Bewijs van activiteit uitgelegd: een hybride consensus-algoritme

Cryptocurrencies worden steeds populairder en mainstream, dankzij de rol die ze al hebben gespeeld bij het decentraliseren van alles, van financiën tot publiceren tot transport; met veel andere industrieën die in de toekomst ook een soort blockchain en cryptocurrency zien.

Hoewel gedecentraliseerde openbare grootboeken baanbrekend zijn geweest en alle kans hebben om de wereld zoals we die kennen aanzienlijk te veranderen, is het enige dat elke blockchain gemeen heeft een veilig, functioneel en efficiënt consensusalgoritme..

Er is natuurlijk meer dan één manier om een ​​kat te villen zoals ze zeggen, en er is ook meer dan één manier om een ​​consensusalgoritme te bouwen.

Het begon met Proof of Work

Bewijs van werk Mijnbouw

Het meest voorkomende consensusalgoritme, en degene die de meeste discussie krijgt, is het Proof-of-Work (PoW) -algoritme dat wordt gebruikt door Bitcoin en vele andere cryptocurrencies. Het bewijs van werk doet twee dingen voor het Bitcoin-netwerk. Het zorgt ervoor dat elk opeenvolgend blok het enige echte en nauwkeurige blok is, en het houdt de blockchain in een consensusstatus, waarbij potentiële forks van sterke groepen worden vermeden die mogelijk niet de beste belangen van de munt in gedachten hebben..

In een proof of work-consensus strijden de miners op het netwerk allemaal om als eerste een uiterst moeilijke cryptografische puzzel te voltooien. Als ze succesvol zijn, kunnen ze het volgende blok en de reeks transacties aan de blockchain toevoegen. Voor hun inspanningen ontvangen ze een bepaald aantal Bitcoin als beloning, evenals de transactiekosten die aan dat blok zijn gekoppeld. Momenteel is dat aantal 12,5 Bitcoin, en het wordt ongeveer elke 4 jaar gehalveerd.

Het is een echt technologisch meesterwerk, maar het is niet perfect en ook niet per se onfeilbaar.

Een van de meest voorkomende kritiekpunten met betrekking tot Bitcoin zijn de enorme hoeveelheden bronnen (namelijk rekenkracht en elektriciteit) die worden verbruikt bij het minen van Bitcoin. Het is ook bekend dat het Bitcoin-netwerk niet goed schaalbaar is, slechts 7 transacties per seconde toestaat en slechts eenmaal per 10 minuten een nieuw blok maakt. Ten slotte zijn er problemen met centralisatie in Bitcoin, aangezien het grootste deel van de hashingkracht in het netwerk in handen is van een klein aantal mijnwerkers of samenwerkende mijnbouwgroepen.

Bitcoin was de eerste blockchain en het bood ons de mogelijkheden die inherent zijn aan een gedecentraliseerd grootboek. Dat betekent niet dat het ooit bedoeld was om perfect te zijn, of dat er geen betere manieren zijn om een ​​consensusalgoritme uit te voeren. Manieren die minder resource-intensief, schaalbaarder en minder vatbaar voor onbedoelde centralisatie zijn

Introductie van Proof of Stake

Bewijs van mijnbouw in de ring

Proof of stake (PoS) is het meest gebruikte consensusalgoritme na proof of work. Peercoin was de eerste munt die een bewijs van inzet implementeerde, gevolgd door Blackcoin en NXT. Ethereum vertrouwt momenteel op bewijs van werk, maar plant begin 2018 een verhuizing naar bewijs van inzet, het “Casper-protocol” genaamd..

Bewijs van inzet lost het probleem van het gebruik van hulpbronnen op, omdat het geen mijnwerkers gebruikt om complexe puzzels op te lossen. In plaats daarvan gebruikt het validators, of entiteiten die munten bezitten (een aandeel in het systeem) en die transacties en blokkades kunnen bewijzen op basis van hun “inzet” in het systeem..

In het bewijs van inzet ontvangen de validators alleen de transactiekosten van het netwerk, er zijn geen uitbetalingen voor mijnbouw. De kans om geselecteerd te worden om het volgende blok in de ketting te maken, is afhankelijk van het aantal munten dat de validator vasthoudt. Meer munten betekent een grotere kans om te kiezen. Een persoon met 5.000 munten heeft dus vijf keer meer kans om gekozen te worden om het volgende blok te maken dan iemand met 1.000 munten.

Zodra het blok is gemaakt, wordt het toegewezen aan de blockchain, meestal door een systeem te laten afmelden voor nieuw gemaakte blokken. Er zijn verschillende manieren om hiermee om te gaan, maar ze hebben allemaal te maken met hetzelfde probleem.

Hoe kunnen we voorkomen dat een validator twee blokken maakt wanneer hij wordt gekozen en twee sets transactiekosten innen? En wat dat betreft, wat moet een ondertekenaar ervan weerhouden beide blokken te ondertekenen? Dit probleem staat bekend als het “Niets op het spel” -probleem. In feite betekent het dat een persoon die niets te verliezen heeft, niets heeft om te voorkomen dat hij zich ongepast of slecht gedraagt.

Een oplossing voor dit probleem is om de ingezette munten op te sluiten. Als een stakeholder vervolgens twee blokken probeert te maken, of de blockchain probeert te splitsen, kunnen deze vergrendelde munten worden verbrand.

Bewijs van consensus op het spel lijdt ook onder een soort centralisatie waarbij early adopters doorgaans een veel groter “belang” in het systeem hebben dan degenen die later komen. Dit betekent dat ze een groter deel van de vergoedingen voor het creëren van blokken krijgen, wat nieuwkomers er vaak van weerhoudt om zelf een “belang” in het systeem op te bouwen.

Bewijs van activiteit – een hybride benadering

De Proof of Activity-benadering werd aanbevolen in een papier geschreven door vier auteurs – waaronder Litecoin Creator Charlie Lee – en werd in december 2014 gepubliceerd in de ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review nieuwsbrief. Zoals vermeld in de samenvatting:

We stellen een nieuw protocol voor een cryptocurrency voor, dat voortbouwt op het Bitcoin-protocol door de Proof of Work-component te combineren met een Proof of Stake-systeem. Ons Proof of Activity-protocol biedt een goede beveiliging tegen mogelijk praktische aanvallen op Bitcoin en heeft een relatief lage boete in termen van netwerkcommunicatie en opslagruimte.

Het proof of work-protocol is gemaakt om een ​​mogelijk probleem te vermijden dat de “tragedy of the commons” in Bitcoin wordt genoemd, waarbij miners alleen beginnen te handelen in hun eigen belang, waardoor het anders zo veilige systeem kapot gaat. Er is een theorie dat dit kan gebeuren voor Bitcoin zodra de mijnbeloningen zijn verdwenen (nadat alle 21 miljoen munten zijn gedolven), of mogelijk zelfs eerder omdat de beloningen steeds kleiner worden en mijnwerkers in feite alleen transactiekosten ontvangen..

In het bewijs van activiteit zoals voorgesteld in de paper uit 2014, begint de mijnbouw eerst op de traditionele manier, waarbij mijnwerkers wedijveren om als eerste een puzzel op te lossen en hun beloning op te eisen. Het verschil is dat de blokken die worden gedolven geen transacties bevatten. Het zijn gewoon sjablonen met koptekstinformatie en het mijnbeloningsadres.

Zodra dit bijna lege blok is gedolven, schakelt het systeem over naar een proof of stake-protocol. De header-informatie wordt gebruikt om een ​​willekeurige groep validators te selecteren om het blok te ondertekenen. Dit zijn munthouders (stakeholders) en hoe groter de inzet van een validator, hoe groter de kans dat zij worden geselecteerd om het nieuwe blok te ondertekenen. Zodra alle gekozen validators het blok ondertekenen, wordt het een daadwerkelijk onderdeel van de blockchain.

Als het blok na een bepaalde tijd ongetekend blijft door een aantal van de gekozen validators, wordt het weggegooid als onvolledig en wordt het volgende winnende blok gebruikt. Validators worden opnieuw gekozen en dit gaat door totdat een winnend blok is ondertekend door alle gekozen validators. De netwerkkosten worden verdeeld tussen de winnende mijnwerker en de validators die het blok hebben ondertekend.

Is het bewijs van activiteit beter?

Bewijs van activiteit is bekritiseerd omdat het nog steeds een vrij grote hoeveelheid middelen vereist voor de mijnbouwfase. Er is ook gesuggereerd dat niets een validator ervan weerhoudt om dubbel te ondertekenen.

Een factor die dit systeem veiliger maakt, is dat de kans dat een aanval van 51% daalt tot bijna 0%, aangezien voor een succesvolle aanval hetzelfde individu of dezelfde groep nodig zou zijn om zowel 51% van de mining-hashrate voor de PoW als voor een meerderheid van de munten in het systeem voor de PoS.

Sommigen hebben aangenomen dat deze hybride van bewijs van werk en bewijs van inzet gewoon een overgangsperiode was als een munt die van het ene protocol naar het andere is overgeschakeld, maar dit is onjuist, aangezien het bewijs van activiteit een echt consensusalgoritme op zich is, specifiek gemaakt. om de beveiliging van Bitcoin of vergelijkbare cryptocurrencies te verhogen.

Wie gebruikt bewijs van activiteit?

Momenteel zijn er slechts twee munten die ik kon vinden die het hybride proof of activity-protocol gebruiken. Decred is een en Espers is de andere. Beiden gebruiken een variatie op het bewijs van activiteit, waarbij elk blok PoW of PoS gebruikt.

Uitzetten blijft actief wanneer PoS wordt gebruikt en wordt inactief voor die blokken die zijn geselecteerd als PoW. In termen van marktprijzen heeft Decred (DCR) veel betere prestaties behaald in vergelijking met Espers (ESP), en lijkt verder in ontwikkeling te zijn omdat het ondersteuning biedt voor slimme contracten, atomaire swaps en het Lightning Network.

Ten slotte

Om u te beschermen tegen de mogelijkheid van een 51% -aanval, lijkt het proof of activity-protocol een goede keuze. Het biedt de voordelen van de beide meest gebruikte consensusalgoritmen, en de hybride is veiliger dan beide afzonderlijk.

Het nadeel is dat hoewel bewijs van activiteit de voordelen biedt van zowel bewijs van werk als bewijs van inzet, het ook de nadelen van beide heeft – dat is een zwaar gebruik van middelen en de mogelijkheid dat een belanghebbende probeert transacties dubbel te ondertekenen..

Toch hebben tot nu toe slechts twee munten ervoor gekozen om bewijs van activiteit te gebruiken, wat aangeeft dat het ofwel moeilijk te implementeren is of niet genoeg voordelen biedt om op te wegen tegen de nadelen. Decred is het beste voorbeeld van dit consensusprotocol dat wordt gebruikt, en het is zelf een hybride van de hybride.

Toch lijkt het het goed te doen op de markt, omdat het goed stand heeft gehouden in termen van USD-prijzen, en zelfs beter in vergelijking met BTC. En het is de 41e grootste munt volgens marktkapitalisatie sinds begin april 2018, zoals gemeten door Coinmarketcap.com, wat aangeeft dat er een sterke community achter zit.

Afbeeldingen via Fotolia

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me