Обзор алгоритмов консенсуса криптовалют

В любом сообществе есть механизмы, которые берут на себя функцию регулирования его действий. По характеру управления структура любой системы может быть централизованной, распределенной или децентрализованной. В качестве примера возьмем президента как центральный орган управления государством, сервис uTorrent как пример распределенной сети и блокчейн биткойна в качестве децентрализованной технологии. В последнем варианте необходим инструмент, который будет эффективно решать задачу достижения договоренности между участниками сети. С этой целью Сатоши Накамото внедрил в блокчейн proof of work. Попробуем рассмотреть все виды алгоритмов консенсуса.

PoW — Proof of Work

Технология доказательства выполнения работы не была изобретена Накамото. Этот метод решения задачи византийского консенсуса был описан еще в 90-х годах.

Проведем простую аналогию. Для того чтобы футболист получил премию за тренировки, он должен тренироваться определенное количество раз. При этом футболисту нужно выполнить эту работу до начала сезона, чтобы быть готовым к старту соревнований. С другой стороны, тренировочный процесс должен быть тяжелым и насыщенным, иначе спортсмен сможет выполнить все занятия за пару дней, забрать премию и уехать на отдых. При этом у него есть конкуренты, которые также тренируются, и вся премия будет распределена между ними. Чем больше партнеров по команде успешно выполняют одинаковую работу, тем выше ко всем футболистам требования. Это заставляет их работать интенсивнее и дольше. Чем больше популярность футбольного клуба, тем более ценную премию разделяют спортсмены с каждым сезоном.

В алгоритме proof of work роль футболиста выполняют майнеры, премия составляет 12.5 BTC, а в качестве тренировок выступает вычисление хэшей, которое проводит оборудование для майнинга биткойна или других криптовалют, использующих PoW. Интенсивность тренировок эквивалентна параметру сложности майнинга, а периодичность тренировочного процесса — 10 минутам добычи блока (если рассматривать алгоритм консенсуса bitcoin). Фермы для майнинга можно сравнить с допингом, когда один спортсмен желает делать больший объем работы, чем другие.

Доказательство работы выполняет следующие важные функции:

Защита от атаки 51% и риска двойных расходов. Каждый участник сети обладает вычислительными мощностями, подделать работу которых невозможно.
Обеспечение справедливости и честности. Доказательство работы другого участника невозможно выдать за свое или использовать дважды.
Мошеннические действия наказываются потерей вознаграждения за работу.
Устойчивость к цензуре обусловлена отсутствием ассоциации алгоритма консенсуса PoW с конкретным майнером.
На данный момент такой вид майнинга применяется в криптовалютах Electroneum, Litecoin, Bitcoin, Zcash, Bitcoin Cash, Monero, Ethereum и массе других сетей, но этот список может сократиться. Дело в том, что алгоритм proof of work, как считает сообщество, очень дорогой, энергозатратный и бесполезный с точки зрения социума. Сами по себе вычисления хэшей направлены только на защиту сети, а майнинговый закон Мура явно не на стороне биткойна. В результате Виталий Бутерин заявил, что эфириум будет применять proof of stake.

PoS — доказательство доли владения

В этом методе не выполняются вычисления по доказательству выполнения работы. Вместо них право голоса в достижении консенсуса можно получить, предоставив в качестве залога определенную сумму криптовалюты — долю в сети. Чем больше доля, тем выше вознаграждение за генерацию блоков. В мире криптовалют модель proof of stake впервые использовали в 2012 году на блокчейне PeerCoin.

Интересно то, что добычу криптовалют с помощью данного алгоритма также принято называть майнингом, хотя этот процесс больше похож на открытие депозита в банке. Для того чтобы запустить PoS-майнинг, достаточно иметь на балансе определенное количество криптовалюты, которая кладется на депозит, после чего необходимо держать локальный кошелек активным, то есть стать нодой сети. Некоторые разновидности доказательства владения долей требуют запуск мастернод.

Изначальные методы PoS-майнинга не предполагали обязательных депозитов, но двойные траты изменили ситуацию. Депозиты стали необходимы в качестве залога, который теряли мошенники при попытке осуществления повторной траты.

Технология proof of stake существенно отличается от доказательства работы, но для получения достойного вознаграждения за генерацию блоков также необходимо потратить солидные средства. Таким образом, главным преимуществом PoS является отсутствие необходимости выполнения бесполезной вычислительной работы.

Наиболее популярными монетами с PoS в 2018 году являются DASH, Neo, Stratis, ReddCoin, decRED, NavCoin, MasternodeCoin.

К недостаткам алгоритма proof of stake можно отнести дорогой депозит. Для сравнения, PoW-майнинг Monero можно осуществлять на ПК.

LPoS — арендованное подтверждение доли

Чем больше узлов, генерирующих блоки, тем выше безопасность сети. Поскольку цена депозита бывает очень высока, майнеров в сети мало. Эту проблему решает аренда собственных средств более крупным узлам, которые, в свою очередь, делятся вознаграждением.

Аренда подтверждения доли успешно работает в блокчейне криптовалюты Waves.

DPos — делегирование подтверждения доли

Данный тип консенсуса отличается от LPoS тем, что каждый участник, заплативший минимальный взнос, может делегировать своего кандидата на добычу блоков. Это можно сравнить с выборами: чей кандидат попал в список избранных, тот и получает дивиденды. К примеру, в Lisk надо попасть в список из 101 майнера. Также к монетам с DPoS относятся RaiBlock, Cardano, BitShares.

PoI — подтверждение важности

Основные разновидности консенсуса PoS заканчиваются этим алгоритмом. Метод proof of importance отличен тем, что учитывает не только сумму залога, но и активность участника, репутацию. Таким образом, система мотивирует пользователей быть активными, совершая транзакции. Применяется в блокчейне Nem.

PoQ = Pow + PoI

Разновидностью PoI можно назвать новую модель блокчейн-консенсуса — PoQ, реализованную в DollarBit. Так же как и в PoI, PoQ-технология применяет коэффициенты активности, но при этом присутствует PoW-майнинг. Именно поэтому создатели DollarBit сравнивают криптовалюту с биткойном.

Криптовалюта DBIT будет добываться так же, как биткойн, но контроль за активностью и поведением майнеров будет осуществляться с помощью инструмента CryptoBank. Как раз он будет рассчитывать коэффициент участия — Qp, который не зависит от размера средств на кошельке.

PoA — доказательство активности

Этот метод сочетает PoW и PoS. При этом доказательство работы отвечает за генерацию новых монет, а доказательство доли обеспечивает ежегодный доход от депозита. Такой подход не позволит участнику, владеющему даже 50% вычислительной мощности, манипулировать генерацией блоков, так как для этого необходимо еще и обладать 50%-ной долей монет.

Алгоритм PoA применяется в блокчейне криптовалюты Oracles Network, Nxt.

PoC — доказательство вместимости

Очень популярный метод, так как майнинг proof of capacity основан на предоставлении дискового пространства, которое есть практически у всех. Разновидностями PoC является алгоритм proof of space и proof of storage.

Майнинг на жестких дисках реализован в блокчейне криптовалюты BurstCoin.

Существуют также алгоритм proof of burn, в котором необходимо «сжигать» монеты взамен на право их добывать. Есть и изначально централизованные технологии — proof of authority, где генерация блоков может быть осуществлена только теми узлами, которые изначально получили на это право.

На данный момент самым успешным является алгоритм консенсуса PoW, но наиболее перспективными могут быть гибридные версии PoW + PoS.
Источник / https://bitcryptonews.ru/blogs/cryptocurrency/obzor-algoritmov-konsensusa-kriptovalyut
При копировании ссылка http://elitetrader.ru/index.php?newsid=385122 обязательна
Условия использования материалов


Премиальный форекс брокер

1) Бонус за регистрацию и пополнение торгового счета 100% 2) Многократный бонус за пополнение торгового счета 50% 3) Отсутствие комиссии за пополнение и снятие
Регистрация счета

Брокер бинарных опционов

Binarium предоставляет профессиональные услуги начиная с 2012 года. Получите бонус 100% на депозит от 2000 рублей