אלגוריתמים של קונצנזוס בלוקצ’יין

טכנולוגיית הבלוקצ’יין היא שינוי חדש בעולם המידע שהביא לשינויים בתחומים רבים. תעשיות רבות החלו ליישם פתרונות בלוקצ’יין ביישומים ובשירותים שלהם. נדרש אלגוריתם של קונצנזוס בקרב צמתים של עמיתים לעמית בבלוקצ’יין כדי להבטיח את פעולתו הנכונה.

במאמר זה נתמקד באלגוריתמים פופולריים של קונצנזוס כדי לקבוע את תפקידיהם ואת הגורמים המשפיעים על הביצועים והאבטחה.

 סקירה קצרה של מנגנוני הקונצנזוס

מנגנון הקונצנזוס הוא פרוטוקול המאפשר לכל חברי הרשת להגיע להסכמה משותפת על מצבו הנוכחי של ספר חשבונות מבוזר. חשוב שאלגוריתמים עקביים יספקו אמינות ברשת הבלוקצ’יין ויקבעו אמון בין שותפים לא ידועים בסביבת מחשוב מבוזרת. בעיקרון, פרוטוקול קונצנזוס מבטיח שכל בלוק חדש שנוסף לבלוקצ’יין הוא הגרסה היחידה של האמת שמוסכמת על כל הצמתים בשרשרת. מודלי הקונצנזוס של הבלוקצ’יין מבוססים על יעדים ספציפיים, כגון השגת הסכם, שיתוף פעולה, שוויון צמתים והשתתפות חובה של כל צומת בתהליך האישור. לפיכך, אלגוריתם הקונצנזוס שואף למצוא הסכם משותף, שיהווה win-win עבור רשת שלמה.

הסוגים העיקריים של אלגוריתמים של קונצנזוס

למעלה מ -90% משוק הקריפטו מבוסס על שלושה אלגוריתמים קונצנזוס ראשוניים:

  • הוכחת עבודה (PoW)
  • הוכחת הימור (PoS)
  • הוכחת יתרה מוסמכת (DPoS)

עם זאת, מלבד שלושת המשותפים, נסקור גם כמה מנגנונים אחרים. למרות העובדה שפרויקטים רבים לא קיבלו אותם, מנגנונים אלה עדיין מרגשים ללמוד עליהם, מכיוון שהם יכולים למלא תפקיד חיוני בעתיד..

1. הוכחת עבודה (PoW)

אלגוריתם קונצנזוס זה משמש לבחירת הכורה שייצור את החסימה הבאה בשרשרת. ביטקוין, ליטקוין ורבים אחרים של מסטודונים בתעשיית הבלוקצ’יין משתמשים ב- PoW כבסיס שלהם. הרעיון העיקרי של אלגוריתם זה הוא לפתור בעיה מתמטית אקראית מורכבת שנוצרה על ידי הבלוקצ’יין ולספק פיתרון. המוזרות של אלגוריתם זה היא הקושי היחסי לפתור את הבעיה וקלות ההצלבה של התוצאה. פאזל מתמטיקה זה דורש כוח מחשוב משמעותי; לפיכך, הצומת הפותר את הפאזל מקבל תחילה להוסיף את הבלוק הבא לבלוקצ’יין. PoW נוטה להפוך את התקפות הרשת ליקרות מדי ודורשת עלויות חשמל גבוהות מכיוון שכורים צורכים אנרגיה כדי לחשב את החסימה הבאה, תוך מתן שירותי חשבונאות ואבטחת רשת. החסרונות של מנגנון זה הם מדרגיות מוגבלת ורוחב פס נמוך.

2. הוכחת יתד (PoS)

PoS היא אולי האלטרנטיבה הנפוצה ביותר ל- PoW. אפילו את’ריום, האלטקוין הגדול ביותר ביקום הקריפטוגרפי, מתכנן לעבור מקונצנזוס PoW לקואנזוס PoS בזמן הקרוב. בסוג זה של אלגוריתם קונצנזוס, במקום להשקיע בציוד יקר לפתרון חידות מורכבות, מאמתים משקיעים את מטבעותיהם ברשת, וחוסמים את התנועה שלהם (המכונה ‘הימור’). השלב הבא של כל המאמתים הוא בדיקת הבלוקים, תוך השערה על הבלוק שיש לדעתם להוסיף לרשת. בהתבסס על הבלוקים האמיתיים שנוספו לבלוקצ’יין, כל המאמתים מקבלים תגמול פרופורציונלי להימור שלהם, וערימת המטבעות שלהם עולה בהתאם. בסופו של דבר, המאמת ליצירת חסימה חדשה נבחר על סמך הנתח הכלכלי שלו ברשת. באופן זה, האלגוריתם של PoS מעודד מאמתים להשיג הסכמה על ידי שימוש במנגנון תמריצים. היתרונות של מנגנון זה הם יכולת הרחבה מוגברת ברמת בסיס וחיסכון פוטנציאלי באנרגיה בהשוואה ל- PoW. החסרונות כוללים את הסיכון לריכוזיות, שמובילה בתור לרמת אבטחה נמוכה יותר. Peercoin, Lisk, PIVX, וחסימות אחרות משתמשות באלגוריתם PoS.

3. הוכחת ייצוג מואצלת (DPoS)

מנגנון DPoS הוא פיתוח של PoS, אך הוא צמח לסוג נפרד של אלגוריתם קונצנזוס, המבוסס על מערכות הצבעה. במקום לבחור באופן אקראי צמתים בודדים לביצוע אימות, מחזיקי האסימונים משתמשים בחלקם (יתד) כדי להצביע על מספר נבחרים של צמתים מהימנים שלעתים קרובות מכונים נציגים. הם אחראים לאימות עסקאות ושמירה על הרשת. כתוצאה מכך הם מקבלים תגמולים בתמורה לעמלות העסקה. ניתן להשוות את DPoS לדמוקרטיה ייצוגית בה המשתתפים מצביעים לנציג מהימן שיגן על הרשת מטעמם. הבוחרים יכולים להחליף נציגים אם הם פועלים בניגוד לאינטרסים של הרוב. אלגוריתם DPoS הומצא על ידי דן לרימר ומשמש בפרויקטים שהוביל בתחילה, כגון BitShares ו- EOS. יתר על כן, הוא מנוצל גם על ידי רשתות אחרות, כמו Tezos ו- Ark. היתרונות של DPoS הם מדרגיות גבוהה והתפשטות רחבה יותר של אינפלציה (פיזור אחיד יותר של אסימונים שהוטבעו לאחרונה בין מאמתים), וחסרונות הם היעדר אבטחה ונטייה לריכוז רשת..

4. הוכחת זמן שחלף (PoET)

PoET הוא אחד האלגוריתמים ההסכמים ההוגנים ביותר שבוחרים את החסימה הבאה באמצעות נכסים כנים בלבד. הוא נמצא בשימוש נרחב ברשתות חסימות פרטיות וארגוניות רבות, כאשר Hyperledger הוא דוגמה מצוינת. אלגוריתם זה מספק לכל מאמת ברשת סיכוי ממשי ליצור חסימה משלו. כל הצמתים מעורבים בתהליך, מייצרים זמן המתנה אקראי והולכים לישון למשך הזמן שצוין. הצומת להתעורר תחילה יוצר חסימה חדשה. בלוקים שנוצרו מועברים לרשת לצורך התחשבות על ידי משתתפים אחרים. הבלוק הזוכה נוסף לאחר מכן לבלוקצ’יין. יש אלגוריתם בדיקות נוספות כדי למנוע מהצמתים לנצח שוב ושוב בבחירות, מה שמייצר את אינדיקציית הטיימר הנמוכה ביותר. מבין כל היתרונות, אנו יכולים להדגיש יעילות גבוהה וצריכת משאבים נמוכה. יחד עם זאת, החסרונות יהיו רמה נמוכה של אבטחה ותלות בצד שלישי שיפתח מערכת הוראות למעבד..

5. הוכחת סמכות (PoA)

PoA הוא אלגוריתם של קונצנזוס מבוסס מוניטין המנצל את ערך המאמתים של חסימות הזהות והמוניטין. במרץ 2017 הציע צוות פיתוח הפרוטוקולים של Ethereum בראשות גאווין ווד את ה- PoA כפתרון להתקפות זבל ברשת הבדיקות Ropstein Ethereum. PoA דומה ל- PoS, אלא שמאמתים מקנים את המוניטין שלהם במקום מטבעות. צמתים / מאמתים מהימנים נבחרים על ידי מנהיגי הרשת, מה שהופך את PoA לשימוש אך ורק עבור רשתות חסימות פרטיות. הוא משמש על ידי VeChain Thor, Microsoft Azure ואחרים. היתרונות של אלגוריתם כזה הם מהירות עסקה גבוהה, מדרגיות, עלות בינונית של תחזוקת רשת. חסרונות הם דחייה של ביזור והתנהגות זדונית אפשרית של משתתפי רשת שכמעט ואין אפשרות למנוע.

6. הוכחת יכולת (PoC)

מאמתים העובדים עם אלגוריתמים של קונצנזוס Proof of Capacity משקיעים את שטח הכונן הקשיח במקום ציוד חישוב יקר או שריפת מטבעות. ככל שיש יותר אמצעים לבדיקת שטח הכונן הקשיח בו המאמתים שולטים, כך יש סיכוי גבוה יותר לכרות את החסימה הבאה ולקבל תגמול. שימוש באחסון במקום ב- ASIC, חוסמי PoC הם הרבה יותר חסכוניים באנרגיה. פרויקטים כמו Filecoin, Storj ו- Burstcoin מבוססים על PoC. היתרון לכאורה בגישה זו הוא יעילות אנרגטית, בעוד החיסרון הוא ביטחון לקוי עקב פגיעות להתקפות.

ישנם גם אלגוריתמים אחרים של קונצנזוס, כגון:

  • הוכחת פעילות;
  • הוכחת משקל;
  • הוכחת חשיבות;
  • הוכחת השתתפות;
  • הוכחת היסטוריה;
  • הוכחת יתד מושכרת;
  • הוכחת כוויה;
  • סובלנות תקלות ביזנטית מעשית.

עם זאת, כרגע ניתן לייחס את השימוש בהם למקרים בודדים ולחידושים ועשוי להפוך לכותרת לכתבה נפרדת..

בואו נסכם 

לכל אחד מהאלגוריתמים המוצגים יש את נקודות החוזק והחולשה שלו, כמו גם מקרי שימוש אפשריים. כשמסתכלים באור זה, סביר להניח שהם לא באמת מתחרים זה בזה. חשוב לבחור באחד מהם על פי דרישות הרשת העסקית. יישום ה- PoW בולט בשל האבטחה והביזור שלו. PoW הוא מנגנון קונצנזוס מצוין למטבעות קריפטוגרפיים. עם זאת, זה לא הולם לחלוטין עבור רשתות חברתיות ומשחקים מבוססי בלוקצ’יין. בתעשיית הבלוקצ’יין ההולכת וגדלה, חיוני להמשיך במחקר כדי לגלות ארכיטקטורות חדשות של בלוקצ’יין. מנגנוני קונצנזוס חדשים יפתחו אפשרויות חדשות לשימוש בטכנולוגיית הבלוקצ’יין הכוללת ובמטבעות קריפטוגרפיים בפרט.

 

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