Dôkaz práce vs. dôkaz o podiele: Vysvetlenie algoritmov konsenzu blockchainu

Ak ste počuli frázy „Dôkaz o práci“ a „Dôkaz o podiele“, ale neviete, čo to znamená, je ten pravý čas zistiť.

Doklad o práci a Dôkaz o podiele sú oba konsenzuálne algoritmy. Umožňujú všetkým uzlom blockchainu súhlasiť a zabrániť dvojitému míňaniu – útok, ktorý sa pokúša minúť rovnaké mince viackrát.

Tu je rozpis. Ak ste to však ešte neurobili, odporúčame vám prečítať si najskôr nášho úvodného sprievodcu blockchainom.

Čo je dôkaz o práci?

Proof of Work (PoW) je „tradičný“ model blockchainu a funguje takmer presne tak, ako to znie. Základným predpokladom je, že predtým, ako je počítaču „umožnené“ urobiť niečo iné, musí dôjsť k určitému množstvu spracovania. V prípade bitcoinu musia ťažiari vykonať náročné výpočty a na oplátku môžu objaviť blok a získať za to odmenu BTC.

Poznámka: Dôkaz práce nie je pre kryptomenu jedinečný! Počítačoví vedci Cynthia Dwork a Moni Naor to vymysleli vo svojom príspevku z roku 1993 „Ceny prostredníctvom spracovania, alebo boj proti nevyžiadanej pošte, pokroky v kryptológii“ (aj keď svoje meno nezískali až oveľa neskôr).

Cieľom algoritmu PoW je zabrániť zneužitiu počítačových systémov, ako sú e-mailový spam alebo počítačové útoky. Ak musí počítač pred odoslaním e-mailu vykonať zložité výpočty (čo stojí čas a peniaze), je oveľa menej pravdepodobné, že by spameri a iné škodlivé subjekty tento systém zneužili. Z tohto dôvodu je Proof of Work takmer dokonalou voľbou pre bitcoiny a ďalšie kryptomeny.

Jedným z najzásadnejších aspektov PoW je, že jeho výpočet trvá dlho, ale je veľmi ľahké ho overiť. Ak uzol strávi výpočty hodinu, potom všetky ostatné uzly musia byť overené oveľa rýchlejšie. Ak by každý ďalší uzol trval rovnako dlho, potom by bol blockchain zbytočný, pretože jeho použitie by bolo príliš pomalé. Overenie musí prebehnúť takmer okamžite.

Tieto výpočty vykonávajú baníci. Ich vystúpenie trvá dlho, takže baníci súperia medzi sebou, aby ich najskôr vypočítali. Neslúžia na iný účel, ako na obmedzenie ponuky nových coinov na trh. To zaisťuje, že baníci zostanú dosť dlho na to, aby overili transakcie, a tým napájali sieť.

Algoritmus PoW používaný v bitcoinoch sa nazýva „Hashcash“. Toto je zložitý kryptografický proces, ale keďže ide o výpočet, jeho výpočet sa zrýchľuje, pretože výkon procesora sa časom zvyšuje. V boji proti tomu bitcoiny (a ďalšie blockchainy) často upravujú náročnosť, aby zabezpečili zhruba stály prísun nových coinov na trh.

Ako ste už asi uhádli, najväčšou nevýhodou PoW je spotreba elektriny. Výpočty PoW využívajú obrovské množstvo výkonu procesora. Nie je to zadarmo, takže s rastúcim výkonom procesora sa zvyšuje aj spotreba elektrickej energie. To vedie k vyšším účtom a ak dosť ľudí začalo ťažiť pomocou výkonných ťažobných súprav, potom môžete mať veľký problém.

Z tohto dôvodu mnoho krajín zakázalo ťažbu kryptomeny, najmä krajiny s vládou doplnené náklady na elektrinu. Ak sa boom kryptomeny z januára 2018 vráti, dôjde k výraznému nárastu celosvetovej spotreby energie. Kryptomeny ako Ethereum hľadajú alternatívy, ako napríklad Proof of Stake.

Ďalším možným problémom s PoW je „51% útok“. Uzly poskytujúce 51% alebo viac sieťového výkonu môžu hlasovať za každý druhý uzol. To znamená, že jedna osoba alebo organizácia môže „ovládať“ bitcoin alebo akýkoľvek iný PoW blockchain. V skutočnosti to nie je znepokojujúce. Výkon počítača, ktorý je na to potrebný, je obrovský a nie je to nič, k čomu majú prístup dokonca ani vlády. Aj keď je to teoretický problém, je nepravdepodobné, že by došlo k 51% útoku na akejkoľvek veľkej sieti.

Čo je dôkaz o podiele?

Proof of Stake (PoS) funguje iným spôsobom ako PoW. S PoS neexistujú žiadne obrovské účty za elektrinu a operátori takmer tipujú so svojimi mincami. Prevádzkovatelia uzlov „vkladajú“ svoje mince. Tí, ktorí majú viac mincí, majú vyššiu šancu na odmenu po objavení bloku, ale nie je to jediný faktor. Ak osoba, ktorá vkladá najviac mincí, bola vždy odmenená blokovou odmenou, umožnilo by to komukoľvek „kúpiť“ si sieť.

Namiesto toho nastane náhodnejší prístup. To sa líši v závislosti od blockchainu, ale bežnou metódou je starnutie mincí. Aby mince mohli objavovať nové bloky, musia sa vsádzať určitý čas – často 30 dní. Vsadené mince nemôžu robiť nič iné. Po tomto čase môžu vložené mince získať blokovú odmenu. Aby ste zabránili tomu, aby tí, ktorí majú najviac coinov, získali výhodu, vsadené coiny vypršia po stanovenom čase, čo núti uzly k opätovnému spusteniu procesu a znova počkajte 30 dní..

Možno by vás zaujímalo, kto overuje transakcie pomocou PoS. Vkladaním mincí musí byť vaša peňaženka online. Váš počítač overuje transakcie a keďže neexistujú žiadne zložité výpočty ako v prípade PoW, môže to urobiť takmer každý počítač! Rôzne kryptomeny majú rôzne spôsoby výberu ťažiarov, ale účty sa spravidla prideľujú zhruba každú minútu. Ak účet pridelený na spracovanie transakcií nereaguje, celá sieť súhlasí s opätovným pridelením úlohy.

PoS funguje veľmi dobre a rieši problém PoW s masívnym využívaním energie. Pretože vlastníctvo veľkého počtu mincí zvyšuje vaše šance na odmenu, je pravdepodobné, že baníci sa o projekt zaujímajú skôr ako o zisk. PoW miner nemusí vlastniť žiadnu kryptomenu.

A konečne, ťažba PoS „nestojí“ nič. Ak sa nerozhodnete objaviť nový blok, neprídete o svoje mince. Z tohto dôvodu môžu byť siete PoS náchylné na zraniteľnosť „o nič nejde“. Keďže baníci nestratia svoj podiel, čo im bráni v overovaní všetkého, dokonca aj zlých transakcií?

Ak dôjde k tvrdej vidlici, baníci sa môžu rozhodnúť overiť starý aj nový reťazec a takmer zaručiť zisky bez ohľadu na to, čo sa stane. To môže sťažiť vykonávanie softvérových aktualizácií, pretože sieť sa nemusí prepnúť na novú vidlicu. Ak niekto vyskúša nejaké pochybné veci s účtovnou knihou a potom vykoná vidličku, môže im to uniknúť, pretože baníci budú naďalej overovať transakcie v oboch reťazcoch..

Mnoho sietí zvažuje riešenie problému, ktorý nie je v stávke. Jedným z bežných prístupov je oneskorenie výplaty odmeny za objavenie bloku. Ak dôjde k vidlici, baníci si budú musieť zvoliť stranu, pretože ak stará vidlica „zomrie“, svoju odmenu nedostanú. Jeden dôvod, prečo sa tento útok nikdy neuskutočnil, je jednoduchý. Napriek tomu, že môžu ťažiť z oboch forkov, Miners často chcú, aby bola sieť úspešná, takže si skôr alebo neskôr vyberie stranu.

Ďalšie blockchainové konsenzuálne algoritmy

Existuje niekoľko ďalších konsenzuálnych algoritmov. Niektoré experimentálne, iné úplne nové, ale väčšina je oveľa menej častá ako PoS a PoW.

• Doklad o činnosti: To kombinuje PoW a PoS, pričom podiel na odmene majú tak stávkujúci, ako aj baníci.
• Delegované potvrdenie o podiele: Používatelia vkladajú svoje tokeny, aby si vybrali zástupcu na overenie transakcií. Veľmi rýchlo a ľudia môžu spolupracovať pri vytváraní nových blokov alebo hlasovať za zlé uzly.
• Dôkaz o horení: Zničenie coinov zvyšuje vašu reputáciu pri rozhodovaní. Viac zničených coinov = väčšia kontrola nad sieťou.
• Dôkaz hmotnosti: Namiesto vkladania sa operátori uzlov menia na základe inej metriky (líši sa podľa blockchainu). Môže to byť čokoľvek, napríklad kapacita pevného disku alebo rýchlosť internetu.
• Doklad o uplynutom čase: Rovnako ako PoW, ale menej práce a viac lotérie. Vyvinutý spoločnosťou Intel a stále experimentálny.

Ako by ste od kryptomeny čakali, konsenzuálne algoritmy sú zložité. Na ich použitie nepotrebujete diplom z informatiky, ale pochopenie ich fungovania vám môže pomôcť pri nákupe mincí alebo spustení uzla. Dajte nám vedieť, čo si myslíte, v komentároch nižšie.