fbpx

Біткойн, блокчейн і криптовалюта – це слова, про які більшість людей принаймні чули у 2022 році, коли ця галузь вибухнула в суспільній свідомості.

Отже, що таке механізм консенсусу в блокчейні і чому він так хвилює?

По-перше, як ви могли здогадатися, це пов’язано з домовленістю.

Будь-який блокчейн, включаючи біткойн, є децентралізованим. Це працює так, що будь-хто може налаштувати «вузол», який насправді є комп’ютером із відповідною програмою для цього блокчейну та повною копією блокчейну — Bitcoin Core в даному випадку — який має запис кожної транзакції. . Це книга, в якій не можна змінювати старі записи, лише додавати нові.

Транзакція блокчейну є незмінною — незмінною — оскільки кожен блок транзакції криптографічно пов’язаний у правильному порядку з блоками, які були до і після неї. Але як щодо самого блокчейну?

Вузол блокчейну, який запускає одна людина, криптографічно пов’язаний з усіма вузлами блокчейну, які зберігаються на інших комп’ютерах по всьому світу. І всі вони оновлюються одночасно, в режимі реального часу. Ось чому блокчейни не підлягають цензурі, якщо у вас є достатньо вузлів у достатній кількості країн по всьому світу.

Консенсус: питання угоди

Ось де ми досягаємо «консенсусу» — щоб ваш вузол залишився на блокчейні, його інформація повинна узгоджуватися з іншими. Якщо це не так, цей вузол по суті завантажується з блокчейну. Однак він не вимикається. Цей вузол утворює «бічний ланцюг», який є абсолютно новим блокчейном.

Хороший спосіб уявити це – металевий ланцюжок. Скажімо, він має 100 посилань (тобто блоків), при цьому нові постійно додаються. Тепер на ланці № 95 додано другу ланку, яка розгалужується в новому напрямку. Обидва можуть продовжувати зростати, і до цього моменту обидва мають однаковий запис трансакцій. Але це абсолютно окремі блокчейни.

Це може статися, щоб запобігти тому, щоб поганий актор не вставив фальшиві транзакції до книги, але це також може статися навмисно. Це форк, і це можна зробити, тому що група керуючих вузлів хоче змінити спосіб роботи блокчейну.

Візьміть Bitcoin (BCT) і Bitcoin Cash (BCH). Вони обидва поділяють однакові блоки до певного моменту, але прихильники Bitcoin Cash потім відокремилися в так званому «хардфорку», змінивши інформацію в цьому блоці, оскільки вони хотіли внести зміни, які б казали, що нехай біткойн обробляє більше транзакцій, що робить його більш зручним як повсякденна валюта.

Проте, якщо ви все ще візуалізуєте цей металевий ланцюг, є час, коли нові дві ланки з’єднуються з останньою ланкою. Як ви знаєте, який з них залишається біткойном, а який стає Bitcoin Cash?

Насправді все досить просто: програмне забезпечення біткойн-блокчейну завжди вважає найдовший ланцюг «справжнім». І оскільки було набагато більше вузлів і валідаторів, які не внесли зміни, їх ланцюжок швидко став довшим і залишився біткойн.

Консенсус: досягнення угоди

Тепер давайте повернемося до нового блоку інформації, який додається в кінець ланцюжка.

Хтось повинен зібрати транзакції, які відбулися, переконатися, що вони дійсні, і організувати їх у блок, який можна додати до блокчейну. На відміну від традиційної комп’ютерної бази даних, блокчейн не має надійного центрального органу, який забезпечує точність запису транзакцій — наприклад, Visa або ваш банк.

У децентралізованій однорангові блокчейн-системі немає повноважень посередників, яким можна довіряти. Отже, як ви довіряєте особі з іншого боку транзакції? Ви ні. Натомість ви довіряєте самому протоколу блокчейн.

Попередження про термінологію: ненадійний

Оскільки ви можете здійснювати транзакції без необхідності довіряти іншій особі, це називається «бездовірною» системою. Так, кожен словник на землі дасть вам різне значення для цього слова, але це крипта. Просто прийміть це і рухайтеся далі.

Механізми консенсусу – Доказ роботи

Щоб система без довіри працювала, люди, які додають блоки в блокчейн, повинні бути чесними. Блокчейни забезпечують це за допомогою механізму консенсусу. Хоча їх досить багато, переважна більшість блокчейнів використовує або «доказ роботи», або «доказ долі».

Proof-of-work, або PoW, створений для першого блокчейну, Bitcoin. Принцип його роботи полягає в створенні гонки для розв’язання особливого виду математичної головоломки: складність може змінюватися залежно від потреби, як ми побачимо, але по суті це гра у відгадки — математичну задачу можна вирішити лише шляхом випадкового вгадування. правильну відповідь.

Той, хто зробить це першим, отримує право створити наступний блок на блокчейні. Це називається майнінгом, і воно використовується для захисту блокчейна від атак і переконання в тому, що майнери створюють кожен блок транзакцій точно і чесно.

Оскільки переможець гонки є випадковим, майже неможливо бути впевненим, що ви додасте конкретну транзакцію до наступного блоку.

Майнери беруть участь у цій гонці за винагороду: за створення блоку, який успішно додається до блокчейну — про що погоджуються всі вузли — майнер отримує комісію за транзакцію, а також, що набагато важливіше, «винагороду за блок». Зараз це 6,25 щойно викарбуваних біткойнів.

Частина чесності полягає в тому, що якщо ваш блок відхиляється вузлами, ви втрачаєте цю винагороду. Навіть у середині падіння ринку, який знизив ціну біткойна майже вдвічі, приблизно до 35 000 доларів, це винагорода в 218 000 доларів. Це вагома причина бути чесними та точними.

Це також проблема: це така велика нагорода, що гонка озброєнь за швидші та потужніші комп’ютери виросла. Інвестори створюють ферми серверів для майнінгу з тисячами дорогих, спеціально розроблених, потужних комп’ютерів. Це робить практично неможливим для маленького колистувача брати участь, і, що ще гірше, це висмоктує величезну кількість енергії.

За даними Кембриджського університету, на момент написання цієї статті майнери біткойн використовують 128 ТВт-год (терават-годин) на рік: більше, ніж Україна, але менше, ніж Єгипет. Блокчейн № 2, Ethereum, використовує 110 ТВт-год.

Виробництво такої енергії коштує величезних екологічних витрат. Настільки, що це засмучує політиків і відштовхує інвесторів у сфері екології, суспільства, управління чи ESG.

Інша проблема полягає в тому, що він має діру в безпеці: атака 51% виявляється вдалою. В основному, якщо більше половини потужності майнінгу на блокчейні контролюється поганими акторами, вони можуть подвоїти витратити нові транзакції. Це практично неможливо у великих блокчейнах, таких як Bitcoin та Ethereum, але сталося з Ethereum Classic.

Механізми консенсусу – підтвердження участі

Все більш популярною альтернативою є proof-of-stake, яку чудово називають «PoS» — знову ж таки з недоліками імен криптографів.

Proof-of-stake замінює гонку за розв’язанням математичної задачі системою, в якій майнери — так звані валідатори в PoS-блокчейнах — викладають те, що дорівнює зобов’язанням за хорошу поведінку. Будь-які проступки призведуть до автоматичного зняття ставки — «зрізання» — як покарання.

Ідея полягає в тому, щоб зробити занадто дорогим возитися з транзакціями, які перевіряються, організовуються та додаються до наступного блоку. Винагороди не такі великі, але більш постійні. Хоча валідатор кожного блоку вибирається випадковим чином, ви виграєте пропорційно розміру вашої ставки. Отже, якщо у вас є 5% від загальної суми криптовалюти, ви виграєте 5% випадків.

Це споживає дуже мало енергії, тому є екологічно чистим.

Це також дає можливість брати участь дрібним інвесторам. Хоча фактичні валідатори, як правило, повинні виставляти значний мінімум, вони можуть дозволити інвесторам вкладати менші суми криптовалют у свій пул коштів, розділяючи прибуток від збільшення кількості виграшів.

PoS також дає можливість блокчейнам обробляти набагато більше транзакцій за секунду, ніж PoW — на порядки більше. Тому блокчейни PoS є набагато більш масштабованими, здатними конкурувати і навіть перевершувати ставки TPS для компаній-кредитників.

Ця вірогідність настільки велика, що Ethereum перебуває в розпалі масштабного багаторічного проекту з переходу на proof-of-stake.

Джерело

COVID-19 Live