Blocks News
4 subscribers

Обзор нескольких необычных алгоритмов блокчейн консенсусов

На сегодняшний день в мире блокчейна существует более 72 разнообразных алгоритмов консенсуса. Среди них есть как привычные всем алгоритмы, например, Proof-of-Work, Proof-of-Stake, так и весьма странные, и, иногда, сложные для объяснения.
Давайте рассмотрим несколько из них.

Обзор нескольких необычных алгоритмов блокчейн консенсусов

Блокчейн консенсус

Давайте для начала вспомним, что такое блокчейн консенсус?

Консенсус — это способ достижения согласия в группе. Голосование происходит в пользу большинства, не учитывая интересы меньшинства, но с другой стороны, это гарантирует достижение соглашения, которое несет пользу всей группе.

С более идеалистической точки зрения алгоритм консенсусе помогает группе людей, разбросанных по всему миру, для создания более равноправного и справедливого общества.

В блокчейне консенус используется для достижения соглашения, какой блок считать корректным, и класть его в цепочку, а какой - некорректным, и "забывать его".

Доказательство активности

В обзоре мы рассмотрим два алгоритма, основанных на идее доказательства активности. Оба алгоритма существуют достаточно давно, и протестированы при использовании в нагруженных сетях, однако у них абсолютно разный принцип работы.

Proof-of-Activity

Изначально опубликованный в 2014 году в исследовательском документе https://eprint.iacr.org/2014/452.pdf вызвал достаточно большое количество споров.

Алгоритм Proof-of-Activity часто путают с Proof-of-Authority из-за схожей аббревиатуры (PoA)/

Этот гибридный алгоритм консенсуса основан на использовании одновременно компонентов Proof-of-Work и Proof-of-Stake.

Генерация блока начинается традиционным способом, и майнеры борются за то, чтобы первыми решить задачу и получить вознаграждение.

Разница в том, что добываемые блоки не содержат транзакций. Это просто шаблоны с информацией заголовка и адресом вознаграждения за майнинг.

Как только этот почти пустой блок добыт, система переключается на протокол проверки доли (PoS). Информация заголовка созданного блока используется для выбора случайной группы валидаторов для подписи блока. Выбор производится среди держателей монет (stakeholders), и чем больше доля, которую имеет валидатор, тем больше вероятность, что он будут выбран для подписания нового блока.

Как только все выбранные валидаторы подписывают блок, он становится действительной частью цепочки блоков.

На текущий момент алгоритм используется в блокчейнах:

LCPoA - Limited Confidence Proof of Activity

Относительно новый алгоритм, реализующий другой принцип доказательства активности.

Основная идея: Замена производителей блоков (майнеров) на самостоятельную генерацию блоков каждым узлом, при сохранении максимальной децентрализации.

Состоит из двух компонентов:

Proof-of-Activity

Алгоритм, основанный на модификации алгоритма Proof-of-Work, в сторону уменьшения расхода вычислительных ресурсов — как и в классическом PoW требуется подбор хеша блока, но в качестве дополнительного значения nonce используется текущая метка времени  - timestamp.

При этом, из-за особенностей "сырого" алгоритма, злоумышленник может попытаться пересоздать часть или всю цепочку блоков с самого начала, и совершить атаку 51 %, затратив при этом малое количество вычислительных ресурсов. Для предотвращения подобной ситуации, алгоритм дополняется алгоритмом «Ограничения доверия» (Limited Confidence).

Limited Confidence

Алгоритм «Ограничения доверия», Limited Confidence, представляет собой систему автоматического создания контрольных точек блокчейн. В основе алгоритма лежит система, которая запрещает перезапись цепочки блоков, старше определенного заданного порога. Например, при установке порога в 5 минут, будет возможна перезапись блоков, не старше 4 минут 59 секунд.

Это позволяет предотвратить любую возможную атаку 51 % на основную часть цепочки блоков, при этом используя заранее известное константное время для подтверждения добавления блока в сеть.

Схожий принцип создания контрольных точек в сети блокчейн используется криптовалютой Peercoin.

На текущий момент используется:

Proof-of-Burn

Алгоритм доказательства «сжигания»

Самая популярная реализация принадлежит Йену Стюарту.

Идея в том, что задать майнеру трудность без привлечения реальных ресурсов, как в доказательстве работы, когда тратятся электричество и оборудование, и не PoS, где надо накопить деньги.

Под «сжиганием» понимается отправка на адрес, куда отправить нельзя (разный для разных криптовалют). Таким образом, сценарий должен предполагать «намеренно глупую» вещь. Тот, кто пожертвовал монетами (почти как вложился в майнинг), получает право собирать транзакционные сборы. Это полезно для рыночной цены на зрелом этапе работы валюты.

На текущий момент используется в:

Proof-of-Weight

"Доказательство веса"

Это группа алгоритмов консенсуса. Общая идея заключается в том, что если в PoS ваш процент токенов, принадлежащих сети, дает вероятность «обнаружения» следующего блока, в системе Proof-of-Weight используется другое другое взвешенное значение. Конкретный пример: Proof-of-Spacetime от Filecoin взвешен на том, сколько данных IPFS вы храните. Другие системы могут включать в себя вес таких вещей, как «Доказательство репутации».

На текущий момент используется в:

Вместо заключения

В следующей статье мы посмотрим на несколько других представителей необычных блокчейн консенсусов.

В целом, можно отметить, что несмотря на обрушение рынка криптовалют, блокчейн - как технология, не только осталась жива, но и стала развиваться ещё активнее. Эксперты отмечают, что 2019 год станет годом внедрения блокчейна в большинство сфер реального сектора, и новые варианты алгоритмов консенсуса помогут адаптировать технологию под современный бизнес.