7 механизмов консенсуса, которые разработчики должны знать, чтобы BUIDL для Web3
18 ноября 2022 г.Четырнадцать лет назад был выпущен технический документ о биткойнах под названием «Электронная кассовая система в одноранговой сети», и теперь Web 3.0, огромный технологический эволюционный скачок, берет мир штурмом с огромными возможностями в области блокчейна. В чем секрет этой процветающей технологии? Какой базовый протокол позволяет этой эволюции сетей блокчейнов, децентрализованных приложений или криптографии поддерживать свое состояние?
Web3 стал модным словом, которое включает в себя такие понятия, как технологии блокчейна, NFT, метавселенная, Dapps, Defi и т. д. Блокчейн заменил доверие третьих сторон децентрализованными реестрами, новой итерацией Всемирной паутины. Корень децентрализованных одноранговых сетей лежит в одном запатентованном рабочем механизме, называемом механизмом консенсуса. Мы слышим о самых популярных механизмах консенсуса, доказательстве работы (PoW) и доказательстве доли (PoS), но какой цели они служат? Кроме того, каковы другие менее известные, но важные механизмы консенсуса?
Блокчейн — это трехуровневая модель, состоящая из трех слоев: экземпляров, реализации и целей дизайна. Целевой уровень дизайна содержит ключ к распределению данных в блокчейне, который говорит о том, что каждый узел имеет копию информации обо всех данных в децентрализованной сети, что обеспечивает конфиденциальность, прозрачность и масштабируемость. Задумывались ли вы когда-нибудь, если все данные могут модифицировать данные по-своему, как убедиться, что все узлы продолжают работать с согласованным набором данных? В блокчейне эта проблема решается алгоритмами консенсуса, которые составляют основу любой сети блокчейнов. Алгоритмы консенсуса являются копией любого рабочего механизма концепции блокчейна. Консенсус блокчейна заключается в том, что все узлы поддерживают один и тот же распределенный реестр.
<цитата>Продолжайте читать статью, чтобы узнать больше о 7 наиболее часто используемых механизмах консенсуса, которые помогут вам сформулировать основные формулировки проблем в пространстве Web3.
Что такое механизмы консенсуса?
Каждая технология работает по определенному набору правил и алгоритмов для плавной синхронизации с устройствами и пользовательским соглашением. В случае блокчейна эти наборы правил называются механизмами консенсуса. Механизмы консенсуса — это протоколы и алгоритмы, которые проверяют транзакции в блокчейне. Это помогает всем узлам в распределенной сети проверять транзакции и достигать общего соглашения о текущем состоянии распределенного реестра. Таким образом, децентрализованная сеть обеспечивает надежность и устанавливает доверие между неизвестными сторонами (пирами) без центрального алгоритма или управляющего агентства.
Основные механизмы консенсуса
Технологии развиваются, как и блокчейны. И механизмы консенсуса составляют обширную часть блокчейнов. Вот краткий обзор нескольких популярных механизмов консенсуса, используемых сегодня:
1) Доказательство работы (PoW)
Первым механизмом консенсуса, представленным в официальном документе Биткойн 14 лет назад, является механизм Proof of Work, который является основой всех других механизмов консенсуса. В сети блокчейн механизм консенсуса PoW требует, чтобы узлы сетевого майнинга доказали, что проделанная и отправленная ими работа дает им право на добавление новых транзакций, содержащих блоки, в блокчейн. В Proof of Work узлы, которые добавят следующий блок в блокчейн, выбираются пропорционально их вычислительной или хеширующей мощности; т. е. узлы фактически конкурируют друг с другом, используя свои вычислительные мощности. Он работает путем вычисления хэш-значений и проверки транзакций до тех пор, пока в хеш-значении не будет найдено указанное количество начальных нулей.
2) Доказательство доли (PoS)
При подтверждении консенсуса доли валидатор выбирается псевдослучайным образом и назначается блоку. Майнер должен выделить определенное количество своей криптовалюты, чтобы начать проверку. Если майнеру удается подтвердить транзакцию, вознаграждением является доля, которую он заложил или выделил изначально, а также определенные комиссии за транзакцию. Это способ наказать плохое поведение и поощрить хорошее поведение. Валидаторы будут инвестировать в монеты системы, блокируя и размещая часть своих монет. После этого все валидаторы начнут проверять блоки и будут проверять блоки, делая на них ставку, если обнаружат блок, который, по их мнению, можно добавить в цепочку. Теперь, основываясь на фактических блоках, добавленных в блокчейн, все валидаторы получают вознаграждение, пропорциональное их ставкам, и их ставки соответственно увеличиваются. В конце концов, валидатор выбирается для создания нового блока на основе его экономической доли в сети. Таким образом, PoS побуждает валидаторов с помощью механизма поощрения к достижению соглашения.
3) Подтверждение активности (PoA)
Консенсус Proof of Activity можно рассматривать как попытку объединить Proof of Work и Proof of Stake. Эта комбинация консенсуса работает в два этапа, сначала используя PoW для проверки блоков, а затем подтверждая то же самое через PoS. Этот механизм повышает общую безопасность транзакций, обеспечивая проверку блоков и их хеш-майнинг.
4) Доказательство прошедшего времени:
Это один из самых честных алгоритмов консенсуса, который выбирает следующий блок, используя только честные средства, и широко используется в разрешенных сетях Blockchain. В этом алгоритме все узлы получают равные шансы, ожидая случайное количество времени, добавляя доказательство своего ожидания в блок. Созданные блоки затем транслируются в сеть для рассмотрения другими, и победителем становится валидатор с наименьшим значением таймера в части доказательства. Блок от победившего узла валидатора добавляется к блокчейну. В алгоритме есть различные проверки, чтобы узлы не всегда выигрывали, а узлы не генерировали наименьшее значение таймера.
5) Практическая система отказоустойчивости Byzantine
Алгоритм византийской отказоустойчивости направлен на достижение консенсуса, даже если некоторые узлы сети не отвечают или предоставляют неверную информацию. Его цель — защитить сеть от влияния неисправных узлов. Она происходит от знаменитой задачи византийского генерала. Византийская отказоустойчивость может быть достигнута, если корректно работающие узлы в сети договорятся о своих значениях. Отсутствующим сообщениям может быть присвоено значение голосования по умолчанию, что означает, что мы можем предположить, что сообщение от определенного узла является «ошибочным», если:-
• Невозврат результата • Отвечать с неправильным результатом • Отвечать намеренно вводящим в заблуждение результатом. • Отвечать разными частями системы с разными результатами
6) Подтверждение емкости
Согласно консенсусу Proof of Capacity, валидаторы должны инвестировать место на жестком диске, а не покупать дорогое оборудование или сжигать монеты. Чем больше места на жестком диске у валидаторов, тем выше их шансы быть выбранными для майнинга следующего блока и получения вознаграждения за блок.
7) Доказательство истории
Proof of History — это средство повышения эффективности других механизмов, предложенное проектом Solana. Он использует VDF или сервер функции проверяемой задержки, который заказывает транзакцию в сети блокчейн. Узлы валидатора эффективно обрабатывают транзакции без каких-либо ограничений по времени. Это позиция увеличения архитектурной сложности.
Это несколько механизмов консенсуса, которые уже некоторое время присутствуют в экономике Web3 и являются основной причиной смены блокчейна и протоколов консенсуса. Выбрать лучший механизм консенсуса не так просто, как черное и белое. В то время как один механизм консенсуса может обеспечить большую эффективность и скорость по сравнению с другим, что может обеспечить сохранение большей псевдоанонимности или конфиденциальности и меньшей безопасности. Механизмы консенсуса следует выбирать на основе вариантов использования.
Как эти концепции помогут вам ориентироваться в пространстве Web3?
Механизмы консенсуса составляют основу технологии блокчейн. Интернет открыл новую эру предпринимателей и отраслей, вместе с которыми появились децентрализованные сети, смарт-контракты, криптовалюты и множество децентрализованных приложений. Это требует, чтобы люди в сети блокчейна тратили определенную вычислительную мощность для стабилизации и обслуживания блокчейна. Вот как достигается консенсус.
Если каждый узел в сети блокчейна одновременно хранит информацию о сети и имеет право решать, какие модификации следует применять, тогда сеть практически невозможно испортить. Согласованность этой процедуры поддерживается алгоритмом консенсуса этой сети, который присутствует в каждом отдельном узле. Это доказывает, какой вес алгоритмы консенсуса имеют в эпоху Web3.
:::информация Также опубликовано здесь.
:::
Оригинал