Wat is een Blockchain Consensus Algorithm?

Delen
Wat is een Blockchain Consensus Algorithm?
Luister naar het artikel
00:00 / 00:00

Wat is een Blockchain Consensus-algoritme?

In de wereld van cryptocurrencies zijn de consensus-algoritmen van cruciaal belang omdat blockchain-netwerken verantwoordelijk zijn voor het handhaven van de integriteit en veiligheid van deze gedistribueerde systemen. Het allereerste cryptocurrency consensus-algoritme dat ontwikkeld werd, was het Proof of Work (PoW), dat is ontworpen door Satoshi Nakamoto en toegepast op Bitcoin.


Consensus-algoritme

Een consensus-algoritme kan worden omschreven als het mechanisme waardoor er op een blockchain-netwerk consensus is. Openbare (gedecentraliseerde) blockchains worden gebouwd als gedistribueerde systemen en omdat ze niet afhankelijk zijn van een centrale autoriteit, moeten de gedistribueerde nodes overeenstemming bereiken over de geldigheid van transacties. Dit is waar consensus-algoritmen in het spel komen. Ze zorgen ervoor dat de regels worden nageleefd en garanderen dat alle transacties op een betrouwbare manier plaatsvinden, zodat de coins slechts eenmaal kunnen worden uitgegeven.

Voordat we verder ingaan op de verschillende soorten consensus-algoritmen, is het van belang om het verschil tussen een algoritme en een protocol te begrijpen.


Consensus-algorithm versus Protocol

De term algoritme en protocol worden vaak met elkaar verward, maar ze zijn niet hetzelfde. Eenvoudig uitgelegd kunnen we een protocol definiëren als de primaire regels van een blockchain en het algoritme als het mechanisme die er voor zorgt dat de regels worden nageleefd. 

Naast dat ze op grote schaal worden gebruikt in financiële instellingen, kan de blockchain-technologie worden toegepast op een groot aantal verschillende bedrijfstakken en zeer geschikt zijn voor verschillende doeleinden. Maar ongeacht de context wordt een blockchain-netwerk gebouwd bovenop een protocol dat bepaalt hoe het systeem zou moeten werken, dus alle verschillende delen van het systeem en alle deelnemers aan het netwerk zullen de regels moeten volgen van het onderliggende protocol.

Hoewel het protocol bepaalt wat de regels zijn, vertelt het algoritme het systeem welke stappen moeten worden genomen om aan deze regels te voldoen om de gewenste resultaten te boeken. Het consensus-algoritme van een blockchain bepaalt bijvoorbeeld de geldigheid van transacties en blocken. Bitcoin en Ethereum zijn protocollen, terwijl Proof of Work en Proof of Stake hun consensus-algoritmen zijn.

Om het te omschrijven moet je bedenken dat het Bitcoin-protocol bepaalt hoe de nodes samenwerken, hoe de gegevens worden overgedragen en wat de vereisten zijn voor een succesvolle block validatie. Aan de andere kant is het consensus-algorithm verantwoordelijk voor het verifiëren van de saldi en handtekeningen, het bevestigen van transacties en voor het daadwerkelijk uitvoeren van de validatie van blocken - en dit alles is afhankelijk van het netwerk-consensus.


De verschillende soorten consensus-algoritmen

Er zijn verschillende soorten consensus-algoritmen. De meest voorkomende zijn PoW en PoS. Beide hebben zijn eigen voor- en nadelen wanneer het probeert de veiligheid in balans te brengen met functionaliteit en schaalbaarheid.


Proof of Work (PoW)

PoW was het eerste consensus-algoritme dat werd ontwikkeld. Bitcoin en vele andere cryptocurrencies maken daar gebruik van. Het Proof of Work-algoritme is een essentieel onderdeel van het mining-proces

PoW-mining bevat vele hashing-pogingen, en meer rekenkracht betekent meer tests per seconde. Met andere woorden, miners met een hoge hash-snelheid hebben meer kans om de juiste oplossing te vinden voor het volgende block (ook wel hash genoemd). Het PoW-consensus-algoritme zorgt ervoor dat miners alleen een nieuw block van transacties kunnen valideren en toevoegen aan de blockchain als de nodes van het netwerk consensus bereiken en het ermee eens zijn dat de block hash die door de miners wordt geleverd een geldig proof of work is.


Proof of Stake (PoS)

Het PoS-consensus-algoritme werd in 2011 ontwikkeld als een alternatief voor PoW. Hoewel PoS en PoW hetzelfde willen bereiken, hebben ze enkele fundamentele verschillen en bijzonderheden. Vooral tijdens de validatie van nieuwe blocken.

Het algoritme van de Proof of Stake-consensus vervangt de PoW-mine met een mechanisme waarbij blocken worden gevalideerd volgens de inzet van de deelnemers. De validator van elk block (ook wel 'forger' of 'minter' genoemd) wordt bepaald door een investering in de cryptocurrency zelf en niet door de hoeveelheid toegewezen rekenkracht. Elk PoS-systeem kan het algoritme op vele verschillende manieren toepassen, maar in het algemeen wordt de blockchain beveiligd door een willekeurig verkiezingsproces dat rekening houdt met de omvang van de node’s en de coin leeftijd (hoe lang de munten zijn vergrendeld of staked), samen met een willekeurig heids factor.

Ethereum-blockchain is momenteel gebaseerd op een PoW-algoritme, maar het Casper-protocol zal uiteindelijk worden vrijgegeven om het netwerk van PoW naar PoS te schakelen in een poging de schaalbaarheid van het netwerk te vergroten.


Waarom consensus-algoritmen van belang zijn voor cryptocurrencies

De consensus-algoritmen zijn cruciaal voor het handhaven van de integriteit en veiligheid van een cryptocurrency netwerk. Ze bieden een manier om voor gedistribueerde nodes consensus te bereiken over welke versie van de blockchain de juiste is. Overeenstemming over de huidige blockchain-status is essentieel om een digitaal economisch systeem naar behoren te laten werken.

Proof of Work consensus-algoritme wordt als een van de beste oplossingen voor het probleem van de ‘Byzantijnse Generals’ beschouwd, waardoor Bitcoin als een Byzantijns foutloos systeem kan worden. Dit betekent dat de Bitcoin-blockchain zeer goed bestand is tegen aanvallen, zoals de 51% -aanval (en meerdere aanvallen). Niet alleen omdat het netwerk gedecentraliseerd is, maar ook vanwege het PoW-algoritme. De hoge kosten die gepaard gaan met het minen maakt het erg moeilijk en onwaarschijnlijk dat miners hun middelen zullen gebruiken om het netwerk te verstoren.

Loading