Proof-of-Replication — механізм консенсусу Filecoin
Робота блокчейну підтримується низкою незалежних комп'ютерних вузлів, які досягають спільної згоди щодо оновлення даних у мережі за допомогою механізму консенсусу.
Алгоритм дає змогу учасникам мережі отримувати актуальну інформацію, перевіряти її та записувати в ланцюжок. Завдяки досягненню згоди оператори вузлів синхронізуються один з одним, а ланцюжок блоків захищений від шкідливих дій.
Блокчейни здебільшого вибирають механізм Proof-of-Stake для підтримки своєї продуктивності. Він зарекомендував себе як енергоефективний, екологічний, швидкий та надійний. Першим серед інших з'явився Proof-of-Work, на якому функціонує Bitcoin. Іншими прикладами є Delegated Proof-of-Stake, Proof-of-Importance, Proof-of-Capacity. Більш детально про них читайте у нашій статті про екзотичні алгоритми консенсусу.
У цьому матеріалі ми розповімо про такий механізм, як Proof-of-Replication (PoRep).
Як працює Proof-of-Replication?
Доказ реплікації — алгоритм консенсусу, який вимагає від операторів вузлів, які хочуть стати майнерами, продемонструвати блокчейну, що вони створили копію транзакції та мають місце для її зберігання. Дані шифруються за допомогою криптографічного протоколу zk-SNARK. Після того, як користувач зберіг репліку стану блокчейну на своєму пристрої, інші ноди реєстру перевіряють наявність копії даних. Якщо вони виявляють невідповідності, цей вузол втрачає свої повноваження. Таким чином, Proof-of-Replication гарантує безпечне децентралізоване зберігання інформаційних блоків і доступ до них у разі збою деяких вузлів.
Метод досягнення консенсусу вузлів розробила науково-дослідницька компанія Protocol Labs для її децентралізованої платформи хмарного зберігання даних на основі блокчейну Filecoin.
Proof-of-Replication побудований на основі методів Proof-of-Reliability та Proof-of-Space. Доказ надійності необхідний для зберігання даних на серверах, перевірки транзакцій і дозволу вилучення інформації. Доказ простору гарантує, що користувач має достатньо місця на жорсткому диску для зберігання блоків.
Поєднання цих двох механізмів переважно використовується для хмарних обчислень і зберігання даних на основі розподіленого реєстру.
Блокчейни з доказом реплікації та мережі з іншими механізмами консенсусу мають систему винагород для користувачів, які забезпечують роботу блокчейну. Створюючи копії блоків і надаючи свою пам'ять, оператори вузлів отримують криптовалюту, яка є частиною екосистеми мережі. У випадку з Filecoin — це FIL.
Хоча алгоритм консенсусу споживає менше енергії та загалом не такий затратний, як популярні PoS і PoW, але й у нього є недоліки. Зокрема, його критикують за низьку пропускну здатність (швидкість передавання даних у мережі). Це властиво механізму Proof-of-Replication, оскільки копії передаються кожному новому вузлу, який підключається до блокчейну.
Що таке Filecoin?
Найпопулярніший блокчейн, що працює на алгоритмі доказу реплікації – це Filecoin. У широкому сенсі під цією назвою слід розуміти децентралізовану мережу хмарного зберігання даних на основі блокчейну. Проєкт розробляється з 2014 року. Початкова пропозиція його монет FIL відбулася у 2017 році. ICO вважається одним з найуспішніших в історії криптовалют, адже компанія залучила інвестиції на суму в 250 млн доларів. Сам блокчейн Filecoin запрацював повною мірою в 2020 році. Він призначений для відстеження транзакцій, балансів і консенсусів, досягнутих між вузлами та майнерами сховищ.
Protocol Labs розробила платформу розподіленого зберігання даних на основі протоколу IPFS як додаткове рішення для децентралізації Інтернету.
