Tässä on mitä sinun on tiedettävä Blockchain-työn todistamisesta

Blockchain-villitys on hitaasti muuttumassa mahdollisuudeksi tarkistaa vanhoja järjestelmiä ja tehdä niistä tuottavampia. On kuitenkin paljon enemmän, että ihmisten on tiedettävä blockchainista ymmärtääkseen sen ytimessä olevan kekseliäisyyden. Yksi tekniikan ydinnäkökohdista on blockchain proof of work -algoritmi.

Blockchain-tekniikka on niin sanotusti vasta lapsenkengissään, mutta siinä on jo valtavat mahdollisuudet saavuttaa. Erityisesti tekniikka on siirtymässä kriittisten valuuttojen peruskehyksestä johonkin tekniikkaan, joka mullistaa teollisuuden.

Mikä on konsensusalgoritmi?

Pohjimmiltaan tekniikka antaa käyttäjille mahdollisuuden olla vuorovaikutuksessa vertaisverkossa ja ilman keskusviranomaista. Erityisesti tapahtumat toteutetaan, kun koko verkossa vallitsee yksimielisyys. Erityisesti konsensusalgoritmi erottaa eri lohkoketjuverkot. Esimerkiksi Bitcoin-verkko eroaa Ethereum-verkosta konsensusalgoritmin perusteella.

Teknisesti konsensusalgoritmi on päätöksentekoprosessi ryhmän sisällä. Erityisesti ryhmän jäsenet keksivät järjestelmän, joka virtaviivaistaa prosessia, jonka kautta he voivat löytää yhteisen aseman tiettyyn aiheeseen liittyen. Jotta konsensus saavutettaisiin, ainakin ryhmän ryhmän osallistujien tulisi olla yhtä mieltä ja kyseisen päätöksen on kyettävä hyödyttämään kyseistä enemmistöä.

Mielenkiintoista on, että lohkoketjun konsensusalgoritmit toimivat samanlaisen logiikan avulla. Tämän lisäksi lohkoketjun konsensusalgoritmeilla on erityisiä tavoitteita, jotka pyrkivät tehostamaan lohkoketjuverkkojen käyttöä. Ensinnäkin algoritmi sitoutuu keräämään mahdollisimman paljon sopimusta osallistuvien solmujen välillä niin, että on laaja-alainen sopimus.

Toiseksi verkoston laaja-alaisen sopimuksen oletetaan helpottavan osallistujien välistä yhteistyötä. Algoritmi varmistaa erityisesti, että mikä tahansa sopimus, josta osallistujat sopivat, palvelee kaikkien jäsenten etuja. Kolmanneksi sopimus edistää yhteistyötä siten, että jokainen yksilö pyrkii kohti verkon kollektiivista etua.

Lisäksi algoritmi pyrkii varmistamaan, että kaikilla osallistujilla on tasavertaiset oikeudet vertaisverkko-suhteiden tulisi olla. Viime kädessä sellaisen ympäristön luominen, jossa kaikilla on yhtäläiset oikeudet, helpottaa osallistumista ja osallistujien henkilökohtaista toimintaa.

Konsensusalgoritmien tyypit

Kuten aiemmin selitettiin, on olemassa erityyppisiä konsensusalgoritmeja, joiden perusteella on olemassa erilaisia ​​lohkoketjuja. Jokaisella algoritmilla on omat ainutlaatuiset ominaisuutensa, jotka erottavat sen ja saavuttavat yksimielisyyden verkon sisällä eri mekanismien avulla. Tällä hetkellä blockchain-konsensusalgoritmeja on melko paljon. Kaksi suurinta ovat kuitenkin työn todistaminen (PoW) ja vaarnan todistaminen (PoS)..

Mikä on Blockchain Proof-of-Work -algoritmi?

Tämä on vanhin konsensusmekanismi ja tällä hetkellä suosituin. Erityisesti ensimmäinen maininta algoritmeista on ennen Bitcoin-verkon keksimistä. Mielenkiintoista on, että algoritmia koskeva tutkimus palaa 90-luvun alkuun, jolloin Moni Naor ja Cynthia Dwork julkaisivat artikkelin vuonna 1993. Artikkelissa kirjoittajat tutkivat algoritmin mahdollisuuksia estää petoksia.

Vuonna 1999 eräs toinen salaustutkija Markus Jakobsson loi termin “Proof-of-Work” ja se juuttui, kunnes Satoshi Nakamoto yllätti maailman bitcoinin keksinnöllä. Erityisesti Bitcoin blockchain -verkko on yksinkertaisesti toteutusta tutkimuksesta, jonka ensimmäiset vaiheet ovat peräisin vuodelta 1993.

PoW-algoritmi on edelleen suosituin, koska se on harvojen joukossa, joihin ei voida tinkiä. Teknisesti se on yksi niistä algoritmeista, jotka voivat saavuttaa Bysantin vikatoleranssin. Bysantin vikatoleranssi (BFT) on yksinkertaisesti järjestelmän kyky kestää Bysantin kenraalien ongelmaan liittyviä vikoja.

Tämä tarkoittaa, että verkko voi onnistuneesti välttää tilanteita, joissa jotkut solmut voivat yrittää toimia yksimielisyyttä vastaan. Blockchain-tekniikan yhteydessä on selvää, että blockchain-verkoilla ei ole keskusvaltuutusta valvoa tapahtumia. Sen sijaan julkinen pääkirja jaetaan kaikkien osallistujien kesken, joten lohkoketjutekniikka tunnetaan myös nimellä hajautettu pääkirjatekniikka (DLT).

Kun otetaan huomioon julkisiin kirjanpitoihin tallennetut arvokkaat tiedot, on erittäin todennäköistä, että jotkut huonot toimijat saattavat haluta aiheuttaa vikoja itsekkääseen voittoon. Sellaiset huonot näyttelijät esittävät Bysantin kenraalien ongelmaa. Tällä tavalla lohkoketjuverkolla on oltava Bysantin vikatoleranssi tällaisten ongelmien välttämiseksi.

Kuinka PoW toimii?

PoW-algoritmi on selvästikin erittäin turvallinen, koska se kestää BFT: n. Mielenkiintoista on, että toimintatapa tekee siitä vieläkin turvallisemman, joten melko suosittu. Ilman BFT-ominaisuutta verkon jäsen voi väärentää tapahtumia ja siten vaarantaa tapahtuman tuottaman lohkon luotettavuuden.

PoW-algoritmi toimii siten, että verkon solmujen on ratkaistava matemaattinen ongelma, jotta ne voivat luoda seuraavan lohkon. Kuka saa ensimmäisenä ratkaisun matemaattiseen ongelmaan, saa yksimielisen oikeuden valita lohko, joka tulisi lisätä alustan viereen.

Tämän seurauksena tämä onnistunut solmu saa valuutan palkkiona. Bitcoin-verkossa palkita bitcoin-tunnus. Siksi on kannustin jatkaa matemaattisten ongelmien ratkaisemista, jotta voidaan saada lupa valita seuraava lohko. Lisäksi on nyt selvää, miksi jotkut solmut haluaisivat väärentää liiketoimia ja siksi tarvetta bysanttilaisille vikasietoisuudelle.

Siitä huolimatta ei ole helppoa saada vastausta matemaattiseen ongelmaan. Tällöin solmujen on löydettävä ratkaisu ongelmaan raakan voiman avulla. Tämä tarkoittaa, että ne solmut, joilla on suurin laskentateho, löytävät todennäköisimmin ratkaisun matemaattiseen ongelmaan. Näitä laskentaan osallistuvia solmuja kutsutaan kaivostyöläisiksi ja ongelmanratkaisuprosessia kutsutaan kaivoksiksi.

Miksi Blockchain-työn todistus onnistuu

Kaivosprosessi on energiaintensiivinen, koska se vaatii suurempaa laskentakykyä kunkin peräkkäisen ongelman ratkaisemiseksi. Sellaisena prosessi kuluttaa paljon sähkövirtaa. Tarkastelemme tätä näkökohtaa myöhemmin ja miksi se on yksi syy siihen, miksi ihmiset siirtyvät algoritmista muihin vaihtoehtoihin. Siitä huolimatta PoW on tällä hetkellä varsin onnistunut kahdesta syystä.

Ensinnäkin matemaattisen ongelman ratkaisun saaminen on melko vaikeaa. Siksi solmujen on käytettävä aikaa hankaliin laskelmiin. Mielenkiintoista on, että laskentatehon tarjonta on melko tiukkaa, mikä tarkoittaa, että harvoilla toimijoilla on pääsy siihen. Mielenkiintoista on, että tämä ominaisuus on myös syy mahdottomuuteen solmujen huijaamiseen tapahtumien aikana.

Oletetaan esimerkiksi, että huono toimija haluaa hyökätä tietylle lohkolle rekisteröidyille verkko- ja vikatiedoille. Jos koko verkossa on kymmenen lohkoa ja huonon näyttelijän kohdelohko on numero seitsemän, huonon näyttelijän on muutettava kyseisiä tietoja lohkolle kymmenen, yhdeksän kahdeksan ja sitten seitsemän, mikä on kohde. Kun otetaan huomioon yhden lohkon kaivamiseen tarvittava laskentateho, on melkein mahdotonta muuttaa yhtä neljän lohkon tietoja. Pohjimmiltaan ei ole tietokonetta, joka kykenisi ratkaisemaan tällaisen ongelman.

Toiseksi PoW on onnistunut, koska kun solmu luo lohkon, muut solmut voivat helposti varmistaa ratkaisuun johtaneen prosessin. Erityisesti tämä johtuu osittain ratkaisua tarvitsevan ongelman luonteesta. Ongelman ratkaisemiseksi kaivostyöläisen on löydettävä vastaus, joka on pienempi kuin ennalta määritetty arvo.

Esimerkiksi verkko voi esittää arvon, kuten 10. Jotta ratkaisu olisi oikea, on varmistettava, että ratkaisu on alle 10 eli yhdeksän. Jos kaivosmies saapuu onnistuneesti yhdeksään, muut solmut seuraavat helposti menettelytapaa, jolla kaivosmies käytti ratkaisua. Se kuitenkin mutkistuu, jos kauppa väärennetään.

Mitä työn todistamisella on tulevaisuus?

Kuten aiemmin mainittiin, työtodistus hankkii tonnia energiaa laskelmien loppuunsaattamiseksi. Mielenkiintoista on, että tämä on yksi suurimmista epäonnistuneista kohdista, jotka algoritmin vähentäjät kutsuvat. Viime vuoden marraskuuhun mennessä, raportit ilmoitti, että yhden dollarin bitcoinin louhinta oli kaksi kertaa kalliimpaa kuin kulta, kupari tai platina kulutetun energian suhteen.

Mukaan tutkijoille yhden dollarin bitcoinin louhinta vaatii yli 17 megajoulea energiaa. Mielenkiintoista on, että kullan louhinta vie vain noin viisi megajoulea, kuparin louhinta ja platinan louhinta seitsemän. Siksi hanke on osoittautumassa paljon kalliimmaksi ja kun otetaan huomioon, että kryptovaluutan hinta on melko epävakaa.

Lisäksi, kun lisää lohkoja lisää olemassa olevaan lohkoketjuun, seuraavien lohkojen ongelmien ratkaisuprosessi vaikeutuu. Erityisesti laskennallinen prosessi on paljon vaikeampaa, ja sellaisenaan tarvitaan monimutkaisempia laitteita, jotka pystyvät käsittelemään laskelmat. Tämän seurauksena kaivoslaitteiden hinta nousee räjähdysmäisesti.

Kaikki nämä kysymykset ovat tulevaisuus, joka on jonkin verran synkkä tälle algoritmille. Mielenkiintoista on, että on hallituksia, jotka ovat jo määrittäneet kaivostoiminnalle moratoriot voidakseen laatia asianmukaisen lainsäädännön vastaamaan kaivostoiminnan korkeaa energiankulutusta. Jo jotkut blockchain-verkot, kuten Ethereum, jotka alun perin luottivat PoW-algoritmiin, ovat siirtymässä muihin vaihtoehtoihin, kuten panoksen todistamiseen. Pohjimmiltaan on todellinen mahdollisuus, että pöytäkirja muuttuu perusteellisella tavalla pyrkiessään järkeistämään sen käyttöä tai ihmiset hylkäävät sen kokonaan.

Haasteet PoW: lle

Kuten aiemmin keskusteltiin, PoW joutuu kohtaamaan eksistentiaalisia uhkia suurista haasteista. Energiankulutuksen suhteen on jo selvää, että algoritmi on hyvin anteeksiantamaton sähkön käytössä. Kun tähän lisätään kaivoslaitteiston nousevat kustannukset, kaikki jäävät purevaan päänsärkyyn algoritmin käsittelemiseksi.

Siksi on selvää, että PoW-algoritmin suurin haaste on laskennallisten ongelmien ratkaisun nousevat kustannukset. Erityisesti on käytettävä keskimäärin 4758 dollaria Yhdysvalloissa kaivamaan vain yksi bitcoin. Saksassa hinta nousee 14 275 dollariin, kun taas Etelä-Korea on kallein 26 170 dollaria. Mielenkiintoista on, että CoinMarketCap osoittaa sen hinta yhden bitcoinin hinta on tällä hetkellä 4089 dollaria. Siksi on selvää, että Yhdysvalloissa, Saksassa ja Etelä-Koreassa kaivostyöntekijälle koituu suuria tappioita, jos hän suorittaa kaivostoimintaa.

Toinen PoW-algoritmin kohtaama haaste on, että sitä ei ole todella hajautettu. Asiantuntevat tarkkailijat huomauttavat, että milloin tahansa vain yksi solmu on vastuussa kirjanpidon ylläpidosta. Tämä on sama henkilö, jolla on lupa valita seuraava lohko, ja on sama henkilö, joka saa palkkion lohkon lisäämisen jälkeen.

Korjauksena blockchain-tekniikan käyttäjät ovat vaativa perusteelliseen muutokseen kirjanpitojen käsittelyssä lohkoketjuverkossa. Erityisesti käyttäjät haluavat, että kirjanpidot asuvat monissa ikäisissä samanaikaisesti, jotta vältetään pääkirjaa isännöivän yksittäisen solmun “diktaattorikohtaus”. Pohjimmiltaan tämä tarkoittaa kirjanpidon hajottamista moniin paloihin siten, että yhdelläkään solmulla ei ole selkeää kuvaa pääkirjan sisällöstä.

Blockchain proof of work -algoritmivaihtoehto

Jotkut kehittäjät pyrkivät parantamaan lohkoketjutilaa keksimällä vaihtoehtoja lohkoketjun todistamiseen työalgoritmista, jotka ovat yksinkertaisesti muun tyyppisiä konsensusalgoritmeja. Toistaiseksi on olemassa lukuisia vaihtoehtoja, joista osa mainittiin aiemmin. Tässä tarkastelemme vain yhtä vaihtoehdoista, joka on osoitus panoksesta.

Blockchain-todiste panoksesta

Konsensusalgoritmina todiste panoksesta tuli ensimmäisen kerran blockchain-kohtaukseen vuonna 2011, kaksi vuotta työn todistamisen jälkeen. Suurin ero työn todistamisen ja panoksen todistamisen välillä on se, että jälkimmäisten käyttäjien ei tarvitse ratkaista monimutkaisia ​​ongelmia yksimielisyyden saavuttamiseksi. Päinvastoin, käyttäjien on käytettävä vain kryptovaluutta panoksena konsensuksen saavuttamiseksi.

Näin se toimii. Kaikilla PoS-protokollaa käyttävän lohkoketjuverkon osallistujilla on oltava peruskryptovaluutta osallistua konsensuksen tekemiseen. Esimerkiksi, jos Ethereum-lohkoketjuverkko siirtyy onnistuneesti PoS-palveluun, käyttäjien on oltava Ether-tilit voidakseen osallistua.

Niille osallistujille, jotka haluavat kaivaa seuraavan lohkon, on panostettava heillä oleva valuutta. Mielenkiintoista on, että yhden lohkon valinnan mahdollisuudet riippuvat sidotun salauksen määrästä. Jos esimerkiksi kokonaispanos on 2% kaikesta verkossa olevasta salauksesta, solmulla on 2% mahdollisuus jäljitellä seuraavaa lohkoa.

Siksi, vaikka kaivostoimintaa esiintyy edelleen tässä protokollassa, on selvää, että se ei riipu laskelmista, kuten työn todistamisesta. Edelleen panosprosessin todistaminen valitsee kaivostyöläisen satunnaisesti ja hän saa palkkion transaktiomaksuna. Siksi on erittäin todennäköistä, että kuka tahansa panostajien joukosta voi vaatia kaivosvastuuta. Lisäksi hajauttamista on paljon enemmän, koska jokainen toiminta satunnaistetaan.

Todistuspanoksen ansiot

Tässä tapauksessa on ilmeistä, että virrankulutusnopeus on melkein vähäpätöinen verrattuna algoritmia estävään lohkoketjuun. Jatkossa protokollat, joiden energiantarve on alhainen, saavat merkityksen, koska sähkökustannukset nousevat. Lisäksi se, että algoritmi kuluttaa vähemmän energiaa, tarkoittaa, että se ei vaadi hienostunutta laitteistoa kaivosprosessin helpottamiseksi. Viime kädessä tämä on osoitus siitä, että protokolla on kustannustehokas sekä lyhyellä että pitkällä aikavälillä.

Toinen panoksen todistamisen ansio on kaivosprosessista vastaavan solmun valintaprosessin satunnaistaminen. Se olisi ollut suuri takaisku, jos valinta riippuisi vain omistamastasi panoksesta. Tällä tavoin vain alustan rikkaimmilla solmuilla olisi liikkumavaraa liiketoimien suorittamiseen ja että ne kasvaisivat edelleen rikkaammiksi.

Päinvastoin, satunnaistettu prosessi varmistaa, että kaikilla, joilla on osuutta, on todelliset mahdollisuudet osallistua kaivosprosessiin. Tämä on myös todiste siitä, että on olemassa todellinen hajauttaminen, jossa, toisin kuin PoW, ei ole yhtä solmua, joka olisi vastuussa koko kirjanpidosta missään vaiheessa.

Lisäksi todistettavaksi tuleva prosessi tai työ ei ole vain energiaintensiivinen vaan myös aikaa vievä. Erityisesti se kestää 40-60 minuuttia, ennen kuin validoijat hyväksyvät tapahtumat lohkoketjuverkossa todistuksena työprotokollasta. Päinvastoin, validointiprosessi PoS-alustalla on nopeaa, koska kaivostoiminta on nopeaa ja tehokasta. Tästä syystä Ethereum-verkko odottaa kasvavan merkittävästi tapahtumien määrää sekunnissa, kun ne siirtyvät PoS: ään.

PoS: n vaatimukset

Ei ole yllättävää, että uudella tekniikalla, joka on vielä kehitteillä, PoS: llä on useita sudenkuoppia, jotka saattavat aiheuttaa ongelmia, jos ne kohtaavat. Ensinnäkin se, että validoijien on vain panostettava kryptovaluuttansa voidakseen kaivaa, on valtava ongelma. Erityisesti tämä tarkoittaa, että mikä tahansa huono toimija, joka voi hankkia erittäin suuren määrän tunnuksia, voi yhtäkkiä voittaa kaikki muut validoijat ja ottaa verkon hallinnan.

Talouslait kuitenkin suojaavat verkkoa tällaiselta hyökkäykseltä. Erityisesti mikä tahansa äkillinen merkkien ostoprosentin nousu laukaisee merkkien hinnan jyrkän nousun siihen pisteeseen, että hyökkääjälle tulee siitä kestämätön.

Toiseksi on mahdollista, että solmu validoidaan roistoksi ja validoidaan haitalliset tapahtumat. Toinen samanlainen uhka voi ilmetä, kun verkon haarukka on olemassa. Asiantuntevien tarkkailijoiden mukaan solmut voivat sijoittaa merkkejä haarukoiden molemmille puolille, jotta ne voivat suorittaa kaksinkertaisen kaupan.

Lieventämisessä jotkut kehittäjät luovat PoW: n ja PoS: n yhdistelmän, jossa käyttäjät eivät voi käyttää rahaa kahdesti. Täällä heidän rahakkeistaan ​​tulee välittömästi arvottomia, kun on olemassa verkkohaarukka. Esimerkiksi Ethereum kehittää PoS: n parannettua versiota nimeltä Casper, joka auttaa hillitsemään tällaisia ​​roistovaltaajia.

Yhteenveto / loppukommentit

Blockchain-tekniikka on parhaillaan muuttumassa, kun tarve tiukempaan turvallisuuteen ja hajauttamiseen lisääntyy. Lisäksi kaivostoiminnan kustannukset ovat huomattavasti korkeat, ja monet harrastajat putoavat tien reunaan. Siksi tarvitaan myös konsensusalgoritmi, joka tukee halvempia ja nopeampia menetelmiä tekniikan pitkän aikavälin soveltamisen takaamiseksi.

Suurin nykyään suosittu konsensuspöytäkirja on todiste työstä. Erityisesti algoritmi käyttää bitcoinia ja Ethereumia (ennen täydellistä siirtymistä todistuksen saamiseksi). Erityisesti algoritmi on edelleen suosikki Bysantin vikatoleranssin (BFT) ominaisuuden vuoksi. Energiaintensiivinen luonto on kuitenkin olemassa eksistentiaalinen uhka.

Vaihtoehtoinen konsensusprotokolla on todiste panoksesta, jossa validoijat käyttävät kryptovaluuttansa panoksena osallistuakseen kaivoksiin. Erityisesti algoritmi on energia- ja kustannustehokas ja validointiprosessi on nopea. Alla on näiden kahden algoritmin yksityiskohtainen vertailu.

Työtodistuksen ja panosalgoritmien todistuksen vertailu
Tyypillinen Blockchain Todiste työstä Blockchain Todiste panoksesta
Kaivostoiminta Kaivosmies valitaan kyvyllä ratkaista monimutkainen laskennallinen ongelma Jokaisella, jolla on panosta, on mahdollisuus olla kaivosmies, eikä siihen liity mitään laskelmia
Vahvistus Se vie kauemmin, koska validoijien on seurattava kaivostyöläisen tekemät laskelmat Lyhyempi, koska laskelmia ei ole mukana
Skaalautuvuus Koska kaikkien solmujen on osallistuttava validointiin, algoritmia on vaikea skaalata Kaikki solmut eivät osallistu validointiin, joten se on nopea ja erittäin skaalautuva
Energiankulutus Melko energiaintensiivinen validoinnin laskennallisen luonteen vuoksi. Se on erittäin energiatehokas, koska se ei vaadi minkäänlaisia ​​laskelmia
Salaus Huonot toimijat todennäköisesti “salaavat” muita tietokoneita tarjotakseen enemmän laskentatehoa kaivostoimintaan Kukaan ei ole vaarassa kryptokoskimisesta, koska kaivostoiminta ei tarvitse valtavia määriä laskentatehoa
Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map