Привет, это команда «Шард». В этой статье вы узнаете о тех механизмах консенсуса в блокчейне, которые выходят за рамки привычных Proof of Work и Proof of Stake.
Механизм согласования — один из важнейших элементов блокчейн-систем. Это алгоритм, благодаря которому участники сети могут договориться о состоянии распределенного реестра. С его помощью осуществляется проверка схожести наборов данных в узлах сети для предупреждения двойного расходования и прочих атак.
Знания в этой области пригодятся для понимания возможностей блокчейн-сетей: их способности к адаптации и поиску решений для различных приложений и бизнес-задач.
Для того, чтобы лучше разбираться в работе альтернативных механизмов консенсуса, нужно изучить их особенности и контексты. В определенных областях эти механизмы более эффективны, чем популярные Proof of Work и Proof of Stake, с которыми вы можете ознакомиться в нашем материале.
В этой статье мы расскажем о таких механизмах, как Delegated Proof of Stake, Proof of Burn, Proof of Elapsed Time и Proof of Space.
Delegated Proof of Stake (Делегированное доказательство доли)
Это видоизмененная версия обычного Proof of Stake, где только некоторые участники сети могут осуществлять верификацию операций и формировать блоки. В DPoS происходят выборы валидаторов, выполняющих указанные выше обязанности.
Как устроен DPoS:
- Существующая избирательная система позволяет пользователям голосовать за делегатов. Количество возможных голосов приравнивается к числу токенов во владении.
- Выбранные делегаты, которых может быть от 10 до 30, несут ответственность за разработку блоков.
- Во всех следующих циклах голосование происходит заново, и участники могут изменить свой выбор, из-за чего делегаты систематически меняются.
- Голосование бывает двух видов: постоянное или периодическое (раз в несколько дней или недель).
- За выполнение своих обязанностей делегаты получают вознаграждения. Они могут поделиться ими с пользователями, которые отдали им свой голос (например, через делегирование токенов).
Пример:
DPoS используется на платформе Tron. На ней за создание блоков и принятие решений по консенсусу отвечают 27 действующих делегатов. Из-за особенностей архитектуры сети и нацеленности на массовое использование DPoS — лучшее решение для Tron, которое обеспечивает масштабируемость, быстроту транзакций и доступность управления.
Proof of Burn (Доказательство сожжения)
Если в Proof of Work используются вычислительные мощности для создания блоков, а в Proof of Stake для подтверждения транзакций нужна доля пользовательских токенов, то в Proof of Burn монеты безвозвратно сгорают при отправке на специальный адрес. Таким образом, процесс уничтожения служит доказательством готовности пожертвовать своими средствами для обеспечения безопасности, что мотивирует на честное участие.
Как устроен PoB:
- Существует определенный адрес, на который участники сети безвозвратно отправляют свои монеты.
- После уничтожения монет участник может создавать новые блоки в сети. Чем выше количество сожженных средств, тем выше шанс пользователя стать создателем блоков.
- В некоторых сетях владельцы сожженных токенов получают вознаграждения: новые токены или часть комиссий от транзакций.
PoB предназначен для blockchain-сетей, где ценятся преданность сети и невысокие вычислительные мощности. Также из-за отсутствия влияния на окружающую среду и больших энергетических затрат этот механизм используется в маленьких и специфичных блокчейн-проектах для придания устойчивости к атакам
Пример:
PoB используется в проекте Counterparty, где участники сжигают BTC для получения токенов, чтобы создавать блоки. Этим пользуются для разработки децентрализованных приложений и смарт-контрактов на базе Bitcoin.
Proof of Burn (PoB) выступает для Counterparty в роли консенсусного механизма, так как благодаря ему становится доступным более энергоэффективное и недорогое решение для достижения согласия в сети. PoB создает условия для долговременного участия пользователей и поддерживает децентрализацию. Так, механизм позволяет разрабатывать токены и активы без дорогих вычислительных мощностей.
Proof of Elapsed Time (Доказательство прошедшего времени)
Применяется в Hyperledger Sawtooth. В отличие от Proof of Work (PoW) и Proof of Stake (PoS), этот механизм не подразумевает массивных вычислительных ресурсов или опоры на долю токенов для создания блоков.
Как устроен PoET:
- Для создания случайных временных интервалов для каждого узла применяется платформа Trusted Execution Environment (TEE). TEE (например, Intel SGX) предупреждает атаки.
- Время ожидания предложения нового блока определяется случайно для каждого узла.
- По истечении времени создается блок, который предлагается добавить в блокчейн.
- Блок добавится в цепочку, если другие узлы подтвердят истечение времени и выполнение прочих условий
- Процесс не предполагает вычислительных усилий и не зависит от доли токенов.
Пример:
Для внутренних blockchain-решений Linux Foundation создал Hyperledger Sawtooth — это проект с открытым исходным кодом. Он использует Proof of Elapsed Time (PoET), который обеспечивает надежность, доступность, результативность и масштабируемость.
Proof of Space (Доказательство наличия свободного места)
Этот механизм использует место на жестком диске для создания «плоттов» (plots) — это сегменты псевдослучайного кода, расположенные на жёстком диске (HDD или SSD).
Как устроен PoSpace:
- Блоки создаются за счет свободного места на HDD и SSD устройствах.
- Планирование (plotting) не требует добавочных вычислений, но подразумевает затраты ресурсов на заполнение существующего пространства в начале работы.
- Блок создается из случайных элементов данных (plot) и предполагает доказательство, основанное на сохраненной информации.
- Для получения права на новый блок узел должен иметь соответствующие подтверждение и наименьшие вычисления. Создание блока зависит от количества доступного пространства.
Пример:
Chia Network остановилась на Proof of Space и Proof of Time в первую очередь из-за экологических, экономических и технических факторов, а именно по причине их энергоэффективности и экологичности.
Что выбрать
Для таких платформ как Tron, где важна скорость транзакций и масштабируемость, а также эффективность сети при массовом использовании подойдет такой механизм как DPoS.
Для площадок, предполагающих долговременную приверженность и минимальные энергетические затраты, лучшим решением будет PoB.
Для проектов, ценящих безопасность и низкие вычислительные затраты как, например, Hyperledger Sawtooth, для поиска корпоративных решений подойдет PoET.
PoSpace лучше использовать для экологичных блокчейн-решений, как в Chia Network, для того, чтобы ограничить воздействие на природу и снизить потребление энергии.
Таким образом, альтернативные механизмы консенсуса обеспечивают устойчивость работы блокчейн-сетей. Каждый из этих механизмов имеет как достоинства, например, быстрота транзакций или низкие затраты электроэнергии, так и недостатки: централизация власти и запутанность инфраструктуры. Знания особенностей каждого инструмента упрощает процесс поиска решений для бизнес-задач и приложений, что позволяет сохранять баланс между безопасностью, масштабируемостью и устойчивостью сети.
Узнать больше о цифровых активах можно в нашем блоге.