Alternativni konsenzusni algoritmi. Trebamo li se odreći PoW-a i PoS-a?

Prije nekoliko tjedana pokrivali smo značajke primarnih konsenzusnih algoritama i primjere blockchain projekata koji koriste ove mehanizme. Međutim, kripto industrija nije ograničena na upotrebu popularnih konsenzusnih mehanizama, poput PoW (Proof of Work) i PoS (Proof of Stake). Blockchain projekti neprestano traže alternativna rješenja kako bi poboljšali svoju tokenomiku. Startupi se potiču da poboljšaju svoje poslovne modele, a pritom razvijaju i implementiraju nove algoritme, kao i ažuriraju postojeće nadajući se da će ih revitalizirati. Današnji je članak posvećen takvim alternativnim mehanizmima konsenzusa.

Bizantski algoritmi tolerancije na greške (BFT) 

Bizantska tolerancija na greške (BFT) distribuirana je mrežna značajka koja omogućuje postizanje konsenzusa čak i ako neki čvorovi na mreži pružaju netočne informacije ili ne reagiraju. Svrha BFT mehanizma je osigurati sustav i izbjeći kvarove pomoću kolektivnog odlučivanja (kako operativnih tako i neispravnih čvorova), kao i smanjiti utjecaj neispravnih čvorova. BFT proizlazi iz “problema bizantskih generala” (komunikacija između nekoliko udaljenih strana koje primaju naloge iz jednog centra).

Evo glavnih mehanizama temeljenih na BFT:

– Praktična bizantijska tolerancija na greške (PBFT) izvorni je klasični konsenzusni protokol koji koristi dva kruga glasanja. Uveli su ga krajem 1990-ih Barbara Liskov i Miguel Castro. Protokol je dizajniran za učinkovit rad na asinkronim mrežama i optimiziran je za smanjenje općih troškova. Razumijevanje na visokoj razini kako dva kruga glasanja pružaju mrežnu sigurnost osnova je svih klasičnih konsenzusnih protokola. Opseg uključuje distribuirano računanje i blockchain. Na primjer, Zilliqa koristi PBFT u kombinaciji s PoW, dok Tendermint kombinira DPoS i PBFT. 

Pros: energetska učinkovitost, mala disperzija u nagradama i nepostojanje zahtjeva za višestrukim potvrđivanjem transakcija. 

Protiv: ranjivost na napade Sybil i slaba skalabilnost.

– Delegirana bizantska tolerancija na greške (DBFT) razvijena je na temelju mehanizma PBFT od strane NEO tima. Kombinira karakteristike PBFT i DPoS protokola. Svaki korisnik u NEO blockchainu može odabrati delegate. Također, ovaj algoritam odlikuje se razvojem nepovratnosti, definirajući da su sve transakcije 100% konačne nakon prve potvrde. Transakcije na lancu su trivijalne, odvijaju se mnogo brže jer se grade u skladu s regulatornim i poslovnim zahtjevima. 

Pros: velika propusnost, energetska učinkovitost, nepovratnost. 

Protiv: visoka razina centralizacije i nedostatak anonimnosti.

– Provjerljiva tolerancija bizantske greške (VBFT) novi je konsenzusni algoritam koji kombinira klasični PoS, provjerljivu slučajnu funkciju (VRF) i bizantsku toleranciju kvara (BFT). Ovaj mehanizam dizajniran je posebno za potrebe platforme ONTology. VBFT može podržati skalabilnost konsenzusnih skupina, koristi VRF kako bi osigurao slučajnost i pravednost generiranja konsenzusa i konačno osigurava brzo postizanje konačnog stanja. Za razliku od DBFT-a, ovaj algoritam eliminira rizik od centralizacije. U budućnosti, Ontology planira da algoritam konsenzusa VBFT bude u mogućnosti podržati do 2401 čvorova, dok će konsenzus postići za manje od 10 sekundi. 

Pros: nema rizika od centralizacije, visoke razine skalabilnosti i otpornosti na napade. 

Protiv: upotreba algoritma ograničena je na ONchain i projekt ONTology.

Alternativni konsenzusni mehanizmi

– Dokaz aktivnosti je konsenzusni algoritam koji jamči autentičnost transakcija i osigurava da rudari postignu konsenzus. Ovo je kombinacija PoW i PoS. Osnove rudarstva ostaju iste, a rudari se natječu u rješavanju zagonetke i primanju nagrada. Istodobno, pronađeni blokovi ne uključuju transakcije. Zapravo su to predlošci informacija s naslovom i adresom blok nagrade. Nakon pronalaska takvog praktički praznog bloka, sustav se poziva na PoS algoritam. Podaci u zaglavlju koriste se za slučajni odabir validatora za potpisivanje bloka. Samo vlasnici tokena mogu djelovati kao validatori, a što više kovanica imaju, veće su šanse da potpišu blok i prime nagradu. Nakon što blok potpišu validatori, on postaje potvrđeni element lanca. Naknada za mrežnu sigurnost raspoređuje se između pobjedničkog rudara i validatora koji su potpisali blok. Ovaj mehanizam koriste projekti Decred i Espers. 

Pros: sprečavanje šanse za napad od 51%

Protiv: velika potrošnja energije, slična PoW-u.

– Proof of Burn (PoB) je alternativni konsenzusni protokol usmjeren na rješavanje problema potrošnje energije u PoW-u. Ponekad se opisuje i kao PoW koji ne troši energiju. Djeluje u skladu s politikom podrške rudara za “spaljivanje” ili “uništavanje” kovanica, što im omogućuje snimanje blokova prema broju spaljenih kovanica. Drugim riječima, spaljivanjem kovanica korisnici mogu pokazati svoju lojalnost mreži, stječući sposobnost “rudarstva” i provjere transakcija. Metoda sagorijevanja kovanica predstavlja moć virtualnog rudarstva. Što više kovanica korisnik koristi za podršku sustavu, ima više snage za rudarenje, a samim tim i veće šanse da bude izabran za sljedeći validator blokova. Ovaj protokol koriste Counterparty, Slimcoin i Factom. 

Pros: potiče se dugoročni fokus rudara

Protiv: opet smo suočeni s problemom centralizacije.

– Dokaz o važnosti (PoI) mehanizam je konsenzusa koji je uveo NEM. PoI se temelji na PoS-u, no njegova prepoznatljiva značajka leži u činjenici da nagrađuje korisnike koji aktivno provode transakcije na mreži. Da bi imali pravo na stvaranje blokova pomoću mehanizma PoI konsenzusa, čvorovi moraju prenijeti određenu količinu kovanica i odabiru se prema broju bodova koji određuju njihov doprinos mreži. U PoS-u to ovisi o ukupnoj količini držanih kovanica, ali u PoI-ju procjena uključuje razne varijable. Izračuni su izvedeni iz matematike mrežnog klasteriranja i ranga stranica. 

Pros: mrežne aktivnosti potiču se umjesto gomilanja imovine u PoS-u

Protiv: stvaranje blokova ne zahtijeva nikakve resurse i može se nepošteno koristiti.

– Proof of History (PoH) uistinu je inovativan algoritam. Rješenje je predstavio projekt Solana kako bi se konačno eliminiralo pitanje valjanosti vremenskih žigova u distribuiranim mrežama. Za razliku od korištenja ustaljene metode s vremenskim oznakama, čovjek može biti siguran da se radnja izvodi u određenom trenutku nakon jedne radnje, ali prije druge. Putem Proof of History možemo osigurati da se određena radnja dogodila u određenom vremenskom trenutku, prije ili nakon druge akcije. To je moguće bez upotrebe vremenskih žigova ili vanjskih struktura za sinkronizaciju. Potvrda povijesti je visokofrekventna provjerljiva funkcija odgode. To znači da funkcija zahtijeva slijed koraka kako bi se dobila i procijenila jedinstvenost i pouzdanost objavljene vrijednosti. Solanina implementacija izvršava funkciju koja koristi sekvencijalni hash sustav otporan na predslike (slike prethodno pripremljenih hashova). Dakle, izlaz transakcije pojavljuje se kao ulaz sljedeće transakcije. Nakon toga se povremeno bilježe trenutni brojač, status i izlaz. Jasne su prednosti skalabilnost i iskorjenjivanje problema valjanosti vremenskih žigova. Trenutno je prilično teško izdvojiti očite nedostatke protokola zbog novosti ovog rješenja.

Sažetak

Blockchain tehnologija je još uvijek u razvoju. Stoga je prirodni ishod da je pitanje protokola „ispravnog“ konsenzusa još uvijek u fazi rasprave i kontroverze. Mnoga kritična razmatranja, poput razine decentralizacije, ističu duh blockchaina kao tehnologije. Barem trenutno ne postoji koherentnost u „ispravnom“ algoritmu konsenzusa, što znači da u bliskoj budućnosti nećemo vidjeti ništa osim intenzivne konkurencije.

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