Bevis for aktivitet forklaret: En hybrid konsensusalgoritme

Kryptovalutaer bliver stadig mere populære og almindelige takket være den rolle, de allerede har spillet i decentralisering af alt fra finansiering til udgivelse til transport; med mange andre industrier, der også ser en slags blockchain og kryptokurrency i sin fremtid.

Mens decentraliserede offentlige finanser har været banebrydende og har enhver chance for at ændre verden betydeligt, som vi kender den, er den eneste ting, som hver blockchain har til fælles, en sikker, funktionel og effektiv konsensusalgoritme.

Der er selvfølgelig mere end en måde at skinne en kat på, som de siger, og der er også mere end en måde at opbygge en konsensusalgoritme på.

Det begyndte med bevis for arbejde

Bevis for arbejdsminedrift

Den mest almindelige konsensusalgoritme, og den der får mest diskussion, er Proof-of-Work (PoW) algoritmen, der bruges af Bitcoin og mange andre kryptovalutaer. Beviset for arbejde gør to ting for Bitcoin-netværket. Det sikrer, at hver efterfølgende blok er den ene ægte og nøjagtige blok, og den opretholder blockchain i en konsensusstat og undgår potentielle gafler fra stærke grupper, der muligvis ikke har møntets bedste interesse i tankerne.

Som bevis på arbejdskonsensus konkurrerer alle minearbejdere på netværket om at være de første til at gennemføre et ekstremt vanskeligt kryptografisk puslespil. Når de har succes, får de tilføjet den næste blok og et sæt transaktioner til blockchain. For deres indsats modtager de et bestemt antal Bitcoin som belønning samt transaktionsgebyrer, der er forbundet med denne blok. I øjeblikket er tallet 12,5 Bitcoin, og det halveres omtrent hvert 4. år.

Det er et ægte mesterværk af teknologi, men det er ikke perfekt, og det er heller ikke nødvendigvis idiotsikkert.

En af de mest almindelige kritikpunkter vedrørende Bitcoin er de store mængder ressourcer (nemlig beregningskraft og elektricitet), der forbruges i minedrift af Bitcoin. Det er også velkendt, at Bitcoin-netværket ikke skaleres godt, hvilket kun tillader 7 transaktioner pr. Sekund og kun opretter en ny blok en gang hvert 10. minut. Endelig er der problemer med centralisering i Bitcoin, da det meste af hashkraften i netværket ejes af et lille antal minearbejdere eller samarbejdende minegrupper

Bitcoin var den første blockchain, og den præsenterede os for de muligheder, der ligger i en decentral offentlig hovedbog. Det betyder ikke, at det nogensinde var meningen at være perfekt, eller at der ikke findes bedre måder at vedtage en konsensusalgoritme på. Måder, der er mindre ressourceintensive, mere skalerbare og mindre tilbøjelige til utilsigtet centralisering

Introduktion til bevis for indsats

Bevis for stavminedrift

Proof of stake (PoS) er den mest anvendte konsensusalgoritme efter bevis for arbejde. Peercoin var den første mønt, der implementerede bevis på indsatsen, efterfulgt af Blackcoin og NXT. Ethereum er i øjeblikket afhængig af bevis for arbejde, men planlægger et skridt til bevis for indsats i begyndelsen af ​​2018 kaldet “Casper Protocol”.

Bevis for stav løser problemet med ressourceforbrug, fordi det ikke bruger minearbejdere til at løse komplekse gåder. I stedet bruger den validatorer eller enheder, der har mønter (en andel i systemet) og er i stand til at bevise transaktioner og blokke baseret på deres “indsats” i systemet.

I beviset for indsatsen betales validatorerne kun transaktionsgebyrerne for netværket, der er ingen udbetalinger til minedrift. Chancen for at blive valgt til at oprette den næste blok i kæden afhænger af mængden af ​​mønter, som valideringen har. Flere mønter betyder en større ændring, der skal vælges. Så en person med 5.000 mønter er fem gange mere tilbøjelige til at blive valgt til at oprette den næste blok versus en person med 1.000 mønter.

Når blokken er oprettet, forpligter den sig derefter til blockchain, typisk ved at have et system til at logge af på nyoprettede blokke. Der er forskellige måder at håndtere dette på, men de er alle underlagt det samme problem.

Hvordan forhindrer vi, at en validator opretter to blokke, når vi vælger, og opkræver to sæt transaktionsgebyrer? Og for den sags skyld, hvad skal forhindre en underskriver i at underskrive begge blokke? Dette problem er kendt som “Intet på spil” -problemet. Dybest set betyder det, at en person, der ikke har noget at tabe, ikke har noget til at forhindre dem i at opføre sig upassende eller dårligt.


En løsning på dette problem er at låse de indsatte mønter væk. Hvis en interessent derefter forsøger at oprette to blokke eller forsøger at forkaste blockchain, kan disse låste mønter brændes.

Bevis for stavskonsensus lider også af en type centralisering, hvor tidlige adoptere typisk har en meget større “aktie” i systemet end dem, der kommer senere. Dette betyder, at de får en større andel af blokoprettelsesgebyrer, hvilket ofte afskrækker nyankomne fra at opbygge en “aktie” i systemet selv.

Bevis for aktivitet – en hybrid tilgang

Proof of Activity-metoden blev anbefalet i a papir skrevet af fire forfattere – herunder Litecoin Creator Charlie Lee – og blev offentliggjort i december 2014 i nyhedsbrevet ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review. Som anført i det abstrakte:

Vi foreslår en ny protokol til en kryptokurrency, der bygger på Bitcoin-protokollen ved at kombinere dens Proof of Work-komponent med en Proof of Stake-type system. Vores Proof of Activity-protokol tilbyder god sikkerhed mod muligvis praktiske angreb på Bitcoin og har en relativt lav straf med hensyn til netværkskommunikation og lagerplads.

Protokollen for arbejdsprotokollen blev oprettet for at undgå et potentielt problem kaldet “commons tragedie” i Bitcoin, hvor minearbejdere kun begynder at handle i deres egne egeninteresser og ødelægge det ellers sikre system. Det er blevet teoretiseret, at dette kan forekomme for Bitcoin, når minedriftens belønninger er væk (efter at alle 21 millioner mønter er blevet udvundet), eller potentielt endnu hurtigere, da belønningerne bliver stadig mindre, og minearbejdere stort set kun modtager transaktionsgebyrer.

I beviset for aktivitet som foreslået i papiret fra 2014 begynder minedrift først på den traditionelle måde, hvor minearbejdere kæmper for at være de første til at løse et puslespil og kræve deres belønning. Forskellen er, at de blokke, der udvindes, ikke indeholder transaktioner. De er simpelthen skabeloner med headerinformation og minedriftbelønningsadressen.

Når denne næsten tomme blok er udvundet, skifter systemet til en proof of stake-protokol. Overskriftsoplysningerne bruges til at vælge en tilfældig gruppe af validatorer til at underskrive blokken. Disse er møntindehavere (interessenter) og jo større indsats en validator har, jo større er chancen for, at de bliver valgt til at underskrive den nye blok. Når alle de valgte validatorer underskriver blokken, bliver den en faktisk del af blockchain.

Hvis blokken forbliver usigneret af nogle af de valgte validatorer efter et givet tidspunkt, kasseres den som ufuldstændig, og den næste vindende blok bruges. Validatorer vælges igen, og dette fortsætter, indtil en vindende blok er underskrevet af alle de valgte validatorer. Netværksgebyrerne fordeles mellem den vindende minearbejder og validatorerne, der underskrev blokken.

Er bevis for aktivitet bedre?

Bevis for aktivitet er blevet kritiseret, da det stadig kræver en temmelig stor mængde ressourcer til minedriftfasen. Det er også blevet foreslået, at der stadig ikke er noget, der forhindrer en validator i at underskrive dobbelt.

En faktor, der gør dette system mere sikkert, er sandsynligheden for, at et 51% -angreb falder næsten til 0%, da et vellykket angreb ville kræve, at den samme person eller gruppe begge kontrollerede 51% af minedriftens hashrate for PoW OG et flertal af mønter i systemet til PoS.

Nogle har antaget, at denne hybrid af bevis for arbejde og bevis for indsats simpelthen var en overgangsperiode, da en mønt skiftede fra den ene protokol til den anden, men dette er falsk, da aktivitetsbevis er en egentlig konsensusalgoritme i sig selv, skabt specifikt for at øge sikkerheden for Bitcoin eller lignende kryptokurver.

Hvem bruger bevis for aktivitet?

I øjeblikket er der kun to mønter, som jeg var i stand til at finde, der bruger protokollen med hybrid bevis for aktivitet. Decred er en og Espers er den anden. Begge bruger en variation på beviset for aktivitet, hvor hver blok bruger enten PoW eller PoS.

Udsættelse forbliver aktiv, når PoS bruges, og bliver inaktiv for de blokke, der er valgt som PoW. Med hensyn til markedspriser har Decred (DCR) set meget bedre præstationer sammenlignet med Espers (ESP) og ser ud til at være længere fremme i udviklingen, da det inkluderer støtte til smarte kontrakter, atomombytninger og Lightning Network.

Afslutningsvis

For at beskytte mod muligheden for et 51% angreb virker beviset for aktivitetsprotokollen som et godt valg. Det giver fordelene ved begge de mest anvendte konsensusalgoritmer, og hybriden er mere sikker end hver for sig.

Ulempen er, at selvom bevis for aktivitet giver fordelene ved både bevis for arbejde og bevis for indsats, kommer det også med ulemperne for begge – det er tung ressourceforbrug og muligheden for, at en interessent forsøger at dobbelttegne transaktioner.

Alligevel har kun to mønter til dato valgt at bruge bevis for aktivitet, hvilket indikerer, at det enten er vanskeligt at implementere, eller det giver ikke nok fordele til at opveje ulemperne. Decred er det bedste eksempel på denne konsensusprotokol, der er i brug, og det er i sig selv en hybrid af hybrid.

Alligevel ser det ud til at klare sig godt på markedet, da det har holdt sig godt med hensyn til USD-prissætning og endnu bedre sammenlignet med BTC. Og det er den 41. største mønt efter markedsværdi fra begyndelsen af ​​april 2018 målt af Coinmarketcap.com, hvilket indikerer, at den har et stærkt samfund bag sig..

Billeder via Fotolia

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me