Proof-of-Work vs. Proof-of-Stake til skalering af blokkæder

ILCoin

De fleste mennesker i kryptovalutaverdenen er opmærksomme på, at netværksvalidering ofte kommer i en af ​​to former: proof-of-work eller proof-of-stake. Der er andre, men disse systemer er almindelige og styrer mange af de mest populære blockchains. De tager det samme grundlæggende problem – verifikation af transaktioner – og løser det på unikke måder. Begge tilbyder dog forskellige løsninger på den igangværende debat om skalering. Har den ene en reel fordel i forhold til den anden, eller er de bare forskellige filosofier? Vi ser på begge dele.

Bevis for arbejde, forklaret

De fleste mennesker har hørt om Bitcoin (BTC) “minearbejdere”, men hvad gør de bare? I det væsentlige arbejder minearbejdere konkurrencedygtigt med at løse komplekse matematiske problemer for at sikre transaktioner på netværket. Se, en af ​​de største risici for en blockchain er noget, der kaldes et “dobbelt-spend” -angreb. Dette er når nogen bruger de samme penge to gange. Dette er ikke ofte et problem med traditionelle valutaer, men med digitale valutaer er der behov for et system for at sikre, at nogen ikke kan sende den samme Bitcoin til flere parter..

Det er her minearbejdere kommer ind. Som nævnt bruger de kraftfulde processorer til at validere hver blok i kæden med detaljerede kryptografiske funktioner, hvilket sikrer, at ugyldige transaktioner, såsom dobbeltforbrug, fjernes. Ved hjælp af den distribuerede konsensus er alle andre minearbejdere og noder på netværket derefter enige om, at disse transaktioner er gyldige. Denne proces er kendt som proof-of-work eller PoW.

Den største trussel mod dette system kommer fra muligheden for et såkaldt 51% -angreb. Det er her, en angriber vinder over halvdelen af ​​den samlede computerkraft på netværket, hvilket nu betyder, at “konsensus” er, hvad den siger. Dette er sket før og er stadig en bekymring for mange blockchains den dag i dag.

Med PoW opnås sikkerhed ikke kun på grund af den komplekse karakter af de kryptografiske funktioner, der behandles, men også af de relativt høje omkostninger, det tager med hensyn til energi. Dette gør angreb på netværket dyrt. Ulempen er, at overtagelse af det hele vil kræve 51% af al processorkraft, der er forbundet med blockchain, hvilket er umuligt for større kæder som Bitcoin. Ulempen er imidlertid, at det tager enorme mængder energi at beskytte netværket, hvilket gør det hele meget mindre effektivt end et centraliseret alternativ. Dette står også kun for at være et større problem, da kryptokurrency bringer flere brugere ind.

I årevis har udviklere ledt efter måder at gøre blockchain-teknologi hurtigere, mere effektiv og skalerbar. Hvis Bitcoin eller ethvert projekt nogensinde vil se global vedtagelse, skal der findes løsninger på disse problemer. Ideer har inkluderet at gøre blokke større eller opdele dem i “skår”, såvel som forskellige flerlagsløsninger såsom sidekæder. Vi ser på alle disse på et øjeblik, men lad os først se på bevis-of-stake, hvilket i sig selv er et muligt svar på skaleringsløsningen.

Hvordan proof-of-stake er anderledes

Proof-of-stake, eller PoS, slipper minearbejdere helt af og har i stedet “validatorer”. Validatorer bruger ikke processorkraft til at sikre blokke, men i stedet “lægger” de deres midler på de blokke, som de mener er gyldige. En validator kan generelt være enhver, der er villig til at placere mønter på netværket, og en algoritme bestemmer, hvilke validatorer der vælges for hver blok. Mens minearbejdere ønsker at øge deres chancer for at løse det komplekse matematiske problem ved at kaste mere processorkraft på det, øger validatorer deres chancer for at blive valgt til at validere en blok ved at kaste flere penge på den. Minearbejdere tilskyndes til belønning af nye mønter, men validatorer modtager ofte kun en reduktion af de gebyrer, der er inkluderet i blokken, proportionalt med det beløb, de tidligere havde sat.

Hvis en hacker forsøger at validere en dårlig blokering, mister angriberen sin andel og udelukkes fra yderligere valideringsrettigheder. Hvad 51% -problemet angår, behøver nu en ondskabsfuld part, der søger at kapre netværket, ikke mere end halvdelen af ​​processorkraften – den har brug for over halvdelen af ​​alle mønter i omløb. Dette er naturligvis meget usandsynligt, da intet kryptokurrency-samfund ville have stor tro på nogen mønt, hvor det endda var fjernt muligt til at begynde med. Endelig løser dette det energiforbrugsproblem, der findes i PoW, da der nu ikke er behov for et stort antal kraftfulde computere, der kører 24/7.

En af kritikken af ​​PoS er, at den stadig giver mulighed for en form for centralisering. Grundlæggende betyder det at have mere af et aktiv, at du har mere vægt til validering, hvilket tjener dig flere belønninger for indsats, hvilket betyder, at du nu har endnu mere vægt osv. Andre har påpeget “intet at spille” -problemet, hvor validatorer kunne uden tvivl interessere midler på tværs af flere forskellige blockchain-historier. Endelig bremser netværket, at have for mange validatorer, stadig ned, da det tager længere tid at nå konsensus i forhold til antallet af validatorer. Heldigvis undersøges måder at løse alle disse problemer på.

Indtast delegeret bevis for indsats

En potentiel løsning på manglerne ved det originale PoS-design kaldes delegeret proof-of-stake eller DPoS. DPoS-modellen er anderledes, for i stedet for at hver bruger indsætter ressourcer for at være en validator, stemmer brugerne om, hvilke parter der skal være validatorer for den næste blok. Hvis du indtager flere ressourcer, giver din stemme mere vægt, men kun et begrænset antal validatorer bruges faktisk, og de kan stemmes ud eller ind igen med hver blok.

Da alle brugere er i stand til at stake og stemme, bør samfundet bevare kontrollen, hvis det føler, at en validator ikke handler i dets bedste interesse. Validatorer har naturligvis et incitament til at arbejde med samfundet, fordi det at blive valgt til stillingen giver dig mulighed for at modtage blokbelønninger. Endelig kan konsensus nås meget hurtigere ved at begrænse antallet af involverede parter, hvilket potentielt kan muliggøre et bemærkelsesværdigt løft til netværkshastigheden. Nogle af de største projekter, der implementerer dette system, inkluderer EOS og Tron.

Naturligvis er centralisering et problem her, da der stadig er en chance for dem med massive ressourcer til at manipulere afstemningen. Dette er en rimelig bekymring, men generelt skal det større samfund stadig bevare større stemmeret, end nogen enkelt enhed kunne have, og en valgt validator er stadig kun en af ​​mange og begrænser dermed dens virkelige magt.

Andre måder at skalere proof-of-work på

Ikke alle er overbeviste om, at PoS er fremtiden, derfor er der stadig et par levedygtige veje, der undersøges for at skalere PoW. Som nævnt er et af systemerne på bordet simpelthen at få blokkene til at indeholde flere transaktioner. På kort sigt lyder dette faktisk ret rimeligt. Større blokke er en god måde at øge netværksgennemstrømningen ret hurtigt på, men de kan komme med nogle advarsler. For det første er større blokke ikke nødvendigvis en løsning alt sammen. På lang sigt kan du ikke bare fortsætte med at gøre blokke større og større på ubestemt tid. At skifte fra 1-megabyte-blokke til 2-MB eller 4-MB-blokke er ikke rigtig en big deal, men hvor ender det? 1 gigabyte? 10 GB? I det mindste for blokkæder designet som Bitcoin, ville den ekstra størrelse af blokkene begynde at gøre opbevaring af hele kæden overordentlig byrdefuld. Selvfølgelig, hvis transaktionshastighed er mindre prioriteret end lagring af data på blockchain, bliver store blokke igen nyttige, og det sørger virkelig for, at de synkroniseres, hvilket bliver det vigtigste aspekt.

En anden filosofi, som nogle projekter ser på, er en teknik, der kaldes “sharding”. Sharding fungerer ved at opdele blokke i “shards”, som derefter behandles på netværket – kun ikke alle minearbejdere skal behandle hver shard. Dette betyder, at hver blok kun delvist udvindes af hver minearbejder, hvilket betyder, at der skal bruges mindre strøm, og blokken kan også valideres hurtigere. Den samme logik kan også anvendes på et PoS-system, kun i stedet for minearbejdere ville det være validatorer. I begge forstand er planen at øge den samlede ventetid ved ikke at gøre, at hver spiller på netværket skal behandle det fulde omfang af hver blok.

Sharding har dog nogle ulemper, der endnu ikke er behandlet tilstrækkeligt. For det første, efter at have splittet blockchain i skår, kan disse skår ikke kommunikere med hinanden. Dette kan være problematisk for applikationer, der er afhængige af flere skår. Mens der kunne udvikles et system til hård kommunikation, ville det være meget komplekst og være i fare for en overflod af potentielt ødelæggende datafejl.

På samme måde åbner sharding også en ny sikkerhedsrisiko. I teorien kunne hackere nu angribe netværket ved kun at fokusere på et enkelt skår, hvilket ville tage langt færre ressourcer end at prøve at overtage en hel blok. De kunne derefter fremstille tilsyneladende gyldige transaktioner i skåret og sende det tilbage til hovedkæden. Et angreb som dette giver ingen mening, hvis blokke holdes hele, så det forbliver en gyldig risiko for brugerfondene.

Et andet vigtigt område, forskere ser på, er noget, der er kendt som “sidekæder” eller “andetlagsløsninger.” I en nøddeskal er dette generelt et separat netværk, der sidder oven på en blockchain og håndterer transaktioner “off-chain”. Brugere kan åbne “kanaler” imellem hinanden og handle, uanset hvad de finder passende, og først når de lukker denne kanal, bliver dataene batches og skrevet på hovedkæden for at skabe den uforanderlige post. Flere kanaler kan kobles sammen for at danne et globalt betalingsnetværk, der bakkes op af blockchain, men som kan bevæge sig meget hurtigere i realtid. Dette er især ideelt til hyppige og mindre transaktioner og kan give en vej til at se kryptokurrency bruges som kontanter.

Der er nogle ulemper, da kanaler i den nuværende form generelt skal “kollateraliseres.” Det betyder, at der skal sættes penge i kanalen, før de kan bruges. Kombineret med det faktum, at ikke alle bugs er blevet udarbejdet, kan dette bestemt betyde en alvorlig risiko for fonde, hvis noget går galt, før det registreres på blockchain. Generelt skal der arbejdes meget præcist i disse protokoller for at sikre, at sidekæderne og hovedkæden forbliver i perfekt synkronisering, men indtil videre er resultaterne optimistiske.

Nogle af de mest populære versioner af denne teknologi inkluderer Lynnetværk til Bitcoin og Raiden-netværk til Ethereum. Disse projekter er bestemt stadig tidligt, og der er faktisk flere versioner af lynnetværket under udvikling. Det er endnu uklart, hvilken version der bliver standard, hvis nogen. Et andet eksempel på et andet-lags løsningsprojekt for Ethereum kaldes Plasma og ville se smarte kontrakter, der blev brugt til at opbygge sidekæder af transaktionsdata, der igen kun lejlighedsvis ville skrive til hovedlaget. Tilsvarende har Charles Hoskinson, skaberen af ​​Cardano diskuteret projektets kommende teknologi Hydra, der introducerer elementer i et andet lag samt sharding i håb om at nå op på “1 million transaktioner pr. sekund.”

Et andet projekt, der tager elementer af mange af disse forskellige løsninger og bringer dem sammen er ILCoin. ILCoin bruger noget kaldet RIFT protokol, og den nærmer sig blockchain på en lidt anden måde for at skabe et “Decentraliseret Hybrid Blockchain System” eller DHCB. Dette er et flerlagssystem, der stadig er baseret på PoW SHA-256-algoritmen, som Bitcoin bruger, men her er kæden sammensat af blokke, der er fyldt med “mini-blokke.” Mini-blokke er fastgjort til 25 MB, men mængden af ​​dem, der kan passe inde i en almindelig blok, har teoretisk set ingen grænse. Holdet erklærer, at det er lykkedes oprettet blokke på op til 5 GB og ifølge dens dokumentation:

“Under forudsætning af at hver transaktion optager det mindste antal mulige byte, kan hver blok indeholde op til maksimalt 21551724 transaktioner. Med en gennemsnitlig blokminedriftstid på 3-5 minutter svarer det til mellem 71839 og 119731 transaktioner pr. Sekund ved hjælp af en 5 GB-blok. ”

Takket være RIFT-protokollen, 5 GB-blokke og mini-block-arkitekturen har ILCoin planlagt lanceringen af ​​sin Decentral Cloud Cloudchain eller DCB i år. Teamet siger, at DCB vil give mulighed for lagring i kæden af ​​en bred vifte af digitalt indhold, inklusive billeder, videoer og mere. Indtil nu var det ikke muligt at gemme store mængder data på kæden på grund af oppustethed i blockchain.

Stadig meget arbejde at gøre

Virkeligheden kan være, at der ikke kun er en korrekt løsning til skalering. Hvert projekt skal muligvis se på, hvordan det bruges og spørge, hvilken sti eller stier der er bedst for det. For ikke at nævne nye strategier og teknologier dukker konstant op, der kan ryste hele spillet til enhver tid. Mens alle idéerne her viser et enormt løfte, er bogen stadig ikke skrevet om, hvordan man skalerer blockchains. Sandsynligvis vil en kombination af mange af disse ideer og mere i sidste ende forme, hvordan kryptokurrency når et massepublikum, men problemet skal løses, før det gør det. Ellers er det muligt, at en centraliseret, tilladt kæde er den eneste slags, der er tilgængelig for en global befolkning.

Lær mere om ILCoin

Ansvarsfraskrivelse. Cointelegraph godkender ikke noget indhold eller produkt på denne side. Mens vi sigter mod at give dig alle vigtige oplysninger, som vi kunne få, bør læsere foretage deres egen forskning, inden de tager handlinger relateret til virksomheden og bærer det fulde ansvar for deres beslutninger, og heller ikke denne artikel kan betragtes som en investeringsrådgivning.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map