Блокчейн мережа є децентралізованою без центральної влади або регулювання. Підтвердження та валідація транзакцій недвірно захищені та перевірені, тож як це можливо? Це наявність алгоритму консенсусу.

Алгоритм консенсусу є основною частиною мережі блокчейн, оскільки це протокол, через який всі піри та участь учасників мережі блокчейн досягають загальної згоди (консенсусу) щодо поточного стану розподіленого реєстру. Алгоритм консенсусу створений для того, щоб забезпечити можливість всім агентам або зацікавленим сторонам у децентралізованій системі погодитися щодо одного факту та враховувати розходження поглядів. Алгоритм консенсусу забезпечує, що система є відмовостійкою та надійною.

Що таке алгоритм консенсусу блокчейну?

Алгоритм консенсусу - це набір правил, які регулюють взаємодію та участь вузлів в блокчейн-екосистемі. Він дозволяє блокчейн-мережі та всім протоколам, побудованим на ній, досягати надійності та забезпечувати високий рівень довіри між участиючими вузлами.

Алгоритм консенсусу блокчейну є розумним механізмом, який забезпечує та дозволяє користувачам або машинам координуватися у розподіленому розташуванні. Алгоритм консенсусу є центральним для операцій мережі блокчейну.

У децентралізованій структурі, такій як мережа блокчейн, декілька участих вузлів та зацікавлених сторін, ймовірно, матимуть різні точки зору. Як ми можемо досягти узгодження та забезпечити, що кожен участих вузол повністю підтримує домовленість? Це алгоритм консенсусу, який забезпечує взаємоприйнятність в цьому контексті.

Блокчейн мережа має різні сервери, вузли, майнери та зацікавлені сторони, розподілені по інших місцях. Усі ці учасники повинні досягти консенсусу та перевірити, що транзакція або блок є точними перед валідацією. Алгоритм консенсусу дозволяє ці взаємні угоди, зробивши мережу надійною та високо захищеною. Існує кілька цілей, які алгоритм консенсусу створений досягти в мережі блокчейн.

Як працює алгоритм консенсусу блокчейну?

Блокчейн мережа має високу стійкість і децентралізацію. Немає обмежень на те, що можуть будувати розробники на ньому, і кожен розробник має волю вибирати, який алгоритм консенсусу вони хочуть впровадити в свій протокол.
Важливий алгоритм консенсусу, який ви можете впровадити та його робота:

Доказ роботи (PoW)

The Доказ роботиалгоритм консенсусу є найстарішим і найвідомішим механізмом консенсусу в мережі блокчейн. У доказі роботи участь візьмуть вузли використовують видобуток, щоб підтвердити транзакції та створювати нові блоки, і їх називають відстежувачами.

Механізм консенсусу доказу роботи вимагає від гірників розв'язувати складні математичні головоломки за допомогою всебічної обчислювальної потужності. Методи видобутку, які використовуються в цьому алгоритмі консенсусу, включають видобуток за допомогою GPU, видобуток за допомогою CPU, видобуток за допомогою ASIC та видобуток за допомогою FPGA.

Протоколи блокчейну, які використовують алгоритм підтвердження роботи, включають в себе Bitcoin, Litecoin, Primecoin, Zcash, Monero, тощо.

Доказ володіння (PoS)

The Доказ власностімеханізм вважається одним з найкращих та найбільш екологічно чистих алгоритмів консенсусу. Алгоритм консенсусу Підтвердження Застави працює за допомогою валідаторів замість шахтарів, а внесені вузли - це валідатори, які можуть створювати нові блоки над усіма. Алгоритм консенсусу PoS зберігає енергію та скорочує час, витрачений на підтвердження транзакцій або створення нових блоків. Механізм делегованого Proof of Stake та орендованого Proof of Stake може бути впроваджений на блокчейні.

Доказ власності має кілька варіацій, які використовуються в залежності від цілей конкретного блокчейну. Однією з найбільш використовуваних варіантів є DeleGate.io доказ участі (DPoS), у якій власники токенів голосують за меншу групу користувачів, відомих як „делегати“, які відповідальні за створення нових блоків та забезпечення цілісності блокчейну. Делегати обираються на підставі кількості отриманих голосів, і вони зазвичай мають великий стейк в мережі.
Однією з основних переваг DPoS є його масштабованість, оскільки вона дозволяє обробляти велику кількість транзакцій за секунду, а також має відносно низьке споживання енергії. Це робить його популярним вибором для проектів, які призначені бути високотранзакційними.

Протоколи блокчейну, такі як Dash, Peercoin, Pivx, Reddcoin та Ethereum 2.0, використовують алгоритм доказу частки.

Довірення авторитету (PoA)

Механізм доказу авторитетності використовується в блокчейн-мережах, які покладаються на попередньо схвалених «валідаторів», щоб створювати нові блоки та забезпечувати цілісність мережі. Валідатори зазвичай вибираються на підставі їх репутації, ідентичності або експертизи. У мережах PoA кожному валідатору призначається унікальна ідентичність, і валідатори по черзі створюють нові блоки та додають їх до блокчейну. Це допомагає забезпечити відносно швидку та ефективну роботу мережі, оскільки валідаторам не потрібно конкурувати між собою за створення нових блоків.

Алгоритм PoA - ефективне рішення для ланцюгів поставок, оскільки він дозволяє компаніям зберігати конфіденційність і одночасно досягати переваг блокчейну.

Протоколи блокчейну, які використовують алгоритм консенсусу Proof of Authority, включають VeChain та BNB Chain

Переваги алгоритму підтвердження роботи

Важливі переваги алгоритму підтвердження роботи полягають в тому, що

• Високий рівень безпеки: алгоритм Proof of work забезпечує високий рівень захищеності протоколу блокчейну. Складно обійти брандмауер безпеки та піддати мережу блокчейну ризику, використовуючи механізм PoW.

• Децентралізований метод транзакції: обробка транзакцій децентралізована в механізмі Proof of Work. Користувачі можуть працювати, не маючи попередніх стосунків або будуючи довіру одне до одного; їхня основна мета - це проект під рукою. Узгоджена домовленість між всіма зацікавленими сторонами забезпечить точність верифікації та оновлення стану загального реєстру.

• Криптовинагороди: протоколи блокчейну, які використовують механізм доказу роботи, винагороджують шахтарів криптовалютними токенами. Після видобуття нових блоків або успішної перевірки транзакцій, шахтарі мають право на криптовинагороди.

Недоліки алгоритму підтвердження роботи консенсусу

Деякі недоліки алгоритму консенсусу доказу роботи включають:

• Високе споживання енергії: алгоритм консенсусу доказу роботи включає вирішення обчислювальних алгоритмів, які споживають велику кількість енергії. Гірнича діяльність вимагає великих енергетичних витрат.

• Повільні транзакції та затори: механізм PoW займає багато часу на перевірку транзакцій. Більшість часу транзакції будуть накопичуватися, чекаючи на підтвердження. PoW займає більше ніж звичайний час на перевірку валідності транзакцій.

Переваги алгоритму консенсусу Proof of Stake

Видатні переваги алгоритму доказу консенсусу полягають у наступному:

• Енергоефективний: блок валідаторів у Proof of stake не займаються вирішенням обчислювальних алгоритмів або головоломок. Тому процес валідації та стейкінгу вимагає менше енергії.

• Масштабованість: протоколи блокчейну, які використовують алгоритм консенсусу Proof of stake, є більш масштабованими й простішими у використанні. Це також дозволяє техніки масштабування, такі як шарування.

Недоліки алгоритму консенсусу Proof of Stake

Деякі недоліки алгоритму консенсусу доказу стейку включають в себе:

• Складність системи: алгоритм доказу ставки має деякі складні системи. Наприклад, вибір перевірки блоку складний.

• Початкова дистрибуція: для того щоб стати валідатором у PoS, потрібно мати певну кількість токенів. Якщо ви не відповідаєте вимогам початкового розподілу, ви не маєте права.

Переваги алгоритму консенсусу Proof of Authority

Важливі переваги алгоритму консенсусу Proof of Authority полягають у:

• Підвищена безпека:Оскільки валідатори є відомими особами, мережа менше піддається атакам від анонімних зловмисників.

• Зменшені вимоги до обчислювальної потужності:PoA вимагає менше обчислювальної потужності, ніж інші алгоритми консенсусу, що може допомогти знизити витрати та споживання енергії.

• Швидше і ефективніше:PoA дозволяє швидше та ефективніше створення блоків, оскільки валідаторам не потрібно конкурувати один з одним.

Недоліки алгоритму консенсусу Proof of Authority

Деякі недоліки алгоритму консенсусу доказу авторитету включають:

• Централізація:Валідатори зазвичай обираються централізованою організацією або групою, що може призвести до концентрації влади серед невеликої кількості людей або суб'єктів. Це може зробити мережу більш вразливою до цензури або маніпуляцій.

• Обмежена анонімність:Оскільки валідатори є відомими особами, мережа може бути менш приватною та анонімною, ніж інші блокчейн мережі.

• Одна точка відмови:Якщо один з валідаторів виходить з ладу або стає компромісним, це може створити затор в мережі та перешкодити підтвердженню транзакцій.

Висновок

Алгоритм консенсусу є важливим для операцій у блокчейні і надає процедури та правила для забезпечення того, що всі участь вузли, майнери та зацікавлені сторони дійдуть взаємної згоди. Ці угоди можуть підтвердити транзакцію, створити нові блоки або впровадити критичне оновлення.

Окрім механізму консенсусу Proof of Work та Proof of Stake, існує кілька інших, які можна використовувати в залежності від вподобань ваших розробників і ваших випадків використання протоколу. До них відносяться Proof of Capacity, Proof of Importance, Візантійська відмовостійкість та інші.

Отже, рекомендується вибрати найбільш підходящий механізм консенсусу для блокчейн-проекту, щоб допомогти уникнути вищезазначених імброгліо.