PoW vs. PoS: Kahden lohkoketjun konsensusalgoritmin vertailu

Bitcoin ja Ether, kaksi tunnetuinta kryptovaluuttaa, käyttävät tällä hetkellä työtodistuksen (PoW) konsensusalgoritmia. Ethereumilla on kuitenkin suunnitelma siirtymisestä vaarnan todistamisen (PoS) algoritmiin. Tämä on merkittävä muutos, ja salausyhteisö keskustelee innokkaasti POW: sta vs. POS: sta, esimerkiksi mikä tarjoaa paremman turvallisuuden ja joka on parempi pitkällä aikavälillä.

“Miksi konsensusalgoritmi on tärkeä?”

Ennen uppoutumista POW vs.Pos-keskusteluun on tärkeää ymmärtää, miksi konsensusalgoritmi on tärkeä lohkoketjussa. Blockchainin kaksi keskeistä toimitilaa ovat hajauttaminen ja muuttumattomat tietueet, ja konsensusmekanismi säätää niistä.

Lohkoketju on hajautettu verkko, jossa verkon tietokoneet, nimeltään ”solmut”, ylläpitävät hajautettua tietokantaa jaetulla tavalla. Kuka tahansa voi liittyä luvattomaan lohkoketjuun, ja jokaisella solmulla on täydellinen tietue kaikista lohkoketjun tapahtumista. Kukin solmu on tosiasiallisesti kaikkien tapahtumien pääkirja, joten lohkoketjua kutsutaan myös “hajautetun kirjanpidon tekniikaksi” (DLT).

Tapahtumat ryhmitellään lohkotietueiksi, joita kutsutaan myös lohkoiksi. Lohkot linkitetään ennalta määrätyn protokollaohjelman kautta. Ainoa tapa päivittää lohkoketju on lisätä uusi lohko, koska mitään olemassa olevaa lohkoa ei voida muokata tai poistaa. Jokainen solmu voi lisätä uuden lohkon ilman minkään keskitetyn viranomaisen väliintuloa.

Koska jokainen solmu voi lisätä uuden lohkon, oikean tapahtumajärjestyksen ylläpitäminen on tärkeää tietojen eheyden kannalta. Jos solmu voi lisätä lohkon tapahtumiin, joista muu yhteisö on eri mieltä, enemmistö ei pidä uutta lohkoa kelvollisena. Jos uuden lohkon lisännyt solmu jatkuu sen kanssa luomalla uudempia lohkoja sen päälle samalla kun yhteisön standardeja ei oteta huomioon, muu yhteisö joutuu jakamaan verkon, jotta he voivat ottaa valtion verkkoon ennen riitaa, ja jatka työskentelyä sen kanssa. Tämä vaatii “kovaa haarukkaa”, ja tällaisen jakautumisen toistuvat esiintymät eivät ole hyviä estoketjun vakaudelle. Näiden estämiseksi tarvitaan yksimielisyysmekanismi.

Haitallinen solmu voi myös voittaa verkon hajautettujen palvelunestohyökkäysten (DDoS) hyökkäyksillä ja luoda vääriä tapahtumia, esimerkiksi Kaksinkertainen kulutus. ts. saman salausmerkin käyttäminen kahdesti. Jokaisen tapahtuman vahvistamiseksi tarvitaan yksimielisyysmekanismi.

Vaikka konsensusalgoritmeja on useita, POW on yleisin ja useimpien julkisten lohkoketjujen käyttämä. PoS on verrattain uusi.

“Mikä on POW-algoritmi?”

Pyn-algoritmin konseptin julkaisivat ensimmäisen kerran Cynthia Dwork ja Moni Naor vuonna 1993, ja termin keksi Markus Jakobsson vuonna 1999. Bitcoin-verkko, jonka Satoshi Nakamoto keksi, on POW: n tunnetuin toteutus, ja me ” Käytän sen esimerkkejä POW: n tarkentamiseen.

Bitcoin-lohkoketjussa tapahtumat ryhmitellään muistipooliksi, jota kutsutaan mempooliksi, ja lohko luodaan 10 minuutin välein. Kaivostyöläisten, eli käyttäjien, jotka todentavat tapahtuman ja käyttävät työssään erityisesti suunniteltuja ohjelmistoja ja erikoislaitteita, on tarkistettava jokainen mempool-tapahtuma mempoolissa..

Kaupan todentamisprosessi, jota kutsutaan myös kaivokseksi, vaatii kaivostyöläisiä ratkaisemaan salauksen. Se on kilpailuprosessi, koska onnistunut kaivosmies saa murto-osan liiketapahtumasta muodostetusta kryptovaluutasta.

Tapahtumaa pyytänyt Bitcoin-käyttäjä toimittaa transaktiotiedot kaivostyöläiselle, ja se on helppo osa. Kaivostyöläisen on kuitenkin tiedettävä myös viimeksi tallennetun lohkon salaushajautus. Viimeisen tallennetun lohkon hash on viittaus kyseiseen lohkoon, ja siihen on viitattava uuden lohkon luomisen yhteydessä ketjun pyhyyden ylläpitämiseksi. Se on vaikea osa.

Viimeisen tallennetun lohkon salaus hashia ei tiedä kukaan kaivosmies, ja heidän on yritettävä yksi numero toisensa jälkeen suurella nopeudella selvittääksesi sen. Tähän ei liity taitoa, tarvitaan vain suuren laskentatehon raakaa voimaa. Kaivosmies, joka murtaa tämän massiivisen matemaattisen palapelin, ilmoittaa siitä verkolle. Kaikki muut kaivostyöläiset näkevät todisteet massiivisesta lukumäärästä, joka on nimen ”todiste työstä” juuri. Menestynyt kaivosmies luo uuden lohkon, johon mempoolin tapahtumat kirjataan nyt.

Salauspalapeli on epäsymmetrinen, ts. Se on kohtalaisen vaikeaa kaivostyöläisille, mutta todisteet verkossa on erittäin helppo nähdä. Ajan myötä palapelistä tulee hiukan liian helppoa, ja lohkonmuodostusaikalla on taipumus lyhentyä alle 10 minuuttiin. Siksi palapeli päivitetään 14 päivän välein ja vaikeutetaan. Tällä tavalla palapeli muuttuu edelleen monimutkaisemmaksi, ja sen ratkaisemiseen tarvittavan laskentatehon on lisättävä.

DDoS-hyökkäyksen järjestäminen suurimman osan eli 51%: n laskentatehosta tällaisessa verkossa on kustannuksiltaan kohtuutonta. Potentiaalinen hakkeri todennäköisesti kuluttaa enemmän rahaa kuin hän voisi ansaita hakkeroimalla, kuten verkko. POW tekee blockchain-verkosta erittäin turvallisen.

Tällainen korkea turvallisuus vaatii kuitenkin korkeita kustannuksia. Esimerkiksi:

  • Bitcoin-kaivostoiminnan energiantarve on niin korkea, että vuoden 2018 loppuun mennessä Islannin Bitcoin-kaivostoiminta on kulutettu enemmän energiaa kuin maan koko kotimainen energiankulutus! Tuloksena oleva ympäristökuormitus antaa haitallisen julkisuuden Bitcoinille. Tällainen suuri energialasku maksetaan fiat-valuutalla, jolla on dominoefekti, joka työntää Bitcoinin hintaa
  • Laskentatehon ja energian varausten jatkuva päivittäminen ei ole helppoa yksittäisille kaivostyöläisille, ja Bitcoin-kaivostoiminta on yhä keskitetympi järjestäytyneiden toimijoiden kanssa, jotka käyttävät jättiläisiä kaivoslaitteita mittakaavaedun parantamiseksi. Tällainen epäsuora keskittäminen on vastoin hajauttamisen perusolettamusta lohkoketjussa.
  • ”Kryptojacking” eli kyberhyökkääjät, jotka kaappaavat epäilemättömät käyttäjät tietokoneet salauksen louhintaan, on tulossa yleistyy, koska häikäilemättömät kaivostyöläiset käyttävät epäeettisiä keinoja parantaakseen menestymismahdollisuuksiaan investointien tuottoprosentin (RoI) vähenemisessä. Ohjelmistojen ja käyttöjärjestelmän säännöllinen korjaaminen voi auttaa suojautumaan Cryptojackingilta.

“Kuinka PoS eroaa?”

PoS-algoritmilla varustetussa lohkoketjuverkossa on tietyt solmut, joilla on tapahtumien validointivastuu. Nämä solmut panostavat salausmerkkejään ja niitä kutsutaan “sidosryhmiksi”. Tämä tarkoittaa “pelin ihoa”, toisin kuin Bitcoin-verkko, jossa kaivostyöläiset eivät ehkä edes omista itse mitään Bitcoinia, saati sitten bitcoiniensa kiinnittämistä tapahtumien vahvistamista varten.

Mitä suurempi panos on ja mitä pidempi panoksen kesto on, sitä suurempi on todennäköisyys, että sidosryhmä saa enemmän mahdollisuuksia tapahtumien validointiin. Kaikki salaustunnukset on jo luotu aikaisemmin, lyömiseen ei ole uutta kolikkoa, ja sidosryhmän palkkio on transaktiomaksu. Mitä korkeampi maine, sitä enemmän on ansaintamahdollisuuksia sidosryhmälle.

Koska ratkaistavaa kompleksista salaustekniikkaa ei ole, PoS-algoritmi vaatii vähemmän energiaa. Tapahtuman vahvistusprosessia kutsutaan väärentämiseksi, ja koska kaikkia solmuja ei tarvitse olla mukana validointiprosessissa, verkon skaalautuvuus on parempi.

Koko verkon osallistumisen poistaminen tapahtumien vahvistusprosessista mahdollistaa toisen skaalausratkaisun, jota kutsutaan “sirpomiseksi”. Se on käsite, joka on otettu tietokannan hallinnasta, jossa tietokannan vaakasuorat osat tallennetaan erillisiin palvelinilmentymiin, mikä parantaa tehokkuutta. Lohkoketjussa ryhmä solmuja ylläpitää lohkoketjun vaakasuoraa osaa, sillä on oma sidosryhmänsä ja lainaa verkolle parempaa skaalautuvuutta.

PoS: lla on karhoja, ja asiantuntijat muotoilevat ratkaisuja. Esimerkiksi:

  • Haitallinen pelaaja voi hankkia erittäin suuren määrän salaustunnuksia, tulla sidosryhmäksi ja voittaa kaikki muut sidosryhmät. Markkinatalous suojautuu kuitenkin tällaisilta liikkeiltä, ​​koska tällainen äkillinen suuri ostohäiriö nostaa kolikon hintaa merkittävästi, joten hakkeri suostutellaan.
  • Sidosryhmä voi mennä roistoon ja vahvistaa haitalliset tapahtumat. Ethereum-projektitiimi työskentelee uuden Casper-protokollan parissa osana suunnitelmaa siirtyä PoS-palveluun, ja uudella protokollalla varmistetaan, että kyseiset sidosryhmät menettävät kolikkonsa ja estävät panostamista tulevaisuudessa..

POW vs. PoS: kumpi omistaa tulevaisuuden?

Vaikka POW tarjoaa varmasti paremman hajautetun turvallisuuden blockchain-verkkoon ja sitä on testattu laajalti monissa kryptovaluuttahankkeissa, digitaalisten valuuttojen louhinnasta aiheutuvat valtavat energiakustannukset ja ympäristörasitukset, joita ei tueta aineellisilla varoilla, houkuttelevat merkittävää negatiivista tiedotusvälineiden näkyvyyttä. Tällaisen huolen vaikutus on jo nähtävissä, esimerkiksi Kiina on virallisesti kieltäminen Bitcoin-kaivos.

Vaikka PoS on suhteellisen uusi, käyttöönotto on alkanut piristyä, esimerkiksi tunnettu kryptovaluuttaDASH käyttää sitä jo. Jos PoS: n äänestykset voivat vakuuttaa laajemman salausyhteisön algoritmin kyvystä suojata verkko riittävästi, se saattaa kallistaa asteikon sen hyväksi. Jos maineikkain Ethereum-projekti osoittaa onnistuneen siirtymisen PoS: ään, se on iso sysäys algoritmille. Seuraavat kuukaudet kertovat, mistä algoritmista tulee vakiokantaja.

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