Skip to content

Протоколы

Протоколы blockchain

ссылка 1, 2 и 3

geth

Proof of Work (PoW)

PoW - принцип защиты сетевых систем от злоупотребления, основанный на необходимости выполнения на стороне клиента некоторой достаточно длительной работы, результат которой легко и быстро проверяется на стороне сервера. Главная особенность применяемых вычислений заключается в асимметрии затрат времени - они значительны на нахождение решения и весьма малы для проверки. Подобные схемы также известны как client puzzle, computational puzzle или CPU pricing function.

Не следует путать этот способ защиты с капчами, которые предлагают задачи, лёгкие для человека, но трудные или вовсе неразрешимые для компьютера. Доказательство выполнения работы изначально ориентировано на нахождение решения по заранее известному алгоритму за некоторое конечное время, но для проверки полученного решения требуется относительно малое количество операций. Наибольшее распространение и развитие PoW-технологии получили в криптовалютных системах.

Преимущества

  1. Основные его преимущества - защита от DoS-атак и низкое влияние доли криптовалюты в собственности у майнера на возможности добычи.
  2. PoW накладывает определенные ограничения на действия участников, поскольку для решения задачи требуются значительные усилия. Эффективная атака также требует больших вычислительных мощностей и продолжительных вычислений, поэтому она возможна, но невыгодна на фоне высоких затрат.
  3. Неважно, сколько денег у вас в кошельке - важно иметь большие вычислительные возможности для решения задач и формирования новых блоков, а значит, держатели больших капиталов не могут принимать решения за всю сеть.

Недостатки

  1. Вероятность успешного создания следующего блока майнером прямо пропорциональна вычислительным мощностям, которыми он обладает, что приводит к постоянному наращиванию количества и качества оборудования каждого участника сети. Таким образом, майнинг с применением PoW алгоритмов требует чрезвычайно много электроэнергии. Поэтому PoW подход является не самым лучшим решением с точки зрения энергоэффективности.
  2. Результаты вычисления хеш-функций нигде, кроме как в самой сети, не нужны. С момента появления технологии сообщество пыталось придумать способ направить все вычислительные ресурсы сети на решение какой-либо полезной математической или промышленной задачи, но в чистом виде это не удалось реализовать.
  3. Системы на основе PoW являются чрезвычайно ресурсоёмкими. В 2013 году совокупная вычислительная мощность, затрачиваемая на PoW в сети Bitcoin, обогнала в 256 раз топ-500 самых мощных на тот год суперкомпьютеров в мире вместе взятых.

Попытки избавиться от недостатков PoW привели к появлению PoS и многочисленных гибридных вариантов.

Proof of Stake (PoS)

Proof-of-stake (PoS) - метод защиты в криптовалютах, при котором вероятность формирования участником очередного блока в блокчейне пропорциональна доле, оторую оставляют принадлежащие этому участнику расчётные единицы данной криптовалюты от их общего количества. Данный метод является альтернативой методу PoW, при котором вероятность создания очередного блока выше у обладателя более мощного оборудования.

При использовании этого метода алгоритм формирования блока не зависит от мощности оборудования, но с большей вероятностью блок будет сформирован той учётной записью, у которой текущий баланс больше. Например, участник, владеющий 1% от суммарного количества, в среднем будет генерировать 1% новых блоков. На практике часто встречаются смешанные варианты формирования новых блоков. Например, оба метода PoW и PoS используются в криптовалютах Emerсoin, NovaCoin, YaCoin. В криптовалютах PeerCoin и Reddcoin метод PoW используется для первоначального распределения, а PoS — для подтверждения транзакций. В криптоплатформе Nxt и BlackCoin метод PoS используется на всех этапах.

Преимущества

  1. Нет необходимости потреблять большое количество электроэнергии для защиты блокчейна. Например, Bitcoin и Ethereum вместе тратят более 1 миллиона долларов, в пересчете на электроэнергию, в день в рамках своих консенсусных механизмов.
  2. Из-за отсутствия необходимости потреблять большое количество энергии, снижаются траты участников. Следовательно, нет необходимости повышать количество единиц валюты для мотивации участников.
  3. Proof-of-stake позволяет использовать алгоритмы теории игр, чтобы эффективно противодействовать централизации.

Недостатки

  1. Доказательство доли владения даёт дополнительную мотивацию к накапливанию средств в одних руках, что может приводить к централизации сети.
  2. Если образуется небольшая группа, которая сконцентрирует у себя достаточно большие средства, она сможет навязывать свои условия функционирования криптовалюты, с которыми будут несогласны большинство миноритариев, которые не контролируют форжинг.

Proof of Assignment (PoA)

Механизм консенсуса - это отказоустойчивый алгоритм, который используется в распределенных компьютерных сетях и приложениях блокчейн для достижения необходимого согласия по единственному значению данных или единственному состоянию сети среди децентрализованных процессов или многоагентных систем, таких как криптовалюты. Это также полезно для ведения учета и координации между рядом распределенных подключенных устройств, таких как Интернет вещей (IoT).

Основные бытовые приборы, такие как пылесосы, стиральные машины и холодильники, а также другие широко используемые продукты бытовой электроники, такие как умные часы и принтеры, теперь оснащены передовыми микропроцессорами, микроконтроллерами и модулями памяти, которые совместимы с подключением к Интернету и друг другу - базовая концепция Интернета вещей. Это делает эти устройства пригодными для сбора, обработки и обмена данными в реальном времени с другими системами и сетями.

Преимущества

  1. Бытовые устройства могут быть использованы для майнинга, предлагая реалистичное решение проблем масштабируемости и отложенной обработки транзакций, с которыми сталкиваются современные популярные криптовалютные сети.
  2. Владельцы устройств могут планировать, когда их устройства могут участвовать в майнинге во время простоя устройства.
  3. Владелец устройства может добровольно делиться или продавать данные, сгенерированные и обработанные их устройствами, для заработка криптовалют, поскольку эти данные могут быть полезны для разнообразной группы организаций, участвующих в исследованиях рынка, изучении моделей потребления и городского планирования.
  4. Наконец, низкое энергопотребление делает такой вклад в добычу полезных ископаемых достаточно экономичным занятием в зависимости от конфигурации сети и рабочего механизма.

Недостатки

Нет. Просто он отличается от двух предыдущих. Если найдёте, то обязательно сделайне MR с правкой.

Proof of Authority (PoA)

Авторитет майнера может варьироваться от 0% до 100%. Изначально условия для всех валидаторов одинаковы. То есть, если вы станете валидатором, вы сможете оказывать большее влияние на сеть, чем любой крупный банк. Рейтинг строится на основе объема работы и уровня полномочий остальных майнеров. Каждая транзакция требует участия как минимум двух узлов с полномочиями выше, чем у исходного. Пример: если начальное влияние составляет 40%, то два других должны иметь от 40% и выше. И, следовательно, с Доказательством Права подписи майнинг невозможен. Одобренные влиятельные участники вовлечены в процесс транзакций и создания блоков, а значит, их возможности используются для подтверждения вообще всех операций. Это может значительно снизить затраты на обслуживание сети. По сравнению с PoW и PoS майнингом Proof of Authority более энергоэффективен, потому что майнинг в PoA-сети попросту невозможен.

Преимущества

  1. Использование PoA исключает возможность атаки, поскольку валидаторы проверяются на этапе получения полномочий и являются надежными.
  2. По сравнению с другими механизмами поиска консенсуса это решение менее энергозатратно.
  3. Новый блок создается всего за 5 секунд, плата очень низкая, а масштабирование сети может происходить горизонтально, объединяя несколько сетей в одну.
  4. Быстрая обработка транзакций.

Недостатки

  1. Так как при использовании PoA лишь ограниченный круг людей может участвовать в валидации блоков, децентрализация невозможна.
  2. Хотя PoA может использоваться в общедоступных блокчейнах, обычно он применяется в частных и требующих разрешения.
  3. Репутация не может всегда удерживать участников от злонамеренных действий. Если в результате мошеннических действий будет получено большее вознаграждение, чем авторитет, участник может нанести системе вред.

Protocols of Etherium

  • ethash - это Proof of Work
  • clique - это Proof of Authority