Что такое Алгоритм Консенсуса в Blockchain?

SHARE
Что такое Алгоритм Консенсуса в Blockchain?

В контексте криптовалют, алгоритмы консенсуса являются решающим элементом каждого блокчейна, поскольку они отвечают за поддержание целостности и безопасности этих распределенных систем. Первый криптовалютный алгоритм консенсуса, это Proof of Work (PoW), который был разработан Сатоши Накамото и реализован в Bitcoin, как способ преодоления Византийских ошибок.

Алгоритм консенсуса

Алгоритм консенсуса может определяться как механизм, с помощью которого блокчейн сеть достигает консенсуса. Публичные (децентрализованные) блокчейны построены как распределенные системы, и поскольку они не полагаются на центральные органы, распределенные узлы должны согласовывать валидацию транзакции. Именно здесь вступают в силу алгоритмы консенсуса. Они уверяют, что соблюдаются правила протокола, и гарантируют, что все транзакции происходят доверенным способом, поэтому монеты могут быть потрачены только один раз.

Прежде чем мы погрузимся в разные типы алгоритмов консенсуса, важно понять различия между алгоритмом и протоколом.


Алгоритм консенсуса vs Протокол

Термины алгоритм и протокол часто используются взаимозаменяемо, но это не одно и то же. Проще говоря, мы можем определить протокол как первичные правила блокчейна, а алгоритм как механизм, с помощью которого они будут выполняться.

Кроме использования в финансовых системах, технология blockchain может применяться к широкому кругу предприятий, и может быть пригодна для различных случаев использования. Но независимо от контекста, блокчейн сеть будет построена поверх протокола, который определит, как должна работать система, поэтому все различные части системы и все участники сети должны будут следовать базовым правилам протокола.

В то время как протокол определяет правила, алгоритм сообщает системе, какие меры необходимо предпринять для соблюдения этих правил и получения желаемых результатов. Например, алгоритмом консенсуса блокчейн, является то, что определяет валидацию транзакций и блоков. Таким образом, Bitcoin и Ethereum являются протоколами, в то время как Proof of Work и Proof of Stake являются их алгоритмами консенсуса.

Чтобы дополнительно это проиллюстрировать, рассмотрим, что Bitcoin протокол определяет: как должны взаимодействовать узлы, как данные должны передаваться между ними, и каковы требования к успешной проверке (валидации) блока. С другой стороны, алгоритм консенсуса отвечает за проверку балансов и подписей, подтверждение транзакций и фактическое выполнение проверки блоков, и все это зависит от консенсуса сети.


Другие типы алгоритмов консенсуса

Существует несколько типов алгоритмов консенсуса. Наиболее распространенными являются PoW и PoS. У каждого есть свои преимущества и недостатки, при попытке сбалансирования безопасности, с функциональностью и масштабируемостью.


Proof of Work (PoW)

PoW первый алгоритмом консенсуса, который был создан. Он используется Bitcoin и многими другими криптовалютами. Алгоритм Proof of Work является неотъемлемой частью майнинг процесса.

Майнинг PoW включает в себя многочисленные попытки хеширования, поэтому чем больше вычислительная мощность, тем больше попыток в секунду. Другими словами, майнер с высоким хешрейтом имеет больше шансов найти правильное решение для следующего блока (aka. хеш блока). Алгоритм консенсуса PoW гарантирует, что майнеры смогут только подтверждать новый блок транзакций и добавлять его в блокчейн, если распределенные узлы сети достигают консенсуса и соглашаются с тем, что хеш блока, предоставленный майнером, является подтвержденным proof of work (валидированным доказательством работы).


Proof of Stake (PoS)

В 2011 году в качестве альтернативы PoW был разработан алгоритм консенсуса PoS. Хотя PoS и PoW имеют похожие цели, но представляют некоторые фундаментальные различия и особенности. Особенно во время валидации новых блоков.

В нескольких словах, алгоритм консенсуса Proof of Stake заменяет технологию майнинга PoW механизмом, в котором блоки проверяются в соответствии с долей участников. Валидатор каждого блока (также называемый форжер или минтер) определяется вложенной криптовалютой, а не количеством выделенной вычислительной мощности. Каждая система PoS может реализовать алгоритм по-разному, но в целом блокчейн обеспечивается псевдослучайным процессом выборов, который учитывает богатство узла и возраст монеты (как долго монеты заблокированы или находятся в доле), наряду с фактор рандомизации.

Блокчейн Ethereum в настоящее время основан на алгоритме PoW, но в конечном итоге протокол Casper будет выпущен для переключения сети с PoW на PoS в попытке увеличить масштабируемость сети.


Почему алгоритмы консенсуса имеют значения для криптовалют?

Как упоминалось ранее, алгоритмы консенсуса имеют решающее значение для поддержания целостности и безопасности криптовалютной сети. Они обеспечивают состояние распределенных узлов, достигающих консенсуса, относительно того, какая версия блокчейна является действительной. Согласие на текущее состояние блокчейна, имеет важное значение для правильной работы цифровой экономической системы.

Алгоритм консенсуса Proof of Work считается одним из лучших решений Проблем Византийских Генералов, что позволило создать Биткойн как систему их решения. Это означает, что биткойн блокчейн обладает высокой устойчивостью к атакам, таким как атака 51% (или атака большинства). Не только потому что сеть децентрализована, но и из-за алгоритма PoW. Высокие затраты, связанные с процессом майнинга, делают его очень трудным и маловероятным, чтобы майнеры вкладывали свои ресурсы в разрушение сети.

Loading