Το κύριο χαρακτηριστικό της τεχνολογίας κατανεμημένου καθολικού είναι ότι στερείται κεντρικής αρχής. Αυτό σημαίνει ότι στον πυρήνα της τεχνολογίας, οι συμμετέχοντες πρέπει να συμφωνήσουν σχετικά με την κατάσταση του καθολικού. Αυτό είναι το θεμελιώδες κομμάτι κάθε κατανεμημένου συστήματος και ο τρόπος εφαρμογής του καθορίζει την υπόλοιπη αρχιτεκτονική. Αυτό ονομάζεται αλγόριθμος συναίνεσης.
Λόγω της συντριπτικής του φύσης, ο αλγόριθμος συναίνεσης είναι η καρδιά ενός κατανεμημένου συστήματος. Είναι το κεντρικό μέρος και ο σχεδιασμός και η εφαρμογή του πρέπει να εξεταστούν προσεκτικά για όσους θέλουν να δημιουργήσουν ένα πρωτόκολλο. Ένας καλός αλγόριθμος συναίνεσης πρέπει να δώσει τα ακόλουθα αποτελέσματα:
1. Συμφωνία: Όλοι οι κόμβοι στο δίκτυο πρέπει να φτάσουν στο αποτέλεσμα σχετικά με την κατάσταση του δικτύου.
2. Ανεκτικό σφάλμα: Ο αλγόριθμος πρέπει να έχει την ικανότητα να λειτουργεί σωστά, ακόμη και με την παρουσία ελαττωματικών ή ανέντιμων κόμβων.
3. Λήξη: Η διαδικασία συναίνεσης πρέπει να έχει μια σαφή στάση μετά την οποία όλοι οι κόμβοι καταλήγουν σε απόφαση.
4. Ακεραιότητα: Όλοι οι κόμβοι θα πρέπει να επιτυγχάνουν την ολοκλήρωση εντός ενός κύκλου συναίνεσης.
Αυτά είναι τα βασικά χαρακτηριστικά ενός μηχανισμού συναίνεσης εργασίας. Συγκεκριμένοι αλγόριθμοι ενδέχεται να έχουν περισσότερες ή διαφορετικές εκδόσεις των εννοιών που παρουσιάζονται, αλλά με κάποιους τρόπους, όλα αυτά μοιράζονται από οποιοδήποτε αποκεντρωμένο πρωτόκολλο. Επιπλέον, οι αλγόριθμοι συναίνεσης έχουν ένα ουσιαστικό επίπεδο ιδιοτήτων που πρέπει να έχουν για να λειτουργήσουν.
Αυτά είναι:
1. Συνοχή: Αυτή η ιδιότητα σημαίνει ότι όλοι οι ειλικρινείς κόμβοι παράγουν την ίδια τιμή που θεωρείται η σωστή.
2. Ανοχή: Η ικανότητα αντοχής σε μερικούς ελαττωματικούς ή ανέντιμους κόμβους και την ικανότητα ανάκτησης του δικτύου.
3. Ζωτικότητα: Εφόσον ο αριθμός των συμβιβασμένων κόμβων είναι κάτω από το όριο ανοχής, αυτοί δεν μπορούν να σταματήσουν ή να καθυστερήσουν το δίκτυο από την επίτευξη συναίνεσης.
4. Έλεγχος ταυτότητας: Αυτή η ιδιότητα διασφαλίζει ότι υπάρχει ένας μηχανισμός για την επαλήθευση της ταυτότητας των συμμετεχόντων κόμβων.
5. Δομή απαρτίας: Σε ένα κατανεμημένο σύστημα, απαιτείται μόνο ο ελάχιστος αριθμός ψήφων.
6. Μη αποκήρυξη: Ένας τρόπος επαλήθευσης της ταυτότητας του λογαριασμού αποστολέα, ώστε να μπορεί να αμφισβητήσει τη συναλλαγή.
7. Ίση αρχή: Όλοι οι κόμβοι στο δίκτυο πρέπει να έχουν την ίδια χωρητικότητα, χωρίς καμία κεντρική αρχή ικανή να παρακάμψει μια απόφαση.
Και πάλι, αυτό είναι ένα βασικό σύνολο ιδιοτήτων για έναν ιδανικό αλγόριθμο αποκεντρωμένης συναίνεσης. Δεν συμμορφώνονται όλοι οι πραγματικοί μηχανισμοί εκεί έξω με αυτό το σύνολο κανόνων. Ένα παράδειγμα είναι το IOTA, το οποίο έχει έναν κεντρικό παρατηρητή ικανό να τροποποιεί τις αποφάσεις των κόμβων. Για έναν καθαρό, μια τέτοια συμπερίληψη σημαίνει ότι το IOTA δεν είναι πραγματικά ένα αποκεντρωμένο δίκτυο, παρόλο που έχει κάποιες άλλες ιδιότητες.
Πριν από την εξέταση των πιο κοινών αλγορίθμων συναίνεσης που χρησιμοποιούνται, πρέπει να σημειώσουμε κάτι. Αυτά που θα συζητήσουμε για την εργασία, ως επί το πλείστον, με blockchain. Δηλαδή, η δομή δεδομένων που είναι γνωστή ως blockchain είναι εκεί όπου προορίζονται να λειτουργήσουν. Άλλες δομές δεδομένων μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αποκεντρωμένο δίκτυο όπως κατευθυνόμενο ακυκλικό γράφημα (DAG), Hashgraph, κ.λπ. Αυτά έχουν τους συναίνεσους αλγόριθμους τους.
Τούτου λεχθέντος, το blockchain παραμένει η πιο δημοφιλής δομή δεδομένων. Εφαρμόστηκε για πρώτη φορά με το Bitcoin. Το Ethereum το υιοθέτησε, και ακόμη και τώρα, τα νέα πρωτόκολλα τρίτης γενιάς όπως το Cardano το χρησιμοποιούν. Φαίνεται ότι για το άμεσο μέλλον, το blockchain θα παραμείνει η κυρίαρχη τεχνολογία.
Η Κίνα βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της ολοκλήρωσης blockchain. Ολοκλήρωση παραγγελίας ολόκληρη τη στρατηγική blockchain τους και γιατί είναι τόσο γρήγορα να ενσωματώσουν την τεχνολογία blockchain στην οικονομία τους.
Τύποι αλγορίθμων συναίνεσης
Εδώ θα δώσουμε μια γενική επισκόπηση των πιο δημοφιλών στο blockchain.
Απόδειξη εργασίας
Η απόδειξη της εργασίας είναι ο πρώτος βιώσιμος αλγόριθμος συναίνεσης και εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως. Σε αυτό, μεμονωμένοι κόμβοι ανταγωνίζονται για να βρουν μια συνάρτηση κατακερματισμού που αντιπροσωπεύει τη λίστα των συναλλαγών εντός του μπλοκ και μια μη προστιθέμενη πάνω του. Το nonce είναι ένας αριθμός που απαιτεί ότι η συνάρτηση κατακερματισμού προηγείται από έναν αριθμό μηδενικών για να είναι έγκυρη. Η διαδικασία εύρεσης αυτής της λειτουργίας κατακερματισμού είναι γνωστή ως εξόρυξη.
Κάντε κλικ εδώ για να διαβάστε τα πάντα για τον πλήρη οδηγό για την αρχιτεκτονική του Bitcoin.
Όλοι οι κόμβοι του δικτύου ανταγωνίζονται στην πολύ απαιτητική διαδικασία εξόρυξης για να αποκτήσουν Bitcoin ως ανταμοιβή. Πολλοί έχουν επικρίνει ότι η ενεργειακή ένταση της απόδειξης της εργασίας είναι σπατάλη και επιβλαβής για το περιβάλλον. Επιπλέον, το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας και υλικού εξόρυξης οδήγησε στη συγκέντρωση του δικτύου σε λίγες χώρες.
Αυτό είχε ως αποτέλεσμα το σχεδιασμό νέων αλγόριθμων συναίνεσης.
Απόδειξη πονταρίσματος
Η κύρια εναλλακτική λύση στην απόδειξη της εργασίας (PoW), η απόδειξη της συμμετοχής (PoS), έχει αποκτήσει γρήγορα έλξη στον κόσμο του blockchain. Σε αυτό, οι κόμβοι στο δίκτυο καταθέτουν το κύριο νόμισμα του πρωτοκόλλου και κλειδώνουν για κάποιο χρονικό διάστημα. Αυτό τους επιτρέπει να εισάγουν μια ημι-τυχαία λαχειοφόρο αγορά για να επικυρώσουν το επόμενο μπλοκ συναλλαγών.
Η πιθανότητα επιλογής εξαρτάται από την ποσότητα των κερμάτων που έχουν στοιχηματιστεί. Ένας κόμβος με κατάθεση 1.000 νομισμάτων είναι πιο πιθανό να επιλεγεί από έναν με 500. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε συγκεντρωτισμό, καθώς αυτοί οι κόμβοι με μεγαλύτερες δεξαμενές χρημάτων μπορούν να κυριαρχήσουν στο δίκτυο. Ακόμη και με αυτήν τη δυνατότητα, οι υποστηρικτές ισχυρίζονται ότι το PoS είναι φθηνότερο να λειτουργεί από το PoW, καθώς δεν απαιτείται ακριβό υλικό για την επικύρωση συναλλαγών.
Κατ ‘εξουσιοδότηση απόδειξη πονταρίσματος
Αυτή είναι μια παραλλαγή του PoS. Εδώ οι ενδιαφερόμενοι χρησιμοποιούν τα κέρματά τους για να επιλέξουν ποιος κόμβος θα επικυρώσει το επόμενο μπλοκ συναλλαγών. Οι κόμβοι που εκχωρούνται από τον συμμετέχοντα γίνονται επικυρωτές και είναι υπεύθυνοι για τη διάδοση των μπλοκ στο δίκτυο. Μπορούν να ψηφιστούν από τα ενδιαφερόμενα μέρη εάν είναι αργά ή συμπεριφέρονται ανέντιμα. Υπάρχει ένα μεγαλύτερο επίπεδο συγκέντρωσης σε αυτό το μοντέλο, καθώς οι κόμβοι που μπορούν να γίνουν επικυρωτές είναι περιορισμένου αριθμού και επιλέγονται πριν από την ψηφοφορία με κάποια άλλα μέσα.
Απόδειξη του παρελθόντος χρόνου
Αυτός είναι ένας προτιμώμενος αλγόριθμος συναίνεσης λίγων blockchain. Εδώ κάθε κόμβος δημιουργεί μια τυχαία περίοδο αναμονής κατά την οποία ένας κόμβος βρίσκεται σε αναστολή λειτουργίας. Ο κόμβος που ξυπνά πρώτα γίνεται ο επόμενος επικυρωτής. Το μειονέκτημα είναι ότι η ταυτότητα των κόμβων πρέπει να είναι γνωστή από το σύστημα, καθώς η περίοδος αναμονής πρέπει να είναι τυχαία. Διαφορετικά, οι ανέντιμοι κόμβοι μπορούν να εξαπατήσουν το σύστημα.
Ο αλγόριθμος συναίνεσης βρίσκεται στην καρδιά ενός blockchain. Είναι η κύρια απόφαση σχεδιασμού που καθορίζει τι είναι δυνατό και πόσο γρήγορα θα αποδώσει το υπόλοιπο σύστημα. Για όσους θέλουν να αναπτυχθούν σε ένα δεδομένο πρωτόκολλο ή για επενδυτές που προσπαθούν να προσδιορίσουν ποιο πρωτόκολλο θα είναι το καλύτερο στο μέλλον, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τα βασικά.
