คุณสมบัติหลักของเทคโนโลยีบัญชีแยกประเภทแบบกระจายคือไม่มีอำนาจส่วนกลาง ซึ่งหมายความว่าหลักของเทคโนโลยีผู้เข้าร่วมต้องยอมรับสถานะของบัญชีแยกประเภท นี่เป็นส่วนพื้นฐานของระบบแบบกระจายใด ๆ และวิธีการนำไปใช้กำหนดส่วนที่เหลือของสถาปัตยกรรม สิ่งนี้เรียกว่าอัลกอริทึมฉันทามติ.
อัลกอริทึมฉันทามติเป็นหัวใจสำคัญของระบบกระจาย เป็นส่วนสำคัญและการออกแบบและการนำไปใช้งานจะต้องได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบสำหรับผู้ที่ต้องการสร้างโปรโตคอล อัลกอริทึมฉันทามติที่ดีจำเป็นต้องให้ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้:
1. ข้อตกลง: โหนดทั้งหมดในเครือข่ายต้องได้ผลลัพธ์ที่เกี่ยวข้องกับสถานะของเครือข่าย.
2. ความทนทานต่อความผิดพลาด: อัลกอริทึมควรมีความสามารถในการทำงานอย่างถูกต้องแม้ว่าจะมีโหนดผิดพลาดหรือไม่ซื่อสัตย์ก็ตาม.
3. การสิ้นสุด: กระบวนการฉันทามติจะต้องมีการหยุดที่ชัดเจนหลังจากนั้นโหนดทั้งหมดจะมาถึงการตัดสินใจ.
4. ความซื่อสัตย์: โหนดทั้งหมดควรบรรลุขั้นสุดท้ายภายในหนึ่งรอบฉันทามติ.
นี่คือลักษณะพื้นฐานของกลไกฉันทามติในการทำงาน อัลกอริทึมเฉพาะอาจมีแนวคิดที่นำเสนอมากกว่าหรือแตกต่างกัน แต่ในบางวิธีสิ่งเหล่านี้ทั้งหมดจะใช้ร่วมกันโดยโปรโตคอลการกระจายอำนาจ นอกจากนี้อัลกอริทึมฉันทามติยังมีชั้นคุณสมบัติที่จำเป็นเพื่อให้ทำงานได้.
เหล่านี้คือ:
1. ความสม่ำเสมอ: คุณสมบัตินี้หมายความว่าโหนดที่ซื่อสัตย์ทั้งหมดสร้างค่าเดียวกันซึ่งถือว่าเป็นโหนดที่ถูกต้อง.
2. ความอดทน: ความสามารถในการทนต่อโหนดที่ผิดพลาดหรือไม่ซื่อสัตย์และความสามารถในการกู้คืนของเครือข่าย.
3. ความเป็นอยู่: ตราบเท่าที่จำนวนโหนดที่ถูกบุกรุกต่ำกว่าขีด จำกัด ที่ยอมรับได้สิ่งเหล่านี้ไม่สามารถหยุดหรือชะลอไม่ให้เครือข่ายบรรลุฉันทามติได้.
4. การรับรองความถูกต้อง: คุณสมบัตินี้รับรองว่ามีกลไกในการยืนยันตัวตนของโหนดผู้เข้าร่วม.
5. โครงสร้างองค์ประชุม: ในระบบแบบกระจายจะต้องมีคะแนนเสียงขั้นต่ำในการดำเนินการเท่านั้น.
6. การไม่ปฏิเสธ: วิธียืนยันตัวตนของบัญชีผู้ส่งเพื่อให้สามารถโต้แย้งธุรกรรมได้.
7. อำนาจที่เท่าเทียมกัน: โหนดทั้งหมดในเครือข่ายต้องมีความจุเท่ากันโดยไม่มีอำนาจส่วนกลางที่สามารถลบล้างการตัดสินใจได้.
อีกครั้งนี่เป็นชุดคุณสมบัติพื้นฐานสำหรับอัลกอริธึมฉันทามติแบบกระจายอำนาจในอุดมคติ กลไกที่แท้จริงทั้งหมดไม่ได้เป็นไปตามกฎเหล่านี้ ตัวอย่างหนึ่งคือ IOTA ซึ่งมีผู้สังเกตการณ์ส่วนกลางที่สามารถปรับเปลี่ยนการตัดสินใจของโหนดได้ สำหรับคนเจ้าระเบียบการรวมเข้าด้วยกันหมายความว่า IOTA ไม่ใช่เครือข่ายแบบกระจายอำนาจอย่างแท้จริงแม้ว่าจะมีคุณสมบัติอื่น ๆ.
ก่อนที่จะตรวจสอบอัลกอริทึมฉันทามติที่ใช้บ่อยที่สุดเราจำเป็นต้องจดบันทึกบางสิ่งไว้ สิ่งที่เราจะพูดคุยเกี่ยวกับการทำงานโดยส่วนใหญ่จะมีบล็อกเชน กล่าวคือโครงสร้างข้อมูลที่เรียกว่าบล็อกเชนคือจุดที่มีไว้เพื่อให้ทำงานได้ โครงสร้างข้อมูลอื่น ๆ สามารถใช้ได้ในเครือข่ายแบบกระจายอำนาจเช่นกราฟ acyclic ที่กำหนดทิศทาง (DAG), Hashgraph เป็นต้นสิ่งเหล่านี้มีอัลกอริธึมที่เป็นเอกฉันท์.
ดังที่กล่าวไว้ blockchain ยังคงเป็นโครงสร้างข้อมูลที่ได้รับความนิยมมากที่สุด มันถูกนำมาใช้ครั้งแรกกับ Bitcoin; Ethereum นำมาใช้และแม้กระทั่งตอนนี้โปรโตคอลรุ่นที่สามใหม่เช่น Cardano ก็ใช้มัน ดูเหมือนว่าในอนาคตอันใกล้ blockchain จะยังคงเป็นเทคโนโลยีที่โดดเด่น.
จีนอยู่ในระดับแนวหน้าของการบูรณาการบล็อกเชน เช็คเอาท์ กลยุทธ์บล็อกเชนทั้งหมดของพวกเขาและเหตุใดพวกเขาจึงรวมเทคโนโลยีบล็อกเชนเข้ากับระบบเศรษฐกิจได้อย่างรวดเร็ว.
ประเภทของอัลกอริทึมฉันทามติ
ที่นี่เราจะให้ภาพรวมทั่วไปของสิ่งที่ได้รับความนิยมมากที่สุดใน blockchain.
หลักฐานการทำงาน
หลักฐานการทำงานเป็นอัลกอริธึมฉันทามติที่ทำงานได้เป็นครั้งแรกและยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด ในนั้นแต่ละโหนดจะแข่งขันกันเพื่อค้นหาฟังก์ชันแฮชที่แสดงถึงรายการธุรกรรมภายในบล็อกและมีการเพิ่ม nonce ไว้ด้านบน nonce คือตัวเลขที่กำหนดให้ฟังก์ชันแฮชนำหน้าด้วยเลขศูนย์จึงจะถูกต้อง กระบวนการค้นหาฟังก์ชันแฮชนี้เรียกว่าการขุด.
คลิกที่นี่เพื่อ อ่านทั้งหมดเกี่ยวกับคู่มือฉบับสมบูรณ์เกี่ยวกับสถาปัตยกรรมของ Bitcoin.
โหนดเครือข่ายทั้งหมดแข่งขันกันในกระบวนการที่เรียกร้องฮาร์ดแวร์อย่างมากในการขุดเพื่อรับ Bitcoin เป็นรางวัล หลายคนวิพากษ์วิจารณ์ว่าความเข้มของพลังงานในการพิสูจน์ผลงานนั้นสิ้นเปลืองและเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ค่าไฟฟ้าและฮาร์ดแวร์ของการขุดยังนำไปสู่การรวมศูนย์เครือข่ายในหลายประเทศ.
สิ่งนี้ส่งผลให้มีการออกแบบอัลกอริทึมฉันทามติใหม่.
หลักฐานการเดิมพัน
ทางเลือกหลักในการพิสูจน์การทำงาน (PoW), Proof of Stake (PoS) ได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วในโลกของบล็อกเชน ในนั้นโหนดในเครือข่ายจะฝากสกุลเงินหลักของโปรโตคอลและล็อกไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง สิ่งนี้ช่วยให้พวกเขาป้อนลอตเตอรีกึ่งสุ่มเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของการทำธุรกรรมครั้งต่อไป.
ความเป็นไปได้ในการถูกเลือกขึ้นอยู่กับจำนวนเหรียญที่เดิมพัน โหนดที่มีเงินฝาก 1,000 เหรียญมีแนวโน้มที่จะถูกเลือกมากกว่าหนึ่งที่มี 500 สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การรวมศูนย์เนื่องจากโหนดที่มีเงินกองกลางจำนวนมากสามารถครอบงำเครือข่ายได้ แม้จะมีความเป็นไปได้นี้ผู้เสนออ้างว่า PoS ทำงานได้ถูกกว่า PoW เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้ฮาร์ดแวร์ราคาแพงในการตรวจสอบธุรกรรม.
หลักฐานการเดิมพันที่ได้รับมอบหมาย
นี่คือรูปแบบของ PoS ที่นี่ผู้มีส่วนได้ส่วนเสียจะใช้เหรียญของตนเพื่อเลือกโหนดที่จะตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรมต่อไป โหนดที่ผู้เข้าร่วมจัดสรรเงินจะกลายเป็นผู้ตรวจสอบความถูกต้องและรับผิดชอบในการเผยแพร่บล็อกไปยังเครือข่าย ผู้มีส่วนได้ส่วนเสียสามารถโหวตให้ออกได้หากพวกเขาทำงานช้าหรือประพฤติตัวไม่สุจริต มีการรวมศูนย์ในระดับที่สูงขึ้นในโมเดลนี้เนื่องจากโหนดที่สามารถเป็นตัวตรวจสอบความถูกต้องมีจำนวน จำกัด และได้รับการคัดเลือกก่อนการลงคะแนนด้วยวิธีการอื่น.
หลักฐานของเวลาที่ผ่านไป
นี่เป็นอัลกอริธึมฉันทามติที่ต้องการของบล็อกเชนเพียงไม่กี่แห่ง ที่นี่แต่ละโหนดจะสร้างช่วงเวลารอสุ่มซึ่งโหนดเข้าสู่โหมดสลีป โหนดที่ตื่นขึ้นมาก่อนจะกลายเป็นตัวตรวจสอบความถูกต้องถัดไป ข้อเสียคือระบบต้องทราบข้อมูลประจำตัวของโหนดเนื่องจากระยะเวลารอคอยจะต้องสุ่ม มิฉะนั้นโหนดที่ไม่ซื่อสัตย์อาจโกงระบบได้.
อัลกอริทึมฉันทามติเป็นหัวใจสำคัญของบล็อกเชน เป็นการตัดสินใจในการออกแบบหลักที่กำหนดสิ่งที่เป็นไปได้และระบบที่เหลือจะทำงานได้เร็วเพียงใด สำหรับผู้ที่ต้องการพัฒนาในโปรโตคอลที่กำหนดหรือสำหรับนักลงทุนที่พยายามพิจารณาว่าโปรโตคอลใดจะเป็นโปรโตคอลที่ดีที่สุดในอนาคตสิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจพื้นฐาน.
