For et par uger siden dækkede vi funktionerne i de primære konsensusalgoritmer og eksempler på blockchain-projekter, der bruger disse mekanismer. Imidlertid er kryptoindustrien ikke begrænset til brugen af ​​populære konsensusmekanismer, såsom PoW (Proof of Work) og PoS (Proof of Stake). Blockchain-projekter søger konstant efter alternative løsninger til at forbedre deres tokenomics. Startups tilskyndes til at forbedre deres forretningsmodeller, og i processen udvikler og implementerer de nye algoritmer samt opdaterer eksisterende i håb om at genoplive dem. Dagens artikel er viet til sådanne alternative konsensusmekanismer.

Byzantinske fejltolerance algoritmer (BFT) 

Byzantinsk fejltolerance (BFT) er en distribueret netværksfunktion, der gør det muligt at nå konsensus, selvom nogle noder på netværket giver forkerte oplysninger eller ikke reagerer. Formålet med BFT-mekanismen er at sikre systemet og undgå fejl ved at bruge kollektiv beslutningstagning (af både operationelle og defekte noder) samt reducere virkningen af ​​defekte noder. BFT stammer fra “The Byzantine Generals Problem” (kommunikation mellem flere eksterne parter, der modtager ordrer fra et enkelt center).

Her er de primære mekanismer baseret på BFT:

– Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) er en original klassisk konsensusprotokol, der bruger to afstemningsrunder. Det blev introduceret i slutningen af ​​1990’erne af Barbara Liskov og Miguel Castro. Protokollen er designet til at arbejde effektivt på asynkrone netværk og optimeret til at reducere omkostninger. En forståelse på højt niveau af, hvordan to afstemningsrunder giver netværkssikkerhed, er grundlaget for alle klassiske konsensusprotokoller. Omfanget inkluderer distribueret databehandling og blockchain. For eksempel bruger Zilliqa PBFT i kombination med PoW, mens Tendermint kombinerer DPoS og PBFT. 

Fordele: energieffektivitet, lav fordeling af belønninger og fraværet af krav til flere bekræftelser af transaktioner. 

Ulemper: sårbarhed over for Sybil-angreb og dårlig skalerbarhed.

– Delegeret byzantinsk fejltolerance (DBFT) blev udviklet baseret på PBFT-mekanismen af ​​NEO-teamet. Den kombinerer egenskaberne ved PBFT- og DPoS-protokollerne. Hver bruger i NEO-blockchain kan vælge delegater. Denne algoritme er også kendetegnet ved udviklingen af ​​irreversibilitet, idet den definerer, at alle transaktioner er 100% endelige efter den første bekræftelse. On-chain-transaktioner er trivielle, kører meget hurtigere, da de er bygget i henhold til lovgivningsmæssige og forretningsmæssige krav. 

Fordele: høj kapacitet, energieffektivitet, irreversibilitet. 

Ulemper: højt centraliseringsniveau og manglende anonymitet.

– Verificerbar byzantinsk fejltolerance (VBFT) er en ny konsensusalgoritme, der kombinerer klassisk PoS, verificerbar tilfældig funktion (VRF) og byzantinsk fejltolerance (BFT). Denne mekanisme er designet specielt til kravene i ONTology-platformen. VBFT kan understøtte skalerbarheden af ​​konsensusgrupper, bruger VRF til at sikre tilfældighed og retfærdighed i genereringen af ​​konsensus-sæt og til sidst sikrer den hurtige opnåelse af den endelige tilstand. I modsætning til DBFT eliminerer denne algoritme risikoen for centralisering. I fremtiden planlægger Ontology, at VBFT-konsensusalgoritmen skal kunne understøtte op til 2401 noder, samtidig med at der opnås enighed på mindre end 10 sekunder. 

Fordele: ingen risiko for centralisering, høj grad af skalerbarhed og modstand mod angreb. 

Ulemper: brugen af ​​algoritmen er begrænset til ONchain og ONTology-projektet.

Alternative konsensusmekanismer

– Bevis for aktivitet er en konsensusalgoritme, der garanterer ægtheden af ​​transaktioner og sikrer, at minearbejdere når konsensus. Dette er en kombination af PoW og PoS. Grundlæggende om minedrift er det samme, og minearbejdere konkurrerer om at løse gåden og modtage belønninger. På samme tid inkluderer de fundne blokke ikke transaktioner. Faktisk er de informationsskabeloner med titlen og blokbelønningsadressen. Efter at have fundet en sådan praktisk tom blok henviser systemet til PoS-algoritmen. Oplysningerne i overskriften bruges til tilfældigt at vælge validatorer til at underskrive blokken. Kun tokenholdere kan fungere som validatorer, og jo flere mønter de har, jo flere chancer er der for at underskrive en blok og modtage belønningen. Når blokken er underskrevet af validatorer, bliver den et bekræftet element i kæden. Netværkssikkerhedsgebyret fordeles mellem den vindende miner og de validatorer, der har underskrevet blokken. Denne mekanisme bruges af Decred- og Espers-projekterne. 

Fordele: forebyggelse af chancen for 51% angreb

Ulemper: højt energiforbrug svarende til PoW.

– Proof of Burn (PoB) er en alternativ konsensusprotokol, der sigter mod at løse problemet med energiforbrug i PoW. Nogle gange beskrives det endda som PoW, der ikke bruger energi. Det handler i overensstemmelse med minearbejdernes supportpolitik for “brænding” eller “destruktion” af mønter, som gør det muligt for dem at registrere blokke i henhold til antallet af brændte mønter. Med andre ord, ved at brænde mønter, kan brugerne vise deres loyalitet over for netværket og få muligheden for at “mine” og kontrollere transaktioner. Metoden til at brænde mønter repræsenterer kraften i virtuel minedrift. Jo flere mønter en bruger bruger til at understøtte systemet, jo mere minekraft har han, og derfor jo større chancer har han for at blive valgt som den næste blokvalidator. Denne protokol bruges af Counterparty, Slimcoin og Factom. 

Fordele: Langsigtet minerfokus er incitamenteret

Ulemper: Vi står igen over for problemet med centralisering.

– Bevis for vigtighed (PoI) er en konsensusmekanisme indført af NEM. PoI er baseret på PoS, men dets karakteristiske træk ligger i det faktum, at det belønner brugere, der aktivt udfører transaktioner på netværket. For at have ret til at oprette blokke ved hjælp af PoI-konsensusmekanismen skal noder transmittere en bestemt mængde mønter og vælges i henhold til antallet af punkter, der bestemmer deres bidrag til netværket. I PoS afhænger dette af den samlede mængde mønter, der holdes, men i PoI inkluderer estimatet en række variabler. Beregningerne er trukket fra matematikken i netværksklyngedannelse og siderangering. 

Fordele: netværksaktivitet tilskyndes i stedet for akkumulering af aktiver i PoS

Ulemper: Oprettelse af blokke kræver ingen ressourcer og kan bruges uretfærdigt.

– Proof of History (PoH) er en virkelig innovativ algoritme. Løsningen blev præsenteret af Solana-projektet for endelig at eliminere et spørgsmål om gyldigheden af ​​tidsstempler i distribuerede netværk. I modsætning til at bruge den etablerede metode med tidsstempler kan man sikre sig, at handlingen udføres på et tydeligt tidspunkt efter en handling, men før en anden. Gennem bevis på historien kan vi sikre, at en bestemt handling fandt sted på et bestemt tidspunkt, før eller efter en anden handling. Dette muliggøres uden brug af tidsstempler eller eksterne synkroniseringsstrukturer. Bekræftelse af historik er en højfrekvent verificerbar forsinkelsesfunktion. Dette betyder, at funktionen kræver en sekvens af trin for at opnå og evaluere den unikke og pålidelighed af den offentliggjorte værdi. Solanas implementering udfører funktionen, der bruger et sekventielt hashsystem, der er modstandsdygtigt over for præbilleder (billeder af tidligere forberedte hashes). Transaktionens output vises således som input fra den efterfølgende transaktion. Derefter registreres den aktuelle tæller, status og output periodisk. De klare fordele er skalerbarhed og udryddelse af gyldighedsproblemet med tidsstempler. I øjeblikket er det ret vanskeligt at udpege de åbenlyse mangler ved protokollen på grund af nyheden ved denne løsning.

Resumé

Blockchain-teknologi er stadig under udvikling. Derfor er det naturlige resultat, at spørgsmålet om den “rigtige” konsensusprotokol stadig er på scenen for diskussion og kontrovers. Mange kritiske overvejelser, såsom niveauet for decentralisering, fremhæver blockchain-ånden som en teknologi. I det mindste for øjeblikket er der ingen sammenhæng i den “rigtige” konsensusalgoritme, hvilket betyder, at vi ikke vil se andet end intens konkurrence i den nærmeste fremtid.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me