PoW vs PoS vs SPoS – studium porównawcze algorytmów konsensusu

Co to jest mechanizm konsensusu Blockchain? Jaka jest różnica między PoW a PoS a SPoS?

Blockchain działa w oparciu o mechanizmy konsensusu, które legitymizują wszystkie transakcje, które są dodawane do łańcucha bloków. Zapewniają, że wszystkie transakcje są sprawdzane i stale kontrolowane przez każdy węzeł łańcucha blokowego i chronią działanie łańcucha blokowego przed każdym rodzajem ryzyka.

Blockchain to „rozproszona sieć księgi”, a wszystkie jej transakcje i baza danych są rozproszone w sposób współdzielony między różnymi węzłami. Te zapisy lub bloki nie mogą być usuwane, aktualizowane ani kontrolowane przez żaden organ centralny. Mogą aktualizować tylko poprzez dodanie nowego bloku. Tak więc w przypadku powstania sporu w systemie rozproszonym mechanizm konsensusu zajmie się złośliwymi węzłami i zapewni równowagę w systemie.

pow vs pos vs spos

Podstawowa koncepcja i technologia nie są takie same we wszystkich kryptowalutach, na przykład jest duża różnica w kryptowalutach w ich konsensusie. Istnieją dwa najpopularniejsze algorytmy konsensusu działające na rynku blockchain – PoW i PoS. PoW obsługuje zarówno bitcoin, jak i Ethereum. jednak, Ethereum obecnie kieruje się w stronę PoS.

PoW vs PoS vs SPoS

Co to jest PoW?

W 1993 roku Cynthia Dwork i Moni Naor wpadły na piękny pomysł algorytmu PoW lub Proof of Work Consensus. Jednak w 1999 roku Mark Jakobsson wymyślił nazwę PoW. Proces PoW jest znany jako wydobywanie, a działające węzły nazywane są górnikami. W Bitcoin blockchain, transakcje są grupowane w puli pamięci zwanej mempool. W mempool blok jest tworzony co 10 minut.

Gdy użytkownik żąda transakcji, jest ona weryfikowana przez górnika w następnym dostępnym bloku. W tym celu górnik musi znać wartość skrótu ostatniego utworzonego bloku. Nie wymaga to żadnego języka kodowania; górnik po prostu przegląda bloki. Gdy tylko dostanie wartość do sieci i zweryfikuje z innymi węzłami i utworzy blok. Górnik jest nagradzany ułamkiem wartości bitcoina.

Ten proces wydobywania jest jak zagadka kryptograficzna i pochłania ogromną energię. Z biegiem czasu łamigłówka staje się łatwiejsza i szybsza. Układanka jest aktualizowana co 14 dni, aby utrudnić rywalizację. Chociaż proces PoW jest wysoce bezpieczny, jest bardzo kosztowny ze względu na wysokie zapotrzebowanie na energię obliczeniową. Wszystkie węzły muszą zweryfikować transakcję, co sprawia, że ​​jest ona również wysoce skalowalna.

Górnicy muszą stale aktualizować swoje oprogramowanie, aby rozwiązywać trudne łamigłówki. PoW jest nieco scentralizowanym procesem, ponieważ platforma wydobywcza musi być zorganizowana w celu walidacji transakcji.

Co to jest PoS?

Z drugiej strony algorytm konsensusu PoS lub Proof of Stake jest znacznie prostszym i oszczędnym procesem. Działa z blockchainem Ethereum. Tutaj proces walidacji transakcji nazywa się „fałszowaniem”, a tutaj stakers stawiają na swój własny zestaw węzłów. Walidatorzy są nagradzani za swój wysiłek – im większa stawka, tym większe szanse na walidację, a zwroty są wysokie.

PoS obejmuje również proces zwany „shardingiem”. Sharding polega na poziomym partycjonowaniu węzłów i poprawia skalowalność procesu.PoS nie wymaga wydobywania, a co za tym idzie, rozwiązywania skomplikowanych zagadek.Nie ma wymogu ciągłej aktualizacji oprogramowania i występuje niskie zużycie energii. Proces kucia jest znacznie tańszy niż wydobycie.

PoS jest całkowicie zdecentralizowany i wszystkie węzły nie muszą być zaangażowane w system. Jednak ponieważ w grę wchodzą większe stawki, PoS brakuje protokołów bezpieczeństwa w porównaniu z PoW. Przykładem PoS jest blockchain Tezos.

Co to jest SPoS?

Algorytm konsensusu SPoS lub Secure Proof of Stake jest ulepszeniem już istniejącego mechanizmu PoS. Działa na protokole blockchain Elrond i zapewnia większe bezpieczeństwo i sprawiedliwą dystrybucję. System jest również znacznie tańszy niż PoW.

SPoS nieco różni się od zasady Algoranda polegającej na losowym doborze walidatorów. Zamiast tego każdy węzeł wybiera członków grupy konsensusu w zależności od zagregowanej sygnatury ostatniego bloku.

W porównaniu do Algorand, wybór komisji zajmuje tylko 100 Mps. Grupa konsensusu jest wybierana w zależności od stawki i rankingu grupy w poprzednich transakcjach. SPoS działa na schemacie multisignature Bellare i Neven.

Co to jest Elrond?

Elrond to nowoczesny kompleksowy system blockchain zaprojektowany w celu zapewnienia większej skalowalności, bezpieczeństwa, interoperacyjności i wydajności w ekosystemie.

Elrond opiera się na dwóch koncepcjach:

  • Podejście State Sharding, w którym łańcuch bloków jest podzielony na wiele fragmentów do obsługi przez wiele walidatorów.
  • SPoS lub mechanizm Secure Proof of Stake, który zapewnia bezpieczeństwo i sprawiedliwą dystrybucję węzłów.

Sharding dzieli transakcje na poziome węzły i wymaga mniejszej ilości energii i wiedzy obliczeniowej. Im więcej odłamków, tym więcej transakcji wygeneruje.

Aby sprostać zapotrzebowaniu na odłamki, Elrond przyjął nową koncepcję zwaną „Adaptive State Sharding”, która zapewnia większą skalowalność i decentralizację systemu.

Czym różni się Elrond od innych Blockchainów?

Elrond obejmuje sharding, który całkowicie eliminuje marnotrawstwo energii i wymagania obliczeniowe PoW.

W przeciwieństwie do Algoranda, Elrond zwiększa transakcje poprzez proces dzielenia na fragmenty. Czas wyboru grupy konsensusu jest również znacznie krótszy, tylko 100 m / s w porównaniu z 12 sekundami Algorandu.

W porównaniu do łańcucha blokowego Zilliqa, Elrond używa mechanizmu dzielenia na fragmenty stanu. Działa również na mechanizmie EVM (Earned Value Management), który zapewnia interoperacyjność między łańcuchami bloków.