Išnagrinėkite pagrindinius blokų grandinės sutarimo mechanizmus: akcijų paketo įrodymą (PoS) ir darbo įrodymą (PoW). Šis vadovas gilinaisi į jų funkcionalumą, saugumą, energijos suvartojimą ir ateities tendencijas iš pasaulinės perspektyvos.
Sutarimo mechanizmai: Akcijų paketo įrodymas (PoS) prieš darbo įrodymą (PoW) – pasaulinė perspektyva
Blokų grandinės technologijos revoliucinis poveikis kyla iš jos decentralizuotos ir saugios prigimties. To pagrindas yra sutarimo mechanizmas – protokolas, užtikrinantis dalyvių sutarimą dėl transakcijų galiojimo ir blokų grandinės būsenos. Iškilo du dominuojantys sutarimo mechanizmai: Darbo įrodymas (PoW) ir Akcijų paketo įrodymas (PoS). Šiame išsamiame vadove išnagrinėsime abu, palyginsime jų funkcionalumą, saugumą, privalumus, trūkumus ir ateities pasekmes iš pasaulinės perspektyvos.
Sutarimo mechanizmų supratimas
Sutarimo mechanizmas – tai gedimams atsparus mechanizmas, naudojamas kompiuterinėse ir blokų grandinių sistemose, siekiant būtino sutarimo dėl vienos tinklo būsenos tarp paskirstytų procesų ar daugelio agentų sistemų, pavyzdžiui, kriptovaliutų atveju. Jis sprendžia centralizuoto gedimo taško problemas paskirstytose sistemose. Iš esmės jis apibrėžia, kaip blokų grandinės tinklas susitaria, kurios transakcijos yra galiojančios ir turėtų būti pridėtos prie kito grandinės bloko. Be sutarimo mechanizmo blokų grandinė būtų pažeidžiama atakoms ir manipuliacijoms, o tai pakenktų pačiam jos tikslui.
Darbo įrodymas (PoW) – originalus sutarimo metodas
Kaip veikia darbo įrodymas
Darbo įrodymas, kurio pradininkas yra „Bitcoin“, reikalauja, kad dalyviai (vadinami kasėjais) spręstų sudėtingus skaičiavimo galvosūkius, kad patvirtintų transakcijas ir sukurtų naujus blokus. Šis procesas reikalauja didelės skaičiavimo galios ir, atitinkamai, energijos. Pirmasis kasėjas, išsprendęs galvosūkį, praneša apie naują bloką tinklui, o kiti kasėjai patikrina sprendimą. Jei sprendimas priimamas, blokas pridedamas prie blokų grandinės, o sėkmingas kasėjas gauna atlygį (dažniausiai kriptovaliuta).
Pavyzdys: Įsivaizduokite pasaulinę lobių paiešką, kurios dalyviai turi įminti sudėtingas mįsles, kad surastų paslėptą lobį (naują bloką). Pirmasis asmuo, įminęs mįslę ir įrodęs, kad tai padarė („darbo įrodymas“), gali pretenduoti į lobį ir pridėti jį prie savo kolekcijos.
Darbo įrodymo privalumai
- Saugumas: PoW laikomas labai saugiu dėl didžiulės skaičiavimo galios, reikalingos tinklui atakuoti. Įveikti didžiąją tinklo dalį (51 % ataka) yra itin brangu ir reikalauja daug išteklių, todėl daugumai užpuolikų tai ekonomiškai nepraktiška.
- Decentralizacija: Nors atsirado kasimo telkinių, teorinė galimybė bet kam dalyvauti kasime prisideda prie decentralizuotos PoW tinklų prigimties.
- Patikrintas laiko: PoW buvo išbandytas ir patikrintas daugelį metų, tapdamas „Bitcoin“, labiausiai įsitvirtinusios kriptovaliutos, pagrindu.
Darbo įrodymo trūkumai
- Didelis energijos suvartojimas: PoW yra pagarsėjęs dideliu energijos suvartojimu. Kasimui reikalinga skaičiavimo galia sunaudoja didžiulius elektros energijos kiekius, o tai kelia susirūpinimą dėl aplinkos ir didina kasėjų išlaidas. Kai kurie skaičiavimai rodo, kad „Bitcoin“ kasimas sunaudoja daugiau energijos nei ištisos šalys.
- Plečiamumo problemos: Laikas, reikalingas skaičiavimo galvosūkiams išspręsti ir transakcijoms patvirtinti, gali lemti lėtą transakcijų greitį ir ribotą pralaidumą, o tai trukdo plečiamumui. „Bitcoin“ transakcijų greitis yra tik dalis to, ką gali apdoroti didieji mokėjimų tinklai, tokie kaip „Visa“.
- Centralizacijos problemos: Didelės kasimo įrangos ir elektros energijos kainos gali lemti kasimo galios koncentraciją kelių didelių kasimo telkinių rankose, o tai gali pakenkti decentralizacijai. Šie telkiniai dažnai yra šalyse, kuriose elektros energija yra pigi, o tai kelia dar daugiau susirūpinimo dėl geografinės centralizacijos.
Akcijų paketo įrodymas (PoS) – energiją taupanti alternatyva
Kaip veikia akcijų paketo įrodymas
Akcijų paketo įrodymas siūlo alternatyvų požiūrį į sutarimą, pašalinantį daug energijos reikalaujančio kasimo poreikį. PoS sistemoje dalyviai (vadinami tvirtintojais) stato tam tikrą savo kriptovaliutos kiekį, kad gautų galimybę patvirtinti transakcijas ir kurti naujus blokus. Tvirtintojų atranka paprastai grindžiama jų statomos kriptovaliutos kiekiu ir laiku, kurį jie ją laiko. Tvirtintojai apdovanojami transakcijų mokesčiais ir naujai išleista kriptovaliuta.
Pavyzdys: Įsivaizduokite loteriją, kurioje dalyviai perka bilietus už savo kriptovaliutą. Kuo daugiau bilietų perkate (kuo daugiau statote), tuo didesnė tikimybė laimėti loterijoje ir būti pasirinktam patvirtinti kitą bloką bei gauti atlygį.
Akcijų paketo įrodymo privalumai
- Energijos vartojimo efektyvumas: PoS sunaudoja žymiai mažiau energijos, palyginti su PoW, todėl tai yra ekologiškesnis ir tvaresnis pasirinkimas. Tvirtintojams nereikia specializuotos įrangos ar didelių elektros energijos kiekių, kad galėtų dalyvauti.
- Plečiamumas: PoS potencialiai gali pasiekti didesnį transakcijų greitį ir didesnį pralaidumą, palyginti su PoW, o tai lemia geresnį plečiamumą. Skirtingos PoS implementacijos, tokios kaip deleguotas akcijų paketo įrodymas (dPoS), gali dar labiau pagerinti plečiamumą.
- Žemesnis patekimo barjeras: Statymas paprastai reikalauja mažesnių kapitalo investicijų nei kasimas, o tai potencialiai leidžia platesniam dalyvavimui tinkle. Bet kas, turintis nedidelį kiekį kriptovaliutos, gali tapti tvirtintoju.
- Saugumas: Nors ir skiriasi nuo PoW, PoS taip pat gali pasiūlyti stiprų saugumą. Norint atakuoti PoS tinklą, reikia įsigyti didelį kriptovaliutos paketą, o tai gali būti per brangu ir nuvertintų paties užpuoliko turimas lėšas.
Akcijų paketo įrodymo trūkumai
- „Nieko ant kortos“ problema: Kai kuriose PoS implementacijose tvirtintojai gali būti suinteresuoti vienu metu tvirtinti kelias prieštaringas grandines, o tai gali pakenkti blokų grandinės vientisumui. Šiai rizikai sumažinti naudojami sprendimai, tokie kaip „slashing“ (baudimas tvirtintojų už kenkėjišką elgesį).
- Turto koncentracija: Turintys didesnius paketus turi didesnę tikimybę būti pasirinkti kaip tvirtintojai, o tai gali lemti turto koncentraciją ir galios centralizaciją. Tokie mechanizmai kaip atsitiktinis bloko parinkimas ir statymo amžius gali padėti išspręsti šią problemą.
- Naujesnė technologija: PoS yra palyginti naujesnė technologija, palyginti su PoW, ir jos ilgalaikis saugumas bei atsparumas vis dar vertinami.
- Kartelių formavimosi potencialas: Dideli statymo telkiniai gali sudaryti kartelius, darydami įtaką sutarimo procesui ir potencialiai sukeldami manipuliacijas.
Darbo įrodymas prieš akcijų paketo įrodymą: išsamus palyginimas
Štai lentelė, apibendrinanti pagrindinius skirtumus tarp darbo įrodymo ir akcijų paketo įrodymo:
| Savybė | Darbo įrodymas (PoW) | Akcijų paketo įrodymas (PoS) |
|---|---|---|
| Energijos suvartojimas | Didelis | Mažas |
| Saugumas | Aukštas (reikia didelės skaičiavimo galios atakai) | Aukštas (reikia įsigyti didelį akcijų paketą) |
| Plečiamumas | Ribotas | Potencialiai didesnis |
| Decentralizacija | Potencialiai decentralizuotas, bet kasimo telkiniai gali centralizuoti galią | Potencialiai decentralizuotas, bet dideli statytojai gali centralizuoti galią |
| Patekimo barjeras | Aukštas (brangi įranga ir elektra) | Žemesnis (reikia statyti kriptovaliutą) |
| Transakcijų greitis | Lėtesnis | Greitesnis |
| Branda | Brandesnis (patikrintas laiko) | Mažiau brandus (vis dar vystomas) |
| Atakos kaina | Aukšta (brangi skaičiavimo galia) | Aukšta (brangus akcijų paketo įsigijimas) |
Pasaulinis pritaikymas ir pavyzdžiai
Tiek PoW, tiek PoS buvo pritaikyti įvairiuose blokų grandinės projektuose visame pasaulyje. Štai keletas pavyzdžių:
- Bitcoin (PoW): Originali ir labiausiai žinoma kriptovaliuta „Bitcoin“ naudoja PoW savo sutarimo mechanizmui. Ji turi pasaulinį kasėjų tinklą, kuris prisideda prie jos saugumo ir veikimo.
- Ethereum (pereina nuo PoW prie PoS): „Ethereum“, antra pagal dydį kriptovaliuta, pereina prie didelio atnaujinimo, pereidama nuo PoW prie PoS, žinomo kaip „The Merge“. Šiuo perėjimu siekiama žymiai sumažinti energijos suvartojimą ir pagerinti plečiamumą.
- Cardano (PoS): „Cardano“ yra blokų grandinės platforma, naudojanti PoS sutarimo mechanizmą, vadinamą „Ouroboros“. Ji pabrėžia tvarumą ir saugumą.
- Solana (Istorijos įrodymas kartu su PoS): „Solana“ naudoja unikalų Istorijos įrodymo (PoH) ir PoS derinį, kad pasiektų didelį transakcijų greitį ir plečiamumą.
- Polkadot (Nominuotas akcijų paketo įrodymas): „Polkadot“ naudoja Nominuotą akcijų paketo įrodymą (NPoS), PoS variantą, kuriame žetonų turėtojai gali nominuoti tvirtintojus, kad užtikrintų tinklo saugumą.
Pasirinkimas tarp PoW ir PoS dažnai priklauso nuo konkrečių blokų grandinės projekto tikslų ir prioritetų. PoW teikia pirmenybę saugumui ir patikrintam veikimui, o PoS – energijos vartojimo efektyvumui ir plečiamumui.
Sutarimo mechanizmų ateitis
Sutarimo mechanizmų evoliucija yra nuolatinis procesas. Tyrėjai ir kūrėjai nuolat ieško naujų ir novatoriškų būdų, kaip pagerinti blokų grandinės tinklų efektyvumą, saugumą ir plečiamumą. Kai kurios besiformuojančios tendencijos apima:
- Hibridiniai sutarimo mechanizmai: PoW ir PoS elementų derinimas, siekiant išnaudoti abiejų privalumus.
- Deleguotas akcijų paketo įrodymas (dPoS): Leidimas žetonų turėtojams deleguoti savo balsavimo galią mažesnei tvirtintojų grupei, potencialiai pagerinant plečiamumą ir valdymą.
- Autoriteto įrodymas (PoA): Pasikliovimas iš anksto pasirinkta patikimų tvirtintojų grupe, siekiant apsaugoti tinklą, tinka privačioms blokų grandinėms.
- Federacinis Bizantijos sutarimas (FBA): Kvorumu pagrįsto sutarimo mechanizmo naudojimas greitesniam ir efektyvesniam transakcijų patvirtinimui.
- Patikrinamos vėlavimo funkcijos (VDF): Skaičiavimo požiūriu intensyvių funkcijų naudojimas, siekiant įvesti patikrinamą atsitiktinumą ir užkirsti kelią manipuliacijoms sutarimo mechanizmuose.
Pasaulinis poveikis: Šie pasiekimai yra labai svarbūs plačiam blokų grandinės technologijos pritaikymui įvairiose pramonės šakose, nuo finansų ir tiekimo grandinės valdymo iki sveikatos priežiūros ir balsavimo sistemų. Efektyvesnių ir plečiamų sutarimo mechanizmų kūrimas leis blokų grandinės tinklams apdoroti didesnius transakcijų kiekius ir palaikyti sudėtingesnes programas.
Apsvarstymai pasauliniam verslui ir asmenims
Sutarimo mechanizmų supratimas yra būtinas pasauliniam verslui ir asmenims, norintiems naudotis blokų grandinės technologija. Štai keletas pagrindinių apsvarstymų:
- Energijos suvartojimas: Įmonėms, besirūpinančioms savo poveikiu aplinkai, labai svarbu pasirinkti blokų grandinės sprendimus, kurie naudoja energiją taupančius sutarimo mechanizmus, tokius kaip PoS.
- Transakcijų kaštai: Skirtingi sutarimo mechanizmai gali lemti skirtingus transakcijų mokesčius. Šių kaštų supratimas yra svarbus biudžeto sudarymui ir planavimui.
- Transakcijų greitis: Transakcijų greitis gali labai skirtis priklausomai nuo sutarimo mechanizmo. Įmonės, kurioms reikalingas greitas transakcijų apdorojimas, turėtų apsvarstyti blokų grandinės sprendimus su didesniu pralaidumu.
- Saugumas: Įvertinkite saugumo rizikas, susijusias su skirtingais sutarimo mechanizmais, ir rinkitės sprendimus, kurie užtikrina tinkamą apsaugą nuo atakų.
- Reguliavimas: Blokų grandinės reguliavimas daugelyje šalių vis dar vystosi. Sekite naujienas apie reguliavimo aplinką savo jurisdikcijoje ir užtikrinkite atitiktį taikomiems įstatymams ir taisyklėms.
- Decentralizacija: Apsvarstykite decentralizacijos lygį, kurį siūlo skirtingi blokų grandinės tinklai. Labiau decentralizuotas tinklas gali būti atsparesnis cenzūrai ir manipuliacijoms.
Pavyzdys: Pasaulinė logistikos įmonė, siekianti įdiegti blokų grandinę tiekimo grandinės sekimui, turėtų atidžiai įvertinti skirtingų blokų grandinės platformų energijos suvartojimą ir transakcijų kaštus. Ji gali pasirinkti PoS pagrindu veikiantį sprendimą, siekdama sumažinti savo poveikį aplinkai ir sumažinti veiklos išlaidas.
Išvada
Darbo įrodymas ir akcijų paketo įrodymas atspindi du pagrindinius požiūrius į sutarimo pasiekimą blokų grandinės tinkluose. Nors PoW laikui bėgant įrodė savo saugumą ir patikimumą, jo didelis energijos suvartojimas ir plečiamumo apribojimai paskatino alternatyvių mechanizmų, tokių kaip PoS, kūrimą. Blokų grandinės technologijai toliau tobulėjant, galime tikėtis dar daugiau inovacijų sutarimo mechanizmuose, kurios lems efektyvesnius, saugesnius ir plečiamus sprendimus, galinčius patenkinti pasaulinės auditorijos poreikius. Blokų grandinės ateitis priklauso nuo tinkamos pusiausvyros tarp saugumo, decentralizacijos ir tvarumo suradimo. Vykstantis perėjimas prie PoS ir hibridinių bei naujų sutarimo mechanizmų tyrinėjimas yra daug žadantys žingsniai šia kryptimi.
Galiausiai, pasirinkimas tarp PoW ir PoS priklauso nuo konkrečių blokų grandinės taikymo reikalavimų ir susijusių suinteresuotųjų šalių prioritetų. Suprasdami kiekvieno požiūrio stipriąsias ir silpnąsias puses, verslas ir asmenys gali priimti pagrįstus sprendimus, kurie blokų grandinės sprendimai geriausiai atitinka jų poreikius.