Алгоритмы консенсуса криптовалют — статьи о криптовалюте и биткоинах для продвинутых
1105

Алгоритмы консенсуса криптовалют

Алгоритмы консенсуса криптовалют title=

Сегодня поговорим об алгоритме достижения консенсуса — он используется для подтверждения транзакций и создания новых блоков в блокчейне: какие способы достижения консенсуса есть, какие являются основными, их плюсы, минусы и различия между собой. Также поговорим о переходе ETH на PoS, и ответим на вопрос «куда денется мощность добываемая ETH в облачном майниге?».

Для чего нужны алгоритмы достижения консенсуса?

В любой блокчейн-сети передаются два основных типа сообщений — транзакции и блоки, которые, в свою очередь, являются списками транзакций. Транзакции формируются участниками системы, и их алгоритм консенсуса не касается: для того, чтобы инициировать, скажем, отправку биткойнов, никакого соглашения не надо, достаточно знать правильный ключ. Блоки же — совсем другое дело. Они являются основным продуктом алгоритма консенсуса и определяют, в каком порядке транзакции будут включены в журнал транзакций.

Для чего нужны эти сложности? Дело в том, что без согласования между узлами сети возможна повторная трата средств (двойное расходование). Предположим, у Оли есть 1 биткойн. Она может создать две транзакции, согласно которым этот биткойн переходит Наде и Роме. Если Надя и Рома никак не согласовывают свою историю транзакций, они оба примут платеж Оли, поскольку транзакции будут подписаны электронной подписью Оли, а до выполнения транзакции у Оли действительно был этот биткойн! Поэтому участникам сети нужно согласовывать журналы транзакций. Тогда успешно выполнится только одна из транзакций Оли, а вторая станет некорректной — средства Оли будут уже потрачены.

Теоретически можно обойтись без блоков, включая транзакции в журнал по отдельности. Однако на практике блоки экономят объем трафика и вычислительные ресурсы узлов сети.

Виды алгоритмов

На блокчейн-рынке есть достаточно много алгоритмов консенсуса, позволяющие выбрать, какой узел наиболее подходит для подписания следующего блока. Часть из них хорошо известна и используется часто, а часть только пытается пробить себе место «под солнцем».

Существует множество алгоритмов достижения консенсуса, вот некоторые из них:

-Proof-of-work (PoW);

-Proof-of-stake (PoS);

-Proof-of-Capacity (PoC);

-Proof-of-Importance (PoI);

-Proof-of-Activity (PoA);

-Proof-of-Authority (PoAuthority);

-Proof-of-Burn (PoB) и многие другие.

Большинство платформ использует такие алгоритмы консенсуса, как PoW (Proof-of-work) и PoS (Proof-of-stake) и их модификации. Достаточно специфическими являются примеры консенсусов как Proof-of-Authority, Proof-of-Capacity или Proof-of-Burn. Интересным с точки зрения экономики платформы является Proof-of-Importance, так как он вовлекает владельцев криптомонет не только заниматься их сбором и хранением, но и активно их использовать. Одним из наиболее оптимальных — это алгоритм Delegated Proof-of-Stake, его плюсы — увеличенная скорость подписания блоков и большая энергоэффективность за счет ограниченного количества подписантов. Далее мы разберемся в самых основных протоколах.

PoW (Proof-of-work)

Proof-of-work переводится с английского как «доказательство работы». Вероятно, благодаря именно биткоину, алгоритм консенсуса PoW — наиболее известный способ подтверждения транзакций. Это технология защиты систем от DoS-атак и DDoS-атак, а также злоупотребления услугами.

PoW является концепцией, при которой безопасность сети гарантируется суммарной вычислительной мощностью ее участников. Эта концепция была разработана для противостояния спаму, атакам DoS и DDoS, которые приводили к зависанию системы и отказывались обрабатывать запросы пользователей. Концепция PoW не требует большой вычислительной мощности от вашего процессора и эффективно защищает всю сеть.

Она дает возможность обходиться без официальных органов регулирования коммерческих операций. И именно это нравится многим из нас. Это не эксклюзивная функция, которая доступна только избранным пользователям.

В качестве доказательства выполнения вычислительной работы используется многоуровневое хэширование. Майнеры решают задачу, формируют новый блок и подтверждают транзакции. Сложность задачи зависит от количества пользователей, текущей мощности и нагрузки на сеть. Кроме того, хэш каждого блока содержит хэш предыдущего блока. Именно это не позволяет изменить блок без изменения хэшей во всех последующих блоках. Хэш признается истинным только в том случае, если значение хэш-суммы меньше значения специального параметра, определяющего сложность майнинга. Для поиска такой хэш-суммы требуется ее многократный пересчет с перебором произвольных значений параметра nonce (в криптографии — число случайное или псевдослучайное, которое может быть использовано один раз) — в этом и состоит суть выполняемой работы. Если майнер сумел решить задачу, формируется новый блок (среднее время формирования блока составляет 10 минут) — в нем размещается очередной комплект транзакций, и они считаются подтвержденными.

Выходит, что возможность майнить криптовалюты по протоколу PoW подразумевает решения довольно сложных задач. А для этого нужно дорогое актуальное оборудование. Таким образом, для получения большого количества монет нужно решить достаточно сложные функции. С другой стороны, существует концепция PoS. Большинство людей знает о ней больше, чем о PoW, так как она позволяет зарабатывать деньги, практически ничего не делая. Так что же делает технология PoS?

PoS (Proof-of-stake)

Это следующий по популярности алгоритм достижения консенсуса. Первая реализация алгоритма — монета PeerCoin — была проведена в 2012 году. Тут генерация нового блока выполняется узлом сети, т. е. нодой (это любой компьютер, подключенный к блокчейн-сети), у которого есть монеты в кошельке. Рост количества монет ведет к увеличению вероятности генерации нового блока. С большей вероятностью блок будет сформирован той учетной записью, у которой текущий баланс больше. Например, участник, владеющий 1% от суммарного количества, в среднем будет генерировать 1% новых блоков. Если сказать простыми словами, то это принцип подтверждения транзакций без применения сложных вычислительных процессов, как это происходит в случае с PoW.

PoS протокол также ищет уязвимые точки в работе системы и оптимизирует их. Одной из наиболее известных таких проблем является «атака 51%». Она может произойти в том случае, когда один майнер располагает компьютерной мощностью, которая составляет более половины от общего сетевого ресурса всей системы. В этом случае процент прибыли будет распределяться неравномерно, и не каждый человек захочет, чтобы больше половины его монет достались другому.

При PoS протоколе возможна добыча криптовалюты, но только если это предусмотрели разработчики. Для этого не нужно покупать дорогостоящего оборудования, чтобы добывать криптовалюту. Выходит, что вы экономите время даже на поиски нужного актуального железа. Обратите внимание, что для подобного заработка следует покупать именно те монеты, которые поддерживают PoS-майнинг. В итоге, они будут работать сами.

Есть в работе PoS и определенные минусы. Функция PoS в конечном счете приводит к постепенной инфляции всех монет. В перспективе их количество будет стремиться к бесконечности. Это означает снижение цены? Не совсем так. Большинство монет не достигают своей номинальной стоимости, так как сеть постоянно развивается. В связи с усложнением алгоритмов генерирования цифровых блоков, произойдет постепенное снижение их добычи. Но до этого момента концепцией PoS можно пользоваться. И ее защитные функции сохранятся после полной остановки сети.

Основные различия POW и POS

Итак, подведем итоги, какие различия подразумевают эти два протокола между собой.

  • Первым, на что стоит обратить внимание, зависимость. Монеты, которые добываются по протоколу PoW, считаются децентрализованными. Однако протокол PoS не может быть таковым, так как необходимо постоянное вмешательство. Выходит, что PoS-протокол не делает криптовалюту децентрализованной.
  • Оба протокола создавались для защиты, однако получили более распространенные функции, при внедрении в киптовалюты.

  • Протоколы используется для разной добычи монет. PoW подразумевает физические мощностные ресурсы, а PoS — системные.

  • Протокол PoS имеет совсем небольшие транзакции, которые не зависят от количества монет, что в них используются.

  • По мнению многих специалистов именно PoW позволяет надежно защитить систему от взломов. В случае использования PoS защита несколько хромает, но хакерам нет смысла нападать, потому что они положительно повлияют на курс атакуемой монеты.

POW и POS — подводим итоги

Однозначно, протоколы PoW и PoS поддерживают работоспособность блокчейна своей криптовалюты. Практика показывает, что оба протокола имеют право на жизнь. Кстати, профессионалы делают прогнозы, что в скором времени появятся протоколы, которые будут включать в себя плюсы PoW и PoS. Как бы там ни было, а использовать нужно все доступные ресурсы, тем более, если это сулит вам прибыль.

Переход ETH на PoS

Ethereum — вторая по значимости и капитализации блокчейн-платформа во всем криптовалютном сегменте. Сегодня большое количество майнеров задействовано в добыче эфира, но в 2018 году все может измениться. С реализацией протокола Casper ожидается переход Ethereum с PoW на PoS. Попытки перейти ETH с PoW на PoS начались еще в 2016 году, поэтому майнинга ETH не будет в том виде, в котором он существует сейчас.

Во-первых, это полный отказ от используемого оборудования. Все GPU-фермы можно будет смело перенаправлять на добычу других монет. Это приведет к тому, что весь хешрейт сети расползется по другим монетам, что может поднять их сложность, а это целых 236.948 Th/s.

Во-вторых, тем, кто является реальным поклонником Ethereum, придется удерживать свои монеты на кошельках. Если раньше можно было получить их за PoW-майнинг и распоряжаться ими как угодно, то теперь придется держать их в «кармане», чтобы иметь возможность получать комиссионные.

Пока время есть, и переход Ethereum с PoW на PoS кажется достаточно далекой перспективой. Но если вы майните исключительно ETH, особенно если вы клиент облачного майнинга, у вас возникнут множество вопросов: «А стоит ли задуматься об альтернативе ETH»; «А что, если купленная мощность на добычу ETH исчезнет, ведь майнинг как таковой прекратится?».

«В таком случае, клиентам облачного майнинга AlienCloud, не стоит беспокоиться о мощностях. Все мощности с добычи ETH будут переведены на добычу ETC (Ethereum Classic), чтобы пользователи сохранили свои мощности и не потеряли свои средства. ETC является прекрасной альтернативой. С 2017 года классический эфир показал хороший рост. В целом, если смотреть всю диаграмму с момента разделения активов, консервативная версия подросла в цене почти в врсемь раз. Эта монета очень привлекательна для майнинга», — говорит Помазанов Павел, CEO и сo-founder AlienCloud.


Автор:

Дубко Елена

https://www.instagram.com/elenadubko/


Мы в социальных сетях:

https://twitter.com/AlienCloudxyz

https://www.instagram.com/aliencloud.xyz

https://t.me/AlienCloudRu

https://t.me/AlienCloudEng

Нашли ошибку в новости? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

Сообщите свою новость