Blockchain konsensus se týká dohody mezi účastníky blockchainové sítě o aktuálním stavu blockchainu. Tento mechanismus konsenzu je zásadní pro bezpečný provoz technologie blockchain a je základem důvěry v síť.
V technologii blockchain se používá několik typů konsenzuálních algoritmů, z nichž každý má své jedinečné vlastnosti a kompromisy. Pojďme se podívat na nejčastěji používané konsensuální algoritmy a vysvětlit, čím je každý z nich jedinečný.
Důkaz práce (PoW)
Proof of Work je původní konsensuální algoritmus používaný v blockchainové technologii, poprvé implementovaný do bitcoinového blockchainu. V PoW účastníci soutěží o vyřešení obtížné matematické hádanky a ten, kdo ji vyřeší jako první, může přidat další blok do blockchainu. Tento proces se nazývá těžba a těžař je za své úsilí odměněn určitým počtem žetonů.
Výhody:
• PoW je bezpečný a v průběhu let se osvědčil jako spolehlivý mechanismus konsensu.
• Je odolný vůči 51 % útokům, kdy jeden subjekt ovládá více než 50 % těžební síly a může manipulovat s blockchainem.
Nevýhody:
• PoW je energeticky náročný a vyžaduje hodně výpočetního výkonu, což vede k vysoké uhlíkové stopě a vysokým nákladům pro těžaře.
• Síť může být pomalá a přetížená, což vede k vysokým transakčním poplatkům a pomalé době potvrzování.
Důkaz vkladu (PoS)
Proof of Stake (PoS) je revoluční mechanismus konsensu, který umožňuje blockchainové síti dosáhnout konsensu o transakcích bez potřeby intenzivního výpočetního výkonu. Berte to jako spravedlivější a udržitelnější alternativu k Proof of Work (PoW). V PoS jsou validátoři vybíráni k ověřování transakcí na základě výše podílu, který drží v síti. Čím větší podíl má validátor, tím vyšší je šance, že bude vybrán k ověření bloku transakcí. To znamená, že na rozdíl od PoW, kde je validace založena na výpočetním výkonu, v PoS je validace založena na vlastnictví.
Výhody
• PoS je mnohem energeticky účinnější než PoW, snižuje uhlíkovou stopu a náklady pro účastníky.
• Transakce jsou zpracovávány mnohem rychleji a za nižší náklady ve srovnání s PoW.
Nevýhody
• PoS je zranitelný vůči útokům typu „Nic v sázce“, kdy ověřovatelé nemají motivaci jednat čestně, protože účastí na útoku nechtějí nic ztratit.
• Je také náchylný k centralizaci, kde malá skupina účastníků ovládá velkou část vsazených tokenů, a proto má významnou kontrolu nad sítí.
Delegovaný důkaz podílů (DPoS)
Delegovaný důkaz o sázce (DPoS) je variací mechanismu konsenzu Proof of stake (PoS), který se používá v některých blockchainových sítích. V systému DPoS držitelé tokenů hlasují pro omezený počet delegátů, kteří jsou zodpovědní za ověřování transakcí a přidávání nových bloků do blockchainu.
Výhody
• DPoS je rychlejší a efektivnější než PoW a PoS, přičemž doba zpracování transakce se měří v sekundách.
• Je demokratičtější než PoS, protože svědci jsou voleni zúčastněnými stranami, díky čemuž je síť decentralizovanější.
Nevýhody
• Stále je náchylná k centralizaci, protože svědci mohou vytvářet kartely a tajně se dohodnout na kontrole sítě.
• DPoS může být také zranitelný vůči cenzuře, protože svědci mají pravomoc blokovat transakce, což vede k potenciální cenzuře sítě.
Byzantská odolnost proti chybám (BFT)
Byzantine Fault Tolerance (BFT) je termín používaný v distribuovaných systémech k popisu schopnosti systému správně fungovat, i když jsou některé jeho součásti vadné nebo narušené. V souvislosti s technologií blockchain se BFT týká schopnosti blockchainové sítě dosáhnout konsensu o transakcích, i když některé z jejích uzlů jednají zlomyslně nebo selhávají.
Existuje několik různých algoritmů, které lze použít k dosažení BFT v blockchainové síti, včetně praktické byzantské tolerance chyb (PBFT) a delegované byzantské tolerance chyb (DBFT). Tyto algoritmy používají různé techniky, jako je hlasování a replikace, k dosažení konsenzu o transakcích i v případě chybných nebo kompromitovaných uzlů.
Výhody
• BFT je rychlý a efektivní, s transakcemi potvrzenými v reálném čase.
• Je bezpečný a odolný, protože dokáže tolerovat selhání až jedné třetiny účastníků v síti a přitom zachovat konsenzus.
Nevýhody
• BFT je vhodný pouze pro povolené blockchainové sítě, protože všichni účastníci musí být známí a důvěryhodní.
• Je zranitelný vůči cenzuře, protože účastníci s významnou hlasovací silou mohou blokovat transakce a manipulovat se sítí.
Mezi další oblíbené mechanismy konsenzu blockchainu patří:
doklad o činnosti (PoA)
Proof of Activity (PoA) je hybridní konsenzuální mechanismus, který kombinuje prvky Proof of Work (PoW) a Proof of Stake (PoS) k zabezpečení blockchainové sítě. V PoA jsou bloky vytvářeny kombinací těžby (PoW) a validace stakery (PoS). PoW část procesu zahrnuje těžaře, kteří řeší složité matematické problémy, aby ověřili transakce a přidali je do blockchainu. Část PoS zahrnuje stakery, kteří drží určité množství tokenů sítě a ověřují bloky vytvořené těžaři.
Důkaz důležitosti (PoI)
Proof of Importance (PoI) je konsensuální mechanismus používaný v některých blockchainových sítích k určení, které uzly mají právo ověřovat transakce a přidávat je do blockchainu. Na rozdíl od Proof of Work (PoW) a Proof of Stake (PoS) PoI zohledňuje nejen výpočetní výkon nebo držení tokenů, ale také další faktory, které demonstrují důležitost uzlu pro síť. V POI je každému uzlu přiřazeno skóre důležitosti, které bere v úvahu různé faktory, jako je počet tokenů držených uzlem, frekvence a hodnota transakcí uskutečněných uzlem a celková aktivita sítě. Uzly s vyšším skóre důležitosti budou pravděpodobněji vybrány pro ověřování transakcí a přidávání bloků do blockchainu.
Doklad o kapacitě (PoC)
Proof of Capacity (PoC) je konsenzuální mechanismus používaný v některých blockchainových sítích k ověřování transakcí a jejich přidávání do blockchainu. Na rozdíl od Proof of Work (PoW) a Proof of Stake (PoS), které se spoléhají na výpočetní výkon a držení tokenů, PoC využívá místo na pevném disku uzlu k určení jeho schopnosti ověřovat transakce. Hlavní výhodou PoC je, že ve srovnání s PoW snižuje spotřebu energie, protože se spoléhá spíše na úložiště než na výpočetní výkon. To však také činí PoC zranitelnějším vůči centralizaci, protože uzly s větší kapacitou pevných disků mohou mít výhodu nad menšími uzly.
Důkaz o spálení (PoB)
Proof of Burn (PoB) je konsensuální mechanismus používaný v některých blockchainových sítích k ověřování transakcí a jejich přidávání do blockchainu. V PoB uzly „spálí“ nebo zničí určité množství tokenů a účinně je odstraní z oběhu, aby prokázaly svůj závazek vůči síti a zvýšily své šance, že budou vybrány k ověření transakcí. Myšlenka PoB spočívá v tom, že uzly, které jsou ochotny obětovat své tokeny pro zabezpečení sítě, budou s větší pravděpodobností čestné a důvěryhodné. Když uzel spálí tokeny, obdrží úměrné množství „těžební síly“, což určuje jeho šance na to, že bude vybrán pro ověřování transakcí a přidávání bloků do blockchainu.
Dolní linie
Koncept konsenzu je zásadním aspektem každého blockchainového systému. Různé mechanismy konsensu, jako je Proof of Work, Proof of Stake, Delegated Proof of Stake a další, hrají zásadní roli při zajišťování bezpečnosti, decentralizace a efektivity blockchainové sítě. Každý mechanismus konsenzu má své vlastní jedinečné vlastnosti a kompromisy, takže je důležité, aby uživatelé pečlivě zhodnotili své možnosti, než si vyberou tu správnou pro své potřeby. S pokračující evolucí technologie blockchain je pravděpodobné, že se v budoucnu objeví nové a vylepšené mechanismy konsenzu, které dále rozšíří možnosti pro decentralizované systémy.
Zdroj: https://www.cryptopolitan.com/explained-types-of-blockchain-consensus/