Методы достижения консенсуса в сети Blockchain
Концепция биткойн – виртуальная валюта, основанная на блочной цепочке и сети распределенных регистров – известна уже несколько лет. На основе биткойна было создано множество проектов, которые были новаторскими по-разному. Одной из особенностей инноваций является способ добычи («рытье») новых единиц монет. Методы достижения консенсуса направлены на то, чтобы установить, какие транзакции будут одобрены и добавлены в блок.
Доказательство работы (PoW)
Доказательством работы в настоящее время является самым популярным алгоритмом совместимости, используемым в таких криптовалютах, как биткойн и эфириум. В случае этого алгоритма требуется компьютер, который выполняет большое количество простых вычислений (разрешение хэш-функции), что заключаются в нахождении правильной последовательности цифр. Победителем является человек или группа, которые найдут решение быстрее всего. Когда это происходит, в зависимости от типа монеты, победитель получает бонус в виде вознаграждения за блок. Он также получает стоимость сборов, выплачиваемых всеми лицами, чьи транзакции принимают участие в ранее проверенном блоке.
Решающим преимуществом этого решения является сетевая безопасность и предотвращение двойных расходов (двойные затраты). Человек, который хотел бы изменить результат предыдущего блока, должен будет работать против всей сети. Это потребует дополнительной вычислительной мощности и не будет экономически выгодным. Здесь следует добавить, что метод PoW основан на вероятности.
Важной проблемой этой системы является отсрочка транзакций, поскольку переводы с более низкой ставкой не рассматриваются, как приоритет – они помещаются в очередь или, в худшем случае, они вообще не обрабатываются сетью. Здесь мы имеем дело с рентабельностью шахтеров, которые не хотят обрабатывать транзакции с низкой нормой прибыли. Через некоторое время в системе могут произойти изменения, которые исключат майнеров, что сделает реестр менее безопасным. При одновременном увеличении интереса пользователей может возникнуть ситуация, когда мы получим уязвимую сеть с большим временем ожидания.
Подтверждение емкости (PoC)
Это решение очень похоже на PoW. Оно также использует аппаратные ресурсы, в данном случае дисковое пространство. Altcoins (криптовалюты, отличные от Bitcoin), которые используют эту систему: burst, permacoin, storj. С одной стороны, эти алгоритмы могут использоваться для создания резервных копий важной информации, такой как цифровые библиотеки или регистры, а с другой стороны, это способ защитить сеть от проблемы двойного выпуска. В этом случае существует определенный тип работы, связанный с поддержкой дисков и ресурсов, но, с другой стороны, эта работа не «бесполезна» и не выполняется только для поддержки сети.
Метод PoC имеет аналогичный механизм вероятности с PoW. В этом случае сумма графических (подготовленных для копания) дисковых ресурсов является единицей вероятности, поэтому с дисковым пространством размером 1 Тб есть вероятность «выкопать» блок. В этой системе также очень важно, как и в PoW, объединиться в группы, называемые «пулы», чтобы увеличить уменьшить дисперсию вероятности копания блока и получения выигрыша. Угрозами в этой системе могут быть игроки с большими дисковыми ресурсами.
Доказательство ставки (PoS)
Доказательство ставки – один из способов защищать сеть блокчейн, которая требует от пользователя наличия определенного количества токенов и постоянного доступа к сети. Предположим, что существует простая сеть со 100 токенами без определенных минимальных ресурсов, необходимых для участия в процессе копания. С 10 жетонами мы получаем 10% -ный шанс «выкопать» другой блок. Чем больше количество токенов, тем больше шансов на проверку блока. Часто в системах PoS все монеты уже доступны, а участники системы конкурируют друг с другом за транзакционные сборы. Altcoin-системы, использующие этот метод, включают одобрение сделки.
Система Peercoin
В системе peercoin более крупные количества токенов имеют большую покупательную способность при рытье. Это приводит к проблеме монополизации сети – пользователи, у которых большие ресурсы, становятся богаче быстрее, чем те, у кого небольшие ресурсы, и это преимущество растет. Поэтому существуют способы предотвратить такую практику путем введения ограниченных жизненных ресурсов. После каждой успешной проверки блока пользователь должен подождать минимум 30 дней, прежде чем система попросит его ресурсы подтвердить следующий блок.