Топ-5 необычных алгоритмов консенсуса
Алгоритмы консенсусов блокчейнов не ограничиваются Proof-of-Work и Proof-of-Stake, их разнообразие увеличивается с каждым годом в зависимости от потребностей криптосообщества.
Согласно трилемме блокчейна практически невозможно создать криптовалютную сеть, которая бы в полной мере придерживалась трех главных принципов: децентрализации, безопасности и масштабируемости. Какой-либо из пунктов будет развит недостаточно, и это делает конкретную блокчейн-систему несовершенной.
Именно поэтому блокчейн-проекты пытаются создать собственные алгоритмы консенсуса, которые могут решить проблемы предыдущих. В этой статье мы разберем 5 необычных алгоритмов, по которым функционируют некоторые блокчейны, а также приведем примеры конкретных криптовалют.
Proof of Space and Time (PoST)
Это алгоритм консенсуса, разработанный для замены алгоритма Proof-of-Work (PoW). Он работает, используя доказательство пространства и времени, которые основываются на хранении данных на жестких дисках (HDD). Основная идея: вместо затрат большого количества энергии на генерацию новых блоков сеть должна использовать большое количество места на жестких дисках для доказательства своей работоспособности.
Процесс формирования блоков в PoST состоит из следующих этапов:
- создание нового блока. Майнер создает новый блок, содержащий информацию о предыдущем;
- вычисление функции доказательства пространства и времени. Майнер должен доказать, что у него достаточно пространства на жестком диске и он позволяет потратить определенное время на это вычисление;
- проверка доказательства. Сеть проверяет доказательство пространства и времени, чтобы убедиться, что майнер потратил достаточно времени и пространства на генерацию нового блока.
Если доказательство пространства и времени оказывается правильным, сеть добавляет новый блок к цепочке и вознаграждает майнера за его работу.
К криптовалютам, использующим Proof of Space and Time (PoST), относятся: Chia (XCH), BitTorrent (BTT), Filecoin (FIL), Burstcoin (BURST), PlotX (PLOT), Hdd Coin (HDD), Flax (FLAX), Swarm (SWM) и Spacecoin (SPACE).
Directed Acyclic Graph (DAG)
Структура данных, состоящая из вершин и связей между ними. Граф называется направленным, поскольку связки имеют направление и не могут создавать циклы. DAG используется в качестве альтернативы традиционному блокчейну, чтобы обеспечить большую скорость и масштабируемость, поскольку каждая новая транзакция может быть обработана параллельно с другими, не зависящими от нее транзакциями. Кроме того, DAG обеспечивает высокую устойчивость к атакам типа 51%, поскольку атакующий должен контролировать более 50% всей сети, чтобы изменить историю транзакций.
Криптовалюты, использующие в своей основе алгоритм DAG: IOTA (MIOTA), NANO, Avalanche (AVAX), Fantom (FTM).
Tendermint
Tendermint является алгоритмом консенсуса на основе BFT (Byzantine Fault Tolerance), который использует механизм подписи разрешений (permissioned) и может быть применен в приватных, глобальных и публичных блокчейнах.
Tendermint использует два уровня подтверждения:
- первый уровень использует BFT для достижения консенсуса между теми, кто подписывает транзакции;
- второй уровень использует алгоритм Proof-of-Stake (PoS) для определения, какой блок будет продолжать цепочку.
Среди криптовалют, которые используют Tendermint, можно выделить Cosmos (ATOM), Terra (LUNA), Binance Coin (BNB).
Для желающих подробнее ознакомиться с алгоритмом Tendermint у нас есть статья на сайте Gagarin News.
Federated Byzantine Agreement (FBA)
Это алгоритм консенсуса, обеспечивающий возможность согласования децентрализованных сетей, в которых каждый узел может быть подключен к разным сетям или иметь разные права голоса. У FBA узлы формируют группы, осуществляющие согласование между собой путем голосования.
То есть транзакции подтверждаются посредством передачи сообщений между узлами, а не путем расчета сложных математических задач, как в случае с PoW или PoS.
Один из примеров использования FBA — Stellar (XLM). Stellar — это криптовалюта, которая обеспечивает глобальный платежный протокол с использованием FBA. Кроме Stellar, существуют и другие криптовалюты, которые используют FBA, в частности Ripple (XRP), Zilliqa (ZIL), Algorand (ALGO).
Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT)
Этот алгоритм разработан для использования в распределенных системах с известным заранее числом участников. PBFT позволяет достичь консенсуса даже в случае, когда до трети участников не работают или могут быть злоумышленниками, пытающимися навредить процессу.
В PBFT каждый узел сети выступает как клиент, отправляя запросы в другие узлы. Каждый запрос проходит через определенный этап, проверяет его и возвращается к узлу-клиенту. Если более двух третей узлов согласны с результатом, считается, что транзакция была подтверждена.
К криптовалютам, использующим PBFT, относятся Hedera Hashgraph (HBAR), Hyperledger Fabric, Quorum (QTUM).
