Видео дня
Алгоритмы консенсуса в блокчейне: три самые популярные технологии
Технология блокчейн появилась в 2009 году. Одним из ее преимуществ, благодаря которому была завоевана поддержка сообщества, стала безопасность транзакций и стабильность самой системы.
Надежность и доверие к сети устанавливается благодаря алгоритму консенсуса – процедуре, которая позволяет достичь согласия о текущем состоянии данных.
Поэтому OBOZREVATEL изучил важность консенсуса для блокчейна, а также разобрался в разновидностях этой технологии.
Зачем блокчейну нужен механизм консенсуса?
Механизм, или алгоритм, консенсуса является главным инструментом для безопасности данных в блокчейн-сети. Именно с его помощью в блоки данных, из которых состоит блокчейн, записываются исполняемые транзакции.
Консенсус в блокчейне – это соглашение большинства участников сети касательно изменений в блокчейне путем добавления нового блока транзакций, в котором записываются измененные балансы пользователей. Сама транзакция подтверждается автоматически после добавления информации о ней в новый верифицированный блок.
А сам алгоритм консенсуса – это своего рода механизм, где заложены правила работы сети и условия, при которых может быть достигнуто общее соглашение.
Таким образом, достигается отказоустойчивость сети – способность блокчейна работать при условиях, когда некоторые компьютерные узлы исчезают из сети или пытаются навредить всей системе. Кроме того, при помощи консенсуса блокируются мошеннические действия в сети и предотвращается двойное списание криптовалюты.
Существующие механизмы отличаются по показателям энергопотребления, безопасности и масштабируемости, но объединяются одним предназначением: обеспечить достоверность и честность записей. Выделяют три самых популярных разработок.
Proof of Work (PoW)
PoW – это "оригинальный" протокол консенсуса, который вложил в первую криптовалюту биткоин его создатель Сатоши Накамото. Он считается надежным и безопасным, хотя и критикуется из-за низкой энергоэффективности и масштабируемости.
PoW заключается в решении участниками сети (майнерами) сложных вычислительных головоломок, для чего им необходимы мощные компьютеры. Тот компьютер, который первым разгадает математическую задачу, дав ответ в виде 64-значного шестнадцатеричного числа ("хэша"), и подтвердит транзакцию. За это майнер получает заранее оговоренное количество криптовалюты – вознаграждение за добычу блока.
Proof of Work применяется в блокчейне биткоина и его форков (ответвлений) BitcoinCash (BCH) и Litecoin (LTC), а также Dogecoin (DOGE) и многих других альткоинов.
Proof of Stake (PoS)
Однако PoW-технология обладала существенным недостатком – с ростом ее популярности росло и энергопотребление майнинговых установок. Со временем этот алгоритм перестал быть общедоступным и криптосообщество задумалось о более энергоэффективных решениях. Одним из них стал Proof of Stake.
В основе PoS лежит процесс стейкинга (от англ. stake – "часть, доля"). Он заключается в том, что валидатор транзакции псевдослучайным образом (используя набор факторов, определяемых протоколом) определяется среди тех участников сети, которые "заморозят" часть своих монет в стейкинг-пуле. При этом размер баланса прямо пропорционален шансам добавить блок в цепочку блоков.
И хотя PoS ценится за его экологичность, это решение критикуется за недостаточную децентрализацию, поскольку количество монет во владении лиц и/или организаций определяет степень их влияния. Тем не менее, Proof of Stake используется во многих сетях, включая Cardano (ADA), Solana (SOL) и Tezos (XTC). К тому же в 2022 году сообщество Ethereum решило отказаться от PoW и перешло на PoS-механизм.
Proof of Authority (PoA)
Протокол консенсуса Proof of Authority является модификацией PoS и был создан в 2017 году. Как работает PoA, можно рассмотреть на примере блокчейна WB Network, созданного одной из крупнейших европейских криптобирж с украинскими корнями WhiteBIT.
Эта технология предполагает наделение валидаторов правами на основе их репутации – таким образом, наличие у них криптовалюты отходит на второй план. Для этого необходимо их аутентифицировать, что отличает этот алгоритмот многих других.
Таким образом, только избранные проверяющие узлы (ноды) получают право поддерживать блокчейн-сеть. А последовательность, в которой валидаторы генерируют новые блоки, определяется реестром блокчейна.
Кроме того, что такой тип консенсуса не требует ни высокопроизводительного оборудования, ни заблокированной доли криптовалюты, PoA имеет и другие преимущества:
- новые блоки генерируются с предсказуемыми интервалами времени;
- возрастает скорость транзакций;
- сеть более устойчива ко взломам.
Какой алгоритм консенсуса лучше?
Несмотря на то, что технология блокчейн существует уже 14 лет, универсального механизма консенсуса до сих пор найти не удалось. Каждый из них имеет как свои преимущества, так и недостатки.
Самыми распространенными остаются PoW и PoS, но периодически появляются новые и развивающиеся алгоритмы, которые находят своих сторонников.
Ранее OBOZREVATEL писал, как работает технология блокчейн, которая лежит в основе криптовалюты. Какие бывают блокчейны, а также о преимуществах и недостатках этой технологии читайте в материале на нашем сайте.
Только проверенная информация у нас в Telegram-канале Obozrevatel и в Viber. Не ведитесь на фейки!