П’ятірка незвичайних алгоритмів консенсусу
Алгоритми консенсусів блокчейнів не обмежуються Proof-of-Work та Proof-of-Stake, їх різноманіття збільшується з кожним роком залежно від потреб криптоспільноти.
Відповідно до трилеми блокчейну майже неможливо створити криптовалютну мережу, яка б повною мірою дотримувалася трьох головних принципів: децентралізації, безпеки та масштабованості. Якийсь із пунктів буде розвинений недостатньо, і це робить конкретну блокчейн-систему недосконалою.
Саме тому блокчейн-проєкти намагаються створити власні алгоритми консенсусу, що можуть розв’язати проблеми попередніх. У цій статті ми покажемо 5 незвичайних алгоритмів, за якими функціонують деякі блокчейни, а також наведемо приклади конкретних криптовалют.
Proof of Space and Time (PoST)
Це алгоритм консенсусу, який був розроблений для заміни алгоритму Proof-of-Work (PoW). Він працює за допомогою використання доказу простору та часу, які базуються на зберіганні даних на жорстких дисках (HDD). Основна ідея: замість витрачання великої кількості енергії на генерацію нових блоків мережа має використовувати велику кількість місця на жорстких дисках для доведення своєї працездатності.
Процес формування блоків в PoST складається з таких етапів:
- створення нового блоку. Майнер створює новий блок, який містить інформацію про попередній;
- обчислення функції доказу простору та часу. Майнер повинен довести, що у нього є достатня кількість простору на жорсткому диску й він дає змогу витратити певний час на це обчислення;
- перевірка доказу. Мережа перевіряє доказ простору та часу, щоб переконатися, що майнер витратив достатньо часу та простору на генерацію нового блоку.
Якщо доказ простору та часу виявляється правильним, мережа додає новий блок до ланцюжка та винагороджує майнера за його працю.
До криптовалют, що використовують Proof of Space and Time (PoST), належать: Chia (XCH), BitTorrent (BTT), Filecoin (FIL), Burstcoin (BURST), PlotX (PLOT), Hdd Coin (HDD), Flax (FLAX), Swarm (SWM) та Spacecoin (SPACE).
Directed Acyclic Graph (DAG)
Структура даних, що складається з вершин і зв’язків між ними. Граф називається спрямованим, оскільки зв’язки мають напрямок і не можуть створювати цикли. DAG використовується як альтернатива традиційному блокчейну, щоб забезпечити більшу швидкість та масштабованість, оскільки кожна нова транзакція може бути оброблена паралельно з іншими транзакціями, які не залежать від неї. Крім того, DAG забезпечує високу стійкість до атак типу 51%, оскільки той, хто атакує, повинен контролювати понад 50% всієї мережі, щоб змінити історію транзакцій.
Криптовалюти, що використовують алгоритм DAG у своїй основі: IOTA (MIOTA), NANO, Avalanche (AVAX), Fantom (FTM).
Tendermint
Tendermint є алгоритмом консенсусу на основі BFT (Byzantine Fault Tolerance), який використовує механізм підпису дозволів (permissioned) та може бути застосований в приватних, глобальних і громадських блокчейнах.
Tendermint використовує два рівні підтвердження:
- перший рівень використовує BFT для досягнення консенсусу між тими, хто підписує транзакції;
- другий рівень використовує алгоритм Proof-of-Stake (PoS) для визначення, який блок продовжуватиме ланцюжок.
Серед криптовалют, які використовують Tendermint, можна виділити Cosmos (ATOM), Terra (LUNA), Binance Coin (BNB).
Для охочих ознайомитися з Tendermint докладніше у нас є стаття про цей алгоритм на сайті Gagarin News.
Federated Byzantine Agreement (FBA)
Це алгоритм консенсусу, який забезпечує можливість узгодження децентралізованих мереж, в яких кожен вузол може бути під’єднаний до різних мереж або мати різні права голосу. У FBA вузли формують групи, які здійснюють узгодження між собою через голосування.
Тобто транзакції підтверджуються за допомогою передання повідомлень між вузлами, а не через розв’язання складних математичних задач, як у випадку з PoW або PoS.
Один з прикладів використання FBA — Stellar (XLM). Stellar — це криптовалюта, яка забезпечує глобальний платіжний протокол з використанням FBA. Крім Stellar, існують й інші криптовалюти, які використовують FBA, зокрема Ripple (XRP), Zilliqa (ZIL), Algorand (ALGO).
Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT)
Цей алгоритм розроблений для використання в розподілених системах з відомим заздалегідь числом учасників. PBFT дає змогу досягти консенсусу навіть у випадку, коли до третини учасників не працюють або можуть бути зловмисниками, які намагаються зіпсувати процес.
У PBFT кожен вузол мережі постає як клієнт, відправляючи запити до інших вузлів. Кожен запит проходить через певний етап, перевіряє його і повертається до вузла-клієнта. Якщо понад дві третини вузлів згодні з результатом, то вважається, що транзакція була підтверджена.
До криптовалют, що використовують PBFT, належать Hedera Hashgraph (HBAR), Hyperledger Fabric, Quorum (QTUM).
