monede pentru a sprijini sistemul, cu atât are mai multă putere minieră și, prin urmare, are mai multe șanse să fie selectat ca următorul validator de bloc. Acest protocol este utilizat de Counterparty, Slimcoin și Factom. 

Pro: concentrarea pe termen lung a minerilor este stimulată

Contra: ne confruntăm din nou cu problema centralizării.

– Dovada importanței (PoI) este un mecanism de consens introdus de NEM. PoI se bazează pe PoS, însă trăsătura sa distinctivă constă în faptul că recompensează utilizatorii care efectuează în mod activ tranzacții în rețea. Pentru a avea dreptul de a crea blocuri utilizând mecanismul de consens PoI, nodurile trebuie să transmită o anumită cantitate de monede și sunt selectate în funcție de numărul de puncte care determină contribuția lor la rețea. În PoS, acest lucru depinde de cantitatea totală de monede deținute, dar în PoI, estimarea include o varietate de variabile. Calculele sunt extrase din matematica grupării de rețea și a rangului de pagini. 

Pro: activitatea de rețea este stimulată în locul acumulării de active în PoS

Contra: crearea de blocuri nu necesită resurse și poate fi utilizat pe nedrept.

– Dovada istoriei (PoH) este un algoritm cu adevărat inovator. Soluția a fost prezentată de proiectul Solana pentru a elimina în cele din urmă o problemă a validității marcajelor de timp în rețelele distribuite. Spre deosebire de utilizarea metodei stabilite cu marcaje de timp, se poate asigura că acțiunea este efectuată într-un moment distinct în timp după o acțiune, dar înainte de alta. Prin dovada istoriei, ne putem asigura că o anumită acțiune a avut loc într-un anumit moment, înainte sau după o altă acțiune. Acest lucru este posibil fără utilizarea marcajelor temporale sau a structurilor de sincronizare externe. Confirmarea istoricului este o funcție de întârziere verificabilă de înaltă frecvență. Aceasta înseamnă că funcția necesită o succesiune de pași pentru a obține și evalua unicitatea și fiabilitatea valorii publicate. Implementarea Solana execută funcția care utilizează un sistem de hash secvențial care este rezistent la pre-imagini (imagini de hash-uri pregătite anterior). Astfel, rezultatul tranzacției apare ca intrarea tranzacției ulterioare. Ulterior, contorul curent, starea și ieșirea sunt înregistrate periodic. Avantajele clare sunt scalabilitatea și eradicarea problemei validității marcajelor temporale. În acest moment, este destul de dificil să evidențiem deficiențele evidente ale protocolului datorită noutății acestei soluții.

rezumat

Tehnologia blockchain este încă în curs de dezvoltare. Prin urmare, rezultatul firesc este că problema protocolului de consens „corect” este încă în stadiul de discuție și controversă. Multe considerații critice, precum nivelul de descentralizare, evidențiază spiritul blockchain-ului ca tehnologie. Cel puțin pentru moment, nu există coerență în algoritmul de consens „corect”, ceea ce înseamnă că nu vom vedea altceva decât o concurență intensă în viitorul apropiat.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map