Dette er hva du trenger å vite om Blockchain-bevis på arbeid

Blockchain-mani blir sakte til en mulighet til å revidere eldre systemer og gjøre dem mer produktive. Imidlertid er det mye mer folk trenger å vite om blockchain for å sette pris på oppfinnsomheten som ligger i kjernen. En av kjerneaspektene ved teknologien er blockchain-bevis på arbeidsalgoritme.

Blockchain-teknologien er fortsatt i sin spede begynnelse, for å si det sånn, men det er allerede et stort potensial når det gjelder hva det kan bidra til å oppnå. Spesielt overgår teknologien fra det grunnleggende rammeverket som kryptokurver kjører til noe av en teknologi som revolusjonerer næringer.

Hva er en konsensusalgoritme?

I utgangspunktet tillater teknologien brukere å samhandle på en peer-to-peer-basis og uten en sentral autoritet. Spesielt er transaksjoner fullført når det er konsensus i hele nettverket. Spesielt er konsensusalgoritmen det som skiller forskjellige blockchain-nettverk. For eksempel skiller Bitcoin-nettverket seg fra Ethereum-nettverket basert på konsensusalgoritmen.

Teknisk sett er en konsensusalgoritme prosessen med å ta beslutning i en gruppe. Spesielt medlemmene i gruppen kommer med et system som strømlinjeformer prosessen der de kan finne felles grunnlag for et bestemt emne. For at konsensus skal skje, bør i det minste flertallet av deltakerne i en gruppe være enige, og den aktuelle avgjørelsen må kunne være til fordel for det flertallet.

Interessant, blockchain-konsensusalgoritmer fungerer med en lignende logikk. I tillegg til det har blockchain-konsensusalgoritmene spesifikke mål som søker å øke bruken av blockchain-nettverkene. For det første forplikter algoritmen seg til å samle så mye enighet blant de deltakende nodene som mulig slik at det er bred enighet.

For det andre skal den utbredte avtalen innen nettverket legge til rette for samarbeid mellom deltakerne. Spesielt sørger algoritmen for at den avtalen deltakerne er enige om, tjener interessene til alle medlemmene. For det tredje fremmer avtalen samarbeid slik at hver enkelt arbeider mot nettverkets kollektive interesse.

Videre forsøker algoritmen å sikre at alle deltakere har like rettigheter som et peer-to-peer-forhold skal være. Til syvende og sist letter fostring av et miljø der alle har like rettigheter deltakelse og individuell aktivitet for deltakerne.

Typer av konsensusalgoritmer

Som tidligere forklart, er det forskjellige typer konsensusalgoritmer og på grunnlag av hvilke forskjellige blockchain-nettverk eksisterer. Spesielt har hver algoritme sine egne unike egenskaper som skiller den og som oppnår konsensus i nettverket via forskjellige mekanismer. Foreløpig er det ganske mange blockchain-konsensusalgoritmer. De to viktigste er imidlertid Proof-of-Work (PoW) og Proof-of-Stake (PoS).

Konsensusalgoritmer Infographic

Hva er Blockchain Proof-of-Work Algorithm?

Dette er den eldste konsensusmekanismen, og en som er den mest populære for tiden. Spesielt daterer den første omtale av algoritmene oppfinnelsen av Bitcoin-nettverket. Interessant, forskning på algoritmen går tilbake til begynnelsen av 90-tallet hvor Moni Naor og Cynthia Dwork publiserte en artikkel i 1993. I artikkelen undersøkte forfatterne potensialet i algoritmen for å forhindre svindel.

I 1999 laget en annen forsker innen kryptografi, Markus Jakobsson, begrepet “Proof-of-Work”, og det ble sittende til da Satoshi Nakamoto overrasket verden med oppfinnelsen av bitcoin. Spesielt er Bitcoin blockchain-nettverket ganske enkelt en implementering av forskningen hvis første trinn dateres tilbake til 1993.

PoW-algoritmen er fortsatt den mest populære fordi den er blant de få som ikke kan kompromitteres. Rent teknisk er det en av de algoritmene som kan oppnå den bysantinske feiltoleransen. Spesielt er den bysantinske feiltoleransen (BFT) ganske enkelt evnen til et system til å motstå feil som er forbundet med de bysantinske generalernes problem.

Dette vil si at nettverket med hell kan unngå situasjoner der noen noder kan prøve å handle mot konsensus. I sammenheng med blockchain-teknologi er det åpenbart at blockchain-nettverk ikke har en sentral autoritet til å moderere transaksjoner. I stedet fordeles den offentlige hovedboken blant alle deltakerne, derav blockchain-teknologi, også kjent som en distribuert hovedboksteknologi (DLT)..

Gitt den verdifulle informasjonen som er lagret på hovedbokene, er det stor sannsynlighet for at noen dårlige aktører kanskje vil forårsake feil for egoistiske gevinster. Som sådan presenterer disse dårlige skuespillerne de bysantinske generalernes problem. På denne måten er det behov for blockchain-nettverket å ha den bysantinske feiltoleransen for å unngå slike problemer.

Hvordan fungerer PoW?

PoW-algoritmen er tydeligvis veldig sikker siden den tåler BFT. Interessant er det måten den fungerer på som gjør den enda sikrere, derav ganske populær. Uten BFT-karakteristikken kan et medlem av et nettverk forfalske transaksjoner og dermed kompromittere påliteligheten til blokken som genereres av transaksjonen.

En PoW-algoritme fungerer på en slik måte at noder i et nettverk trenger å løse et matematisk problem slik at de kan opprette neste blokk. Den som er den første som får løsningen på det matematiske problemet, får konsensustillatelse til å velge blokken som skal legges ved siden av plattformen.

Som et resultat får denne vellykkede noden valuta som belønning. I et bitcoin-nettverk, belønningen et bitcoin-token. Derfor er det insentiv til å fortsette å løse de matematiske problemene slik at man kan få tillatelse til å velge neste blokk. Det er også klart nå hvorfor noen noder ønsker å forfalske transaksjoner og dermed behovet for bysantinsk feiltoleranse.

Likevel er det ikke lett å få svaret på det matematiske problemet. I så fall må noder finne løsningen på problemet via brute force. Dette vil si at de noder som har høyest beregningskraft er mest sannsynlig å finne løsningen på det matematiske problemet. Spesielt kalles disse nodene som deltar i beregningen gruvearbeidere og prosessen med å løse problemet kalles gruvedrift.

blockchain bevis på arbeidsalgoritme

Hvorfor Blockchain Proof of Work er vellykket

Prosessen med gruvedrift er energiintensiv siden den krever større beregningsevne for å løse hvert påfølgende problem. Som sådan bruker prosessen mye elektrisk kraft. Vi skal se på dette aspektet senere og hvorfor det er en av grunnene til at folk beveger seg bort fra algoritmen til andre alternativer. Likevel er PoW ganske vellykket for øyeblikket av to grunner.

For det første er det vanskelig å få løsningen på det matematiske problemet. Derfor må noder bruke tid på beregninger som er tungvint. Interessant nok er tilgangen på beregningskraft ganske stram, og det vil si at få aktører har tilgang til den. Interessant, denne egenskapen er også årsaken bak umuligheten av noder som jukser under transaksjoner.

La oss for eksempel anta at en dårlig aktør ønsker å angripe nettverket og feildata registrert på en bestemt blokk. Hvis hele nettverket har ti blokker og målblokken for den dårlige skuespilleren er nummer syv, må den dårlige skuespilleren endre dataene for blokk ti, ni åtte og deretter syv, som er målet. Gitt beregningskraften som kreves for å utvinne en enkelt blokk, er det nær umulig for en å endre data på fire blokker. I utgangspunktet er det ingen datamaskin som har muligheten til å løse et slikt problem.

For det andre er PoW vellykket fordi når en node oppretter en blokk, kan andre noder enkelt verifisere prosessen som førte til løsningen. Spesielt skyldes dette delvis arten av problemet som trenger en løsning. For å løse problemet må gruvearbeideren komme frem til et svar som er mindre enn en forhåndsinnstilt verdi.

For eksempel kan nettverket legge frem en verdi som 10. For at løsningen skal være riktig, må man sørge for at løsningen er mindre enn 10, dvs. ni. Hvis en gruvearbeider med hell kommer til ni, vil de andre nodene enkelt følge prosedyren som gruvearbeideren brukte for å komme til løsningen. Imidlertid blir det komplisert hvis transaksjonen blir forfalsket.

Hva fremtiden vil inneholde for bevis på arbeid

Som tidligere nevnt, sluker arbeidsprøven massevis av energi for å fullføre beregningene. Interessant, dette er et av de største sviktende punktene som forstyrrere av algoritmen kaller ut. Innen november i fjor, rapporter indikerte at det var dobbelt så dyrt å bryte en dollar med bitcoin som gull, kobber eller platina når det gjelder energien som ble brukt.

I henhold for forskere krever gruvedrift av en dollar bitcoin, mer enn 17 megajoule energi. Det er interessant at det bare tar omtrent fem megajouler å utvinne gull, fire til å utvinne kobber og syv for å utvinne platina. Derfor viser satsingen seg å bli mye dyrere, og vurderer at prisen på kryptovalutaen er ganske ustabil.

Etter hvert som flere blokker legger til den eksisterende blockchain, blir prosessen med å løse problemer for de neste blokkene vanskeligere. Spesielt er beregningsprosessen mye vanskeligere, og som sådan er det behov for mer kompleks maskinvare som kan håndtere beregningene. Som et resultat stiger prisen på gruvedrift eksponentielt.

Det som alle disse problemene presenterer er en fremtid som er noe dyster for denne algoritmen. Det er interessant at det er regjeringer som allerede innførte moratorier for gruvedrift, slik at de kan komme med riktig lovgivning for å imøtekomme det høye energiforbruket ved gruvedrift. Allerede migrerer noen blockchain-nettverk som Ethereum som opprinnelig stolte på PoW-algoritme til andre alternativer som bevis på innsats. I utgangspunktet er det en reell sjanse for at protokollen vil gjennomgå grunnleggende endringer i et forsøk på å rasjonalisere bruken av den, ellers vil folk forlate den fullstendig.

Utfordringer for PoW

Som tidligere diskutert, står PoW overfor eksistensielle trusler fra de store utfordringene. Når det gjelder energiforbruk, er det allerede klart at algoritmen er veldig tilgivende når det gjelder bruk av elektrisitet. Legg til dette de økende kostnadene for gruvedrift, og alt er fortsatt med en bitende hodepine på hvordan algoritmen skal håndteres.

Derfor er det klart at den største utfordringen PoW-algoritmen står overfor er de økende kostnadene for å løse beregningsproblemene. Spesielt må man bruke et gjennomsnitt på $ 4758 i USA for å bryte bare en bitcoin. I Tyskland hopper kostnaden til $ 14 275, mens Sør-Korea kommer ut som den dyreste til $ 26 170. Interessant, CoinMarketCap indikerer det prisen av en bitcoin er for tiden på $ 4,089. Derfor er det klart at en gruvearbeider i USA, Tyskland og Sør-Korea faktisk vil påløpe store tap hvis den utfører gruvedrift.

En annen utfordring som PoW-algoritmen står overfor er at den ikke er virkelig desentralisert. Kunnskapsrike observatører påpeker at det til enhver tid bare er en node som er ansvarlig for å opprettholde hovedboken. Dette er den samme personen som har tillatelse til å velge hva neste blokkering vil være, og er den samme personen som vil motta belønningen etter tillegg av blokken.

I bot er brukere av blockchain-teknologien det krevende for et grunnleggende skifte i håndteringen av hovedbokene i et blockchain-nettverk. Spesielt ønsker brukerne at hovedbøkene skal bo i mange jevnaldrende samtidig, slik at man unngår “diktator” -tendensen til den enkelte noden som er vert for hovedboken på et gitt tidspunkt. I hovedsak innebærer dette å fragmentere hovedboken i mange deler slik at ingen enkelt node har et klart bilde av innholdet i hovedboken..

Blockchain bevis på arbeidsalgoritme alternativ

I et forsøk på å forbedre blockchain-plassen kom noen utviklere med alternativer til blockchain-bevis på arbeidsalgoritme som ganske enkelt er andre typer konsensusalgoritmer. Så langt er det mange alternativer, hvorav noen ble nevnt tidligere. Her vil vi bare se på ett av alternativene som er bevis på innsatsen.

Blockchain bevis på innsats

Som en konsensusalgoritme kom bevis på innsats først på blockchain-scenen i 2011, to år etter bevis på arbeid. Den største forskjellen mellom bevis på arbeid og bevis på innsats er at brukere av sistnevnte ikke trenger å løse komplekse problemer for å oppnå konsensus. Tvert imot, brukerne trenger bare å bruke kryptovaluta som innsatsen for å oppnå konsensus.

Slik fungerer det. Alle deltakerne i et blockchain-nettverk som bruker PoS-protokollen, må ha base kryptovaluta å delta i konsensus. For eksempel, hvis Ethereum blockchain-nettverk vellykket overføres til PoS, må brukerne ha Ether i kontoene sine for å delta.

For deltakerne som ønsker å bryte ut neste blokk, må man satse valutaen de har. Interessant, sjansene for at man velger neste blokk, avhenger av hvor mye krypto som er staket. For eksempel, hvis ens totale innsats utgjør 2% av all krypto som er satt i nettverket, vil noden ha 2% sjanse for å etterligne neste blokk.

Derfor, mens gruvedrift fortsatt er til stede i denne protokollen, er det klart at det ikke avhenger av beregninger som bevis på arbeid. Videre velger bevis på innsatsprotokollen gruvearbeideren tilfeldig, og han / hun mottar belønningen når det gjelder transaksjonsgebyret. Derfor er det stor sannsynlighet for at noen blant validatorene med innsatser kan kreve gruvedriftansvaret. Videre er det mye mer desentralisering siden hver handling er randomisert.

Fortjeneste for bevisstake

I dette tilfellet er det åpenbart at strømforbruksfrekvensen nesten er ubetydelig sammenlignet med blockchain-bevis på arbeidsalgoritme. Fremover vil protokoller med lavt energibehov få fremtredelse siden strømkostnadene øker. Videre innebærer det faktum at algoritmen bruker mindre energi at den ikke krever sofistikert maskinvare for å lette gruveprosessen. Til syvende og sist er dette bevis på at protokollen er kostnadseffektiv både på kort og lang sikt.

En annen fortjeneste for bevis på innsatsen er randomisering av prosessen med å velge noden som er ansvarlig for gruveprosessen. Det hadde vært et stort tilbakeslag hvis utvalget bare var avhengig av hvor stor innsats man har. På denne måten vil bare de rikeste nodene i plattformen ha spillerom for å utføre transaksjonene og at de vil fortsette å bli rikere.

Tvert imot, den randomiserte prosessen sikrer at alle med en eierandel har en reell sjanse til å delta i gruveprosessen. Dette er også bevis på at det er reell desentralisering der, i motsetning til PoW, det ikke er noen node som har ansvaret for hele reskontroen på noe tidspunkt..

Videre er prosessen som går i bevis eller arbeid ikke bare energiintensiv, men også tidkrevende. Spesielt tar det mellom 40 og 60 minutter for validatorer å godkjenne transaksjoner i et blockchain-nettverk under bevis for arbeidsprotokoll. Tvert imot er valideringsprosessen i PoS-plattformen rask siden gruvedrift er rask og effektiv. Av denne grunn forventer Ethereum-nettverket å øke antall transaksjoner per sekund betydelig når de migrerer til PoS.

Nedgang i PoS

Ikke overraskende for en ny teknologi som fremdeles er under utvikling, har PoS ulike fallgruver som kan gi problemer hvis det oppstår. For det første er det et stort problem at validatorer bare trenger å satse kryptovalutaen for å kunne bryte. Spesielt innebærer dette at enhver dårlig aktør som kan anskaffe en veldig stor mengde tokens plutselig kan overmanne alle de andre validatorene og ta kontroll over nettverket.

Imidlertid beskytter økonomilovene nettverket mot et slikt angrep. Spesielt vil enhver plutselig økning i frekvensen av å kjøpe tokens utløse en kraftig økning i prisen på tokens til det punktet at det vil bli uholdbart for angriperen..

For det andre er det muligheten for at en valideringsnode går på galskap og validerer ondsinnede transaksjoner. En annen trussel av samme art kan oppstå når det er en gaffel i nettverket. Ifølge kunnskapsrike observatører er det mulig for noder å stake tokens på begge sider av gaflene slik at de kan foreta dobbel transaksjon.

For å avbøte, lager noen utviklere en hybrid av PoW og PoS, der brukerne ikke kan bruke to ganger. Her blir tokens umiddelbart verdiløse når det er nettverksgaffel. For eksempel jobber Ethereum med en forbedret versjon av PoS kalt “Casper” som vil bidra til å tøyle inn slike useriøse validatorer.

Sammendrag / avsluttende kommentarer

Blockchain-teknologi gjennomgår grunnleggende transformasjon ettersom behovet for strengere sikkerhet og mer desentralisering biter. Videre er kostnadene ved gruvedrift betydelig høye og har mange entusiaster som kommer forbi veien. Derfor er det også behov for konsensusalgoritmen for å støtte billigere og raskere metoder for å garantere langsiktig anvendelse av teknologien.

Den største konsensusprotokollen som er populær i dag er bevis på arbeid. Spesielt algoritmen driver bitcoin og Ethereum (før full migrering til bevis på innsats). Spesielt er algoritmen fremdeles favoritt på grunn av den Bysantine Fault Tolerance (BFT) karakteristikken. Imidlertid utgjør den energiintensive naturen en eksistensiell trussel.

Den alternative konsensusprotokollen er bevis på innsats der validatorer bruker kryptovalutaen sin som innsats for å delta i gruvedrift. Spesielt er algoritmen energi- og kostnadseffektiv, og valideringsprosessen er rask. Nedenfor er en detaljert sammenligning av de to algoritmene.

En sammenligning av bevis på arbeid og bevis på stavealgoritmer
Karakteristisk Blockchain Bevis for arbeid Blockchain Bevis for innsats
Gruvedrift Gruvearbeideren velges gjennom evnen til å løse et komplekst beregningsproblem Alle som har en innsats har sjansen til å være gruvearbeider og involverer ingen beregninger
Validering Det tar lengre tid fordi validatorer må spore beregningene gjort av gruvearbeideren Tar kortere siden det ikke er beregninger involvert
Skalerbarhet Siden alle noder må delta i validering, er algoritmen vanskelig å skalere Ikke alle noder deltar i validering, og det er derfor raskt og skalerbart
Energiforbruk Ganske energikrevende på grunn av beregningens karakter av validering. Det er veldig energieffektivt, da det ikke krever noen form for beregninger
Cryptojacking Dårlige skuespillere som sannsynligvis vil “kryptojakke” andre datamaskiner for å gi mer beregningskraft for gruvedrift Ingen står i fare for Cryptojacking siden gruvedrift ikke trenger enorme mengder beregningskraft
Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map