Vrste soglasnih algoritmov
Glavna značilnost tehnologije porazdeljene knjige je, da nima osrednjega organa. To pomeni, da se morajo udeleženci v jedru tehnologije dogovoriti o stanju knjige. To je temeljni del vsakega porazdeljenega sistema in način njegovega izvajanja določa ostalo arhitekturo. Temu pravimo soglasni algoritem.
Zaradi svoje izjemne narave je algoritem soglasja srce porazdeljenega sistema. Je osrednji del, pri načrtovanju in izvedbi pa je treba skrbno pretehtati tiste, ki želijo ustvariti protokol. Dober algoritem soglasja mora dati naslednje rezultate:
1. Sporazum: Vsa vozlišča v omrežju morajo doseči rezultat glede stanja omrežja.
2. Prenašanje napak: Algoritem bi moral biti sposoben pravilno delovati, tudi če so vozlišča okvarjena ali nepoštena.
3. Prenehanje: Proces soglasja se mora jasno ustaviti, nato pa vsa vozlišča sprejmejo odločitev.
4. Integriteta: Vsa vozlišča bi morala doseči dokončnost v enem konsenznem ciklu.
To so osnovne značilnosti delujočega mehanizma soglasja. Določeni algoritmi imajo lahko več ali različne različice predstavljenih konceptov, vendar jih ima na nek način kateri koli decentraliziran protokol. Poleg tega imajo soglasni algoritmi bistveno plast lastnosti, ki jih morajo imeti, da delujejo.
To so:
1. Doslednost: Ta lastnost pomeni, da vsa poštena vozlišča proizvajajo enako vrednost, ki velja za pravilno.
2. Toleranca: Sposobnost prenašanja nekaterih okvarjenih ali nepoštenih vozlišč in zmožnost omrežja, da si opomore.
3. Življenje: Dokler je število ogroženih vozlišč pod tolerančno mejo, ta ne morejo ustaviti ali odložiti omrežja, da doseže soglasje.
4. Preverjanje pristnosti: Ta lastnost zagotavlja, da obstaja mehanizem za preverjanje identitete sodelujočih vozlišč.
5. Struktura sklepčnosti: V porazdeljenem sistemu je za delovanje potrebno le minimalno število glasov.
6. Neuporaba: Način za preverjanje identitete pošiljateljevega računa, da bo lahko sposoben izpodbijati transakcijo.
7. Enaka oblast: Vsa vozlišča v omrežju morajo imeti enako zmogljivost, brez centralnega organa, ki bi lahko preglasil odločitev.
Še enkrat, to je osnovni nabor lastnosti za idealen decentraliziran algoritem soglasja. Vsi resnični mehanizmi tam niso v skladu s temi pravili. En primer je IOTA, ki ima osrednjega opazovalca, ki lahko spreminja odločitve vozlišč. Za purista takšna vključitev pomeni, da IOTA ni resnično decentralizirano omrežje, čeprav ima nekatere druge lastnosti.
Pred pregledom najpogostejših uporabljenih algoritmov soglasja moramo nekaj opozoriti. Tisti, o katerih bomo razpravljali, večinoma delujejo z verigami blokov. Se pravi, da naj bi te podatkovne strukture, znane kot blockchain, delovale. Druge podatkovne strukture se lahko uporabljajo v decentraliziranem omrežju, kot so usmerjeni aciklični graf (DAG), Hashgraph itd. Ti imajo svoje soglasne algoritme.
Kot rečeno, blockchain ostaja najbolj priljubljena podatkovna struktura. Prvič je bil uveden z Bitcoinom; Ethereum ga je sprejel in tudi zdaj ga uporabljajo novi protokoli tretje generacije, kot je Cardano. Zdi se, da bo blockchain v bližnji prihodnosti ostal prevladujoča tehnologija.
Kitajska je v ospredju integracije verig blokov. Preveri njihovo celotno strategijo blockchain in zakaj tako hitro integrirajo blockchain tehnologijo v svoje gospodarstvo.
Vrste soglasnih algoritmov
Tu bomo podali splošen pregled najbolj priljubljenih v blockchainu.
Dokazilo o delu
Dokaz dela je prvi izvedljiv soglasni algoritem, ki je še vedno najpogosteje uporabljen. V njem posamezna vozlišča tekmujejo, kje najti hash funkcijo, ki predstavlja seznam transakcij znotraj bloka in nonce, dodano na vrh. Nonce je število, ki zahteva, da je pred funkcijo zgoščevanja predvideno število ničel, da je veljavna. Postopek iskanja te zgoščevalne funkcije je znan kot rudarjenje.
Kliknite tukaj za preberite vse o celotnem vodniku po arhitekturi Bitcoina.
Vsa omrežna vozlišča tekmujejo v strojno zahtevnem procesu rudarjenja, da bi Bitcoin dobili kot nagrado. Mnogi so kritizirali, da je energetska intenzivnost dokazov o delu potratna in škodljiva za okolje. Poleg tega so rudarski stroški električne energije in strojne opreme privedli do centralizacije omrežja v peščici držav.
Zaradi tega so bili oblikovani novi soglasni algoritmi.
Dokaz o vložku
Glavna alternativa dokazu dela (PoW), dokaz o vložku (PoS), se je v svetu blockchain-a hitro uveljavila. V njem vozlišča v omrežju položijo glavno valuto protokola in se za nekaj časa zaklenejo. To jim omogoča, da vstopijo v naključno loterijo, da potrdijo naslednji blok transakcij.
Možnost izbire je odvisna od količine vloženih kovancev. Verjetneje bo izbrano vozlišče z depozitom 1.000 kovancev kot tisto s 500. To lahko privede do centralizacije, saj lahko ta vozlišča z večjimi skladi denarja prevladujejo v omrežju. Tudi s to možnostjo zagovorniki trdijo, da je PoS cenejši za uporabo kot PoW, ker za potrditev transakcij ni potrebna draga strojna oprema.
Delegirani dokaz o vložku
To je različica PoS. Tu zainteresirane strani s svojimi kovanci izberejo, katero vozlišče bo potrdilo naslednji blok transakcij. Vozlišča, ki jih je udeleženec dodelil denarju, postanejo validacijska in so odgovorna za širjenje blokov v omrežje. Zainteresirane strani jih lahko glasujejo, če so počasne ali se vedejo nepošteno. V tem modelu je večja stopnja centralizacije, saj je vozlišč, ki lahko postanejo validatorji, omejeno in so pred glasovanjem izbrana na druge načine..
Dokazilo o pretečenem času
To je prednostni soglasni algoritem nekaj verig blokov. Tu vsako vozlišče ustvari naključno čakalno dobo, v kateri vozlišče preklopi v stanje pripravljenosti. Vozlišče, ki se najprej zbudi, postane naslednji potrjevalnik. Pomanjkljivost je, da mora sistem poznati identiteto vozlišč, saj mora biti čakalna doba naključna. V nasprotnem primeru lahko nepoštena vozlišča prevarajo sistem.
Soglasni algoritem je v središču verige blokov. Glavna odločitev o načrtovanju je tista, ki določa, kaj je mogoče in kako hitro bo deloval preostali sistem. Za tiste, ki se želijo razviti v določenem protokolu, ali za vlagatelje, ki poskušajo določiti, kateri protokol bo v prihodnosti najboljši, je ključnega pomena razumevanje osnov.