PoW εναντίον PoS: Μια σύγκριση μεταξύ δύο αλγόριθμων συναίνεσης Blockchain

Τα Bitcoin και Ether, τα δύο πιο διάσημα κρυπτονομίσματα, χρησιμοποιούν επί του παρόντος τον αλγόριθμο συναίνεσης απόδειξης εργασίας (PoW). Ωστόσο, το Ethereum έχει ένα σχέδιο μετάβασης στον αλγόριθμο απόδειξης στοιχήματος (PoS). Αυτό θα είναι μια σημαντική αλλαγή και η κοινότητα κρυπτογράφησης συζητά με ανυπομονησία το POW εναντίον POS, π.χ. που παρέχει μεγαλύτερη ασφάλεια και που θα είναι καλύτερα μακροπρόθεσμα.

“Γιατί είναι σημαντικός ο αλγόριθμος συναίνεσης;”

Πριν μπείτε στη συζήτηση POW εναντίον PoS, είναι σημαντικό να κατανοήσετε γιατί είναι σημαντικός ένας αλγόριθμος συναίνεσης στο blockchain. Οι δύο κεντρικές εγκαταστάσεις του blockchain είναι η αποκέντρωση και τα αμετάβλητα αρχεία, και ο μηχανισμός συναίνεσης το προβλέπει.

Το blockchain είναι ένα αποκεντρωμένο δίκτυο, όπου οι υπολογιστές στο δίκτυο, που ονομάζονται «κόμβοι», διατηρούν μια κατανεμημένη βάση δεδομένων με κοινό τρόπο. Οποιοσδήποτε μπορεί να συμμετάσχει σε ένα blockchain χωρίς άδεια και κάθε κόμβος έχει την πλήρη εγγραφή όλων των συναλλαγών σε ένα blockchain. Ουσιαστικά, κάθε κόμβος είναι ένα καθολικό όλων των συναλλαγών, επομένως το blockchain ονομάζεται επίσης «τεχνολογία κατανεμημένου καθολικού» (DLT).

Οι συναλλαγές ομαδοποιούνται σε αρχεία εγγραφών, τα οποία ονομάζονται επίσης «μπλοκ» Τα μπλοκ συνδέονται μέσω ενός προκαθορισμένου προγράμματος πρωτοκόλλου. Ο μόνος τρόπος για να ενημερώσετε ένα blockchain είναι να προσθέσετε ένα νέο block γιατί κανένα υπάρχον block δεν μπορεί να τροποποιηθεί ή να διαγραφεί. Κάθε κόμβος μπορεί να προσθέσει ένα νέο μπλοκ, χωρίς την παρέμβαση οποιασδήποτε κεντρικής αρχής.

Δεδομένου ότι κάθε κόμβος μπορεί να προσθέσει ένα νέο μπλοκ, η διατήρηση της σωστής σειράς συναλλαγών είναι σημαντική για την ακεραιότητα των δεδομένων. Εάν ένας κόμβος μπορεί να προσθέσει ένα μπλοκ με συναλλαγές με τις οποίες διαφωνεί η υπόλοιπη κοινότητα, το νέο μπλοκ δεν θα θεωρείται έγκυρο από την πλειοψηφία. Εάν ο κόμβος που πρόσθεσε το νέο μπλοκ επιμείνει σε αυτό, δημιουργώντας νεότερα μπλοκ πάνω του, ενώ συνεχίζει να αγνοεί τα πρότυπα της κοινότητας, τότε η υπόλοιπη κοινότητα θα αναγκαστεί να διαχωρίσει το δίκτυο, έτσι ώστε να μπορούν να πάρουν το κράτος του δικτύου πριν από τη διαφορά και συνεχίστε να εργάζεστε με αυτό. Αυτό απαιτεί ένα «σκληρό πιρούνι» και οι συχνές εμφανίσεις τέτοιου διαχωρισμού δεν είναι καλές για τη σταθερότητα του blockchain. Απαιτείται μηχανισμός συναίνεσης για την αποτροπή αυτών.

Επίσης, ένας κακόβουλος κόμβος μπορεί να υπερνικήσει το δίκτυο με επιθέσεις «κατανεμημένης άρνησης υπηρεσίας» (DDoS) και να δημιουργήσει ψευδείς συναλλαγές, π.χ. «Διπλή δαπάνη». δηλ. να ξοδεύετε το ίδιο διακριτικό κρυπτογράφησης δύο φορές. Απαιτείται ένας μηχανισμός συναίνεσης για την επικύρωση κάθε συναλλαγής.

Ενώ υπάρχουν διάφοροι αλγόριθμοι συναίνεσης, το POW είναι το πιο κοινό και χρησιμοποιείται από τα περισσότερα δημόσια blockchain. Συγκριτικά, το PoS είναι νέο.

“Τι είναι ο αλγόριθμος POW;”

Η έννοια του αλγορίθμου POW δημοσιεύθηκε για πρώτη φορά από τους Cynthia Dwork και Moni Naor σε ένα άρθρο του 1993 και ο όρος επινοήθηκε από τον Markus Jakobsson το 1999. Το δίκτυο Bitcoin, που εφευρέθηκε από τον Satoshi Nakamoto, είναι η πιο διάσημη εφαρμογή του POW και εμείς ». Θα χρησιμοποιήσω παραδείγματα από αυτό για να επεξεργαστεί το POW.

Στο Bitcoin blockchain, οι συναλλαγές ομαδοποιούνται σε μια ομάδα μνήμης, που ονομάζεται «mempool» και δημιουργείται ένα μπλοκ κάθε 10 λεπτά. Για να συμπεριληφθεί στο επόμενο μπλοκ, κάθε συναλλαγή στο mempool πρέπει να επαληθευτεί από “ανθρακωρύχους”, δηλαδή χρήστες που επαληθεύουν τη συναλλαγή και χρησιμοποιούν ειδικά σχεδιασμένο λογισμικό και υλικό ειδικού σκοπού για την εργασία τους.

Η διαδικασία επαλήθευσης συναλλαγής, που ονομάζεται επίσης «εξόρυξη», απαιτεί από τους ανθρακωρύχους να λύσουν ένα κρυπτογραφικό παζλ. Είναι μια ανταγωνιστική διαδικασία δεδομένου ότι ο επιτυχημένος ανθρακωρύχος παίρνει ένα κλάσμα του κρυπτονομίσματος που δημιουργείται ως μέρος της συναλλαγής.

Ο χρήστης Bitcoin που ζήτησε τη συναλλαγή παρέχει τα δεδομένα συναλλαγής στον ανθρακωρύχο, και αυτό είναι το εύκολο μέρος. Ωστόσο, ο ανθρακωρύχος πρέπει επίσης να γνωρίζει τον κρυπτογραφικό κατακερματισμό του τελευταίου καταγεγραμμένου μπλοκ. Το κατακερματισμό του τελευταίου καταγεγραμμένου μπλοκ είναι η αναφορά σε αυτό το μπλοκ και πρέπει να αναφέρεται όταν δημιουργείται το νέο μπλοκ, για να διατηρείται η αγιότητα της αλυσίδας. Αυτό είναι το δύσκολο μέρος.


Ο κρυπτογραφικός κατακερματισμός του τελευταίου καταγεγραμμένου μπλοκ δεν είναι γνωστός σε κανέναν ανθρακωρύχο και πρέπει να δοκιμάσουν έναν αριθμό μετά τον άλλο με υψηλή ταχύτητα για να το καταλάβουν. Δεν υπάρχει δεξιότητα σε αυτό, απαιτείται μόνο ωμή δύναμη υψηλής υπολογιστικής ισχύος. Ο ανθρακωρύχος που σπάει αυτό το τεράστιο μαθηματικό παζλ το ανακοινώνει στο δίκτυο. Όλοι οι άλλοι ανθρακωρύχοι μπορούν να δουν τα στοιχεία της μαζικής καταστροφής του αριθμού, η οποία είναι η ρίζα του ονόματος «απόδειξη της εργασίας». Ο επιτυχημένος ανθρακωρύχος δημιουργεί το νέο μπλοκ, όπου καταγράφονται οι συναλλαγές από το mempool.

Το κρυπτογραφικό παζλ είναι ασύμμετρο, δηλαδή είναι αρκετά δύσκολο για τους ανθρακωρύχους, αλλά είναι πολύ εύκολο να δείτε τα στοιχεία στο δίκτυο. Με την πάροδο του χρόνου το παζλ γίνεται λίγο πολύ εύκολο και ο χρόνος δημιουργίας μπλοκ τείνει να μειωθεί σε λιγότερο από 10 λεπτά. Ως εκ τούτου, το παζλ ενημερώνεται κάθε 14 ημέρες και γίνεται πιο δύσκολο. Με αυτόν τον τρόπο, το παζλ συνεχίζει να γίνεται πιο περίπλοκο και η υπολογιστική ισχύς που απαιτείται για την επίλυσή του πρέπει να αυξηθεί.

Για να πραγματοποιήσετε μια επίθεση DDoS για να συλλάβετε την πλειοψηφία, δηλαδή το 51% της υπολογιστικής ισχύος σε ένα τέτοιο δίκτυο είναι απαγορευτικό του κόστους. Ο δυνητικός χάκερ είναι πιθανό να ξοδέψει περισσότερα χρήματα από όσα θα μπορούσε να κερδίσει χάκερ όπως ένα δίκτυο. Το POW καθιστά το δίκτυο blockchain πολύ ασφαλές.

Ωστόσο, τόσο υψηλή ασφάλεια έχει υψηλό κόστος. Για παράδειγμα:

  • Οι ενεργειακές απαιτήσεις της εξόρυξης Bitcoin είναι τόσο υψηλές, που μέχρι τη λήξη του έτους 2018, οι δραστηριότητες εξόρυξης Bitcoin στην Ισλανδία θα έχουν καταναλώθηκε περισσότερη ενέργεια από όλη την εγχώρια κατανάλωση ενέργειας της χώρας! Το περιβαλλοντικό πρόβλημα που προκύπτει δίνει αρνητική δημοσιότητα στο Bitcoin. Τέτοιος λογαριασμός υψηλής ενέργειας πληρώνεται με νόμισμα fiat, το οποίο θα έχει επίδραση ντόμινο στην αύξηση της τιμής του Bitcoin
  • Η συνεχής αναβάθμιση των υπολογιστικών ενεργειακών και ενεργειακών προβλέψεων δεν είναι εύκολη για μεμονωμένους ανθρακωρύχους και η εξόρυξη Bitcoin γίνεται όλο και πιο συγκεντρωτική με οργανωμένους χειριστές που εκτελούν τεράστιες εγκαταστάσεις εξόρυξης, για καλύτερη οικονομία κλίμακας. Αυτή η έμμεση συγκέντρωση έρχεται σε αντίθεση με τη βασική προϋπόθεση της αποκέντρωσης στο blockchain.
  • Το «Cryptojacking», δηλαδή οι εισβολείς στον κυβερνοχώρο που εισβάλλουν σε ανυποψίαστους υπολογιστές χρηστών για εξόρυξη κρυπτογράφησης, είναι θελκτικός όλο και πιο συχνές επειδή οι αδίστακτοι ανθρακωρύχοι χρησιμοποιούν ανήθικα μέσα για να βελτιώσουν τις πιθανότητες επιτυχίας τους σε ένα περιβάλλον μείωσης της «απόδοσης της επένδυσης» (RoI). Η τακτική επιδιόρθωση λογισμικού και λειτουργικού συστήματος (OS) μπορεί να βοηθήσει στην προστασία από το Cryptojacking.

«Πώς διαφέρει το PoS;»

Ένα δίκτυο blockchain με αλγόριθμο PoS έχει συγκεκριμένους κόμβους με ευθύνη επικύρωσης συναλλαγής. Αυτοί οι κόμβοι στοιχίζουν τα κρυπτογραφικά τους μάρκα και ονομάζονται «stakers». Αυτό συνεπάγεται «δέρμα στο παιχνίδι», σε αντίθεση με το δίκτυο Bitcoin, όπου οι ανθρακωρύχοι ενδέχεται να μην έχουν καν ίδιον Bitcoin, πόσο μάλλον να ποντάρουν τα Bitcoin τους για επικύρωση συναλλαγής.

Όσο υψηλότερο είναι το ποσό που διακυβεύεται και όσο μεγαλύτερη είναι η διάρκεια του στοιχήματος, τόσο υψηλότερη είναι η πιθανότητα να έχει περισσότερες πιθανότητες επικύρωσης συναλλαγής ένας στοιχητής. Όλα τα διακριτικά κρυπτογράφησης έχουν ήδη δημιουργηθεί νωρίτερα, δεν υπάρχει νέο νόμισμα για το κόψιμο και η επιβράβευση για το staker είναι το τέλος συναλλαγής. Όσο υψηλότερη είναι η φήμη, τόσο περισσότερο είναι το δυναμικό κέρδους για το staker.

Δεδομένου ότι δεν υπάρχει ένα σύνθετο κρυπτογραφικό παζλ για επίλυση, ο αλγόριθμος PoS απαιτεί λιγότερη ενέργεια. Η διαδικασία επικύρωσης συναλλαγής ονομάζεται «σφυρηλάτηση» και δεδομένου ότι όλοι οι κόμβοι δεν χρειάζεται να συμμετέχουν στη διαδικασία επικύρωσης, το δίκτυο έχει υψηλότερη επεκτασιμότητα.

Η εξάλειψη της συμμετοχής ολόκληρου του δικτύου στη διαδικασία επικύρωσης συναλλαγών επιτρέπει την εφαρμογή μιας άλλης λύσης κλιμάκωσης που ονομάζεται «sharding». Είναι μια ιδέα που λαμβάνεται από τη διαχείριση βάσεων δεδομένων, όπου οριζόντια τμήματα της βάσης δεδομένων αποθηκεύονται σε ξεχωριστές παρουσίες διακομιστή, βελτιώνοντας έτσι την αποτελεσματικότητα. Στο blockchain, μια ομάδα κόμβων θα διατηρήσει ένα οριζόντιο τμήμα του blockchain, θα έχει το δικό του staker και θα προσφέρει καλύτερη επεκτασιμότητα στο δίκτυο.

Υπάρχουν παγίδες του PoS και οι ειδικοί διατυπώνουν λύσεις. Για παράδειγμα:

  • Ένας κακόβουλος παίκτης μπορεί να προμηθεύσει έναν πολύ μεγάλο αριθμό κωδικών κρυπτογράφησης, να γίνει staker και να υπερνικήσει όλους τους άλλους στοιχηματιστές. Ωστόσο, η οικονομία της αγοράς προστατεύει από τέτοιες κινήσεις, επειδή μια τόσο ξαφνική μεγάλη αγοραστική κίνηση θα ανεβάσει σημαντικά την τιμή του νομίσματος, έτσι ο χάκερ θα αποθαρρυνθεί.
  • Ένας staker μπορεί να είναι αδίστακτος και να επικυρώνει κακόβουλες συναλλαγές. Η ομάδα έργου Ethereum εργάζεται για το νέο πρωτόκολλο «Casper» στο πλαίσιο του σχεδίου της μετάβασης στο PoS, και το νέο πρωτόκολλο θα διασφαλίσει ότι τέτοιοι φορείς θα χάσουν τα νομίσματά τους και θα τους απαγορευτεί να στοιχηματίσουν στο μέλλον.

POW εναντίον PoS: ποιος θα έχει το μέλλον?

Ενώ η POW παρέχει σίγουρα καλύτερη αποκεντρωμένη ασφάλεια στο δίκτυο blockchain και έχει δοκιμαστεί ευρέως σε πολλά έργα κρυπτογράφησης, το τεράστιο ενεργειακό κόστος και η περιβαλλοντική πίεση από την εξόρυξη ψηφιακών νομισμάτων που δεν υποστηρίζονται από απτά περιουσιακά στοιχεία προσελκύουν σημαντική αρνητική κάλυψη μέσων. Το αποτέλεσμα μιας τέτοιας ανησυχίας είναι ήδη ορατό, π.χ. Η Κίνα είναι επίσημα απαγόρευση Εξόρυξη Bitcoin.

Ενώ το PoS είναι σχετικά νέο, η υιοθέτηση έχει αρχίσει να αυξάνεται, π.χ. το γνωστό cryptocurrencyDASH το χρησιμοποιεί ήδη. Εάν οι ψηφοφόροι του PoS μπορούν να διαβεβαιώσουν την ευρύτερη κοινότητα κρυπτογράφησης για την ικανότητα του αλγορίθμου να προστατεύσει επαρκώς το δίκτυο, αυτό θα μπορούσε να γείρει την κλίμακα υπέρ του. Εάν το έργο με μεγάλη φήμη Ethereum καταδείξει μια επιτυχημένη μετάβαση στο PoS, αυτό θα αποτελέσει μεγάλη ώθηση στον αλγόριθμο. Τους επόμενους μήνες θα πει ποιος αλγόριθμος θα γίνει ο βασικός φορέας.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
Adblock
detector
map