Cardano blockchain protocol: why Proof-of-Stake? (Čeština)

Cardano blockchain Ouroboros Proof-of-Stake stakepool, jak funguje PoA Proof of Africa

V tomto článku vysvětlíme, jaké protokoly Proof-of-Stake (PoS) porovnávají jejich základní fungování se známými protokoly Proof-of-Work (PoW).

(červen 17, 2020)

Protokoly Proof-of-Work (PoW), které v současné době podporují většinu kryptoprojektů, kterými jsou Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Dash atd.
To nám pomůže lépe pochopit, proč algoritmy PoS konsensu Zdá se, že má v krypto-ekosystému jasnější budoucnost než PoW a proč se Cardano rozhodlo vytvořit vlastní protokol šitý na míru; Ouroboros .

Základy

Bitcoin používá k zabezpečení své sítě obrovské množství energie.
Proč však spotřebovává veškerou tuto energii a jaké by mohly být alternativy?

Těžba nových bitcoinů a zabezpečení sítě vyžadují spoustu výpočetní výkon díky algoritmu nazvanému „Proof-of-Work“ (PoW).
Bitcoinový PoW algoritmus funguje tak, že všechny uzly v síti řeší stejnou kryptografickou hádanku.
Uzly řešící hádanku se označují jako horníci a první, kdo najde řešení, dostane odměnu; určité množství bitcoinů (počet se snižuje každé 4 roky po „rozpuštění“).

V roce 2011 Uživatel fóra Bitcointalk s názvem QuantumMechanic navrhl techniku, kterou nazval „proof-of-stake“.
Myšlenka spočívá v tom, že nechat počítač používat každý moc soutěžit proti sobě s těžbou za účelem zabezpečení sítě je nehospodárná .
Místo toho proof-of-stake používá volební proces, ve kterém je náhodně vybrán jeden uzel k ověření další blok.
Proof-of-stake (PoS) nemá žádné těžaře, ale místo toho má „validátory“ a neumožňuje lidem „těžit“ bloky, ale místo toho „mátovat“ nebo „vyrábět“ bloky.

Validátory bloků nejsou vybrány zcela náhodně.
Aby se uzel stal validátorem, musí do sítě vložit určité množství nativních tokenů blockchainu (což lze považovat za bezpečnostní zálohu).
Pokud je uzel vybrán k ověření dalšího bloku, ověří platnost všech transakcí v rámci bloku .
Pokud vše zkontroluje ven, uzel se odhlásí na bloku a přidá jej do blockchainu; vyprodukoval nový blok.

Jako odměnu uzel obdrží všechny nebo zlomek poplatků, které jsou spojeny s každou transakcí, záleží na PoS protocols .

Velikost podílu určuje pravděpodobnost, že bude vybrán validátor, který bude razit další blok. Čím více tokenů jste vsadili do sítě, tím větší je šance na vytvoření nového bloku.
To se může zdát nespravedlivé, protože má sklon upřednostňovat bohaté entity vlastnící mnoho tokenů, ale ve skutečnosti je to spravedlivější než protokoly PoW.
Díky PoW mohou velké subjekty / těžební farmy těžit z úspor z rozsahu.
Cena, kterou platí za těžební zařízení a elektřinu, se lineárně nezvyšuje. Místo toho čím více nakoupí, tím lepší ceny mohou získat.
Cena, kterou platí za těžební zařízení a elektřinu, nejde lineárně nahoru. Místo toho čím více nakoupí, tím lepší ceny mohou získat .

Zdroj : 3IQ Research Group
Zdroj: 3IQ Research Group

Spotřeba energie

Protokoly PoW nabízejí více odměn nejpokročilejší a lépe vybavené horníky. Čím vyšší je jejich hash rate (výpočetní výkon), tím vyšší je jejich šance vytvořit další blok a získat odměnu .

Pokud chtějí těžaři ještě více zvýšit své šance, měli by se shromáždit v takzvaných „těžařských bazénech“. Tímto způsobem kombinují své hashovací rychlosti a rozdělují odměnu rovnoměrně všem ve fondu.
To vedlo k závodu, kde strukturované společnosti nahradily budování počátečních uzlů DIY vytvořením větších a větších těžebních farem vybavených specializovanými těžebními zařízeními (například jako ASIC).

Podle Digiconomist samotní těžaři bitcoinů používají přibližně 60 TWh elektřiny, což stačí na napájení celé země, jako je Řecko (11 milionů obyvatel).

Zdroj: Digiconomist (Červen 2020)

Takže rozdíly mezi Důkazem práce a Důkazem o podílu jsou docela důležité.
Důkaz o podílu nedovolí všem těžit nové bloky, takže neexistuje konkurence mezi validátory a žádný závod o výpočetní výkon. Proto využívá podstatně méně energie.
Jako příklad a podle Charlese Hoskinsona, generálního ředitele společnosti IOHK, by celý Cardano Blockchain mohl být napájen s použitím pouze 10 kW (energie potřebná pro několik domů), což by ve srovnání s bitcoinovým blockchainem snížilo spotřebu energie milionkrát.

Decentralizace

Jak jsme viděli výše, s protokoly proof-of-work máme něco, čemu se říká těžební farmy, ve kterých se horníci spojují, aby zvýšili své šance na produkci nových bloků a tím i na sbírání odměn.
Nyní tyto fondy ovládají velké části bitcoinového blockchainu. To znamená, že nějakým způsobem centralizují proces těžby a to je nebezpečné.
Pokud by se spojily největší těžební farmy, měly by většinový podíl v síti a mohly by začít schvalovat podvodné transakce . Související blockchain by okamžitě ztratil veškerou svou důvěryhodnost a byl by opuštěn.

Nastavení uzlu a získání statusu validátora v blockchainu založeném na proof-of-stake je mnohem levnější ve srovnání s proof- jeden na základě práce.
Lidé, kteří mají zájem, nepotřebují obrovské investice do drahých těžebních zařízení, a proto proof-of-stake podporuje více lidí, aby založili uzel, čímž se síť stane decentralizovanější a také bezpečnější.

Shrnutí: Protokoly Proof-of-Work nutí horníky využívat obrovské množství energie a podporuje používání těžebních fondů, díky nimž je blockchain centralizován místo původního cíle dosáhnout decentralizace.

Protokoly PoS bývají spravedlivější než protokoly PoW, které se přirozeně vyhýbají velkým konglomerátům. Navíc každý protokol PoS (například Cardano s jeho parametr saturace bazénu ) může přidat doplňková pravidla ke zmírnění převahy validátorů, které mají v síti příliš velký vliv.
Hlavní cíl je stále stejný, dosáhnout decentralizace.

Škálovatelnost

Ukázalo se, že PoW protokoly mají hlavní slabost zabraňující dosažení masového přijetí a užitečnosti jako globálního platebního systému: Škálovatelnost.

Škálovatelnost sama o sobě spočívá ve třech hlavních problémech, které je třeba vyřešit:
– transakce za sekundu,
– šířka pásma sítě,
– úložiště.

Transakce za sekundu jsou nejzřetelnější a my se zde zaměříme pouze na tento aspekt.
Základní předpoklad je jednoduchý : aby se kryptoměna stala globálním platebním systémem, musíte mít možnost zvládnout spoustu transakcí za sekundu .

Pro srovnání, když systém Visa může provést až 5 000 transakcí za sekundu (TPS). Bitcoin umožňuje pouze až 7 TPS.

Během „krypto-pumpy“ koncem roku 2017 obrovský nárůst objemu transakcí bitcoinů ukázal slabost protokolu, trvalo několik dní, než byla některá transakce ověřena a vložena do blockchain. Potenciál přijetí bitcoinů je v současné době zúžen díky jeho škálovatelnosti.

Některé projekty vyvinuly protokoly (například Cardobův Ouroboros), které to řeší přijetím PoS místo PoW.
Jak jsme viděli, protokol Cardano PoS ano neumožnit všem soutěžit o výrobu nových bloků. Místo toho si síť vybere několik uzlů k vyražení dalších bloků; tyto uzly se nazývají „vůdci slotů“.
Aby to všechno fungovalo, Cardano rozděluje čas na epochy a ty na sloty.
Automaty jsou definovány jako krátké časové období, ve kterém lze vytvořit jeden blok.
Síť poté zvolí vedoucí slotu pro každý slot a toto je jediný, kdo může vytvořit blok pro konkrétní slot.
Vedoucí slotů naslouchají novým transakcím, ověřují je a poté je vkládají do nového bloku .
Díky této technice je Cardano vysoce škálovatelné, protože protokol může zvýšit počet slotů na epochu a navíc by v případě potřeby mohl spustit více epoch paralelně.

Ředitel blockchainové laboratoře Edinburgh University, Aggelos Kiayias, říká, že Cardano škálovatelnost protokol, Ouroboros Hydra by umožnil téměř nekonečný počet transakcí za sekundu , což by prolomilo současnou hlavní bariéru přijetí masové kryptoměny.

51\% útoky

V blockchainovém systému může nastat další problém, pokud si někdo koupí, vlastní nebo má kontrolu nad většinou tokenů a vsadí je do sítě. Poté s ním může efektivně manipulovat, což umožňuje a schvaluje falešné transakce.
Tomu se říká 51\% útok a je také diskutován jako slabá stránka PoW algoritmů.

Pokud jeden těžař nebo skupina těžařů může získat 51\% hashovací síly, mohou efektivně ovládat a manipulovat s blockchainem.

Důkaz- podíl na druhé straně by mohl způsobit tento útok velmi nepravděpodobným, ale záleží to na celkové hodnotě kryptoměny.
Stejně jako v červnu 2020, pokud by bitcoin přešel na PoS, získání 51\% všech mincí by stálo více než 85 miliard dolarů. U společnosti PoS je tedy méně pravděpodobné, že k 51\% útoku dojde.
Mezitím by zadržení 51\% ady stálo „pouze“ více než 1 miliardu dolarů … To ponechává mladé projekty PoS v jejich raných fázích vývoje obzvláště slabé.

Jak Cardano řeší tyto problémy?

Stručně řečeno: shoda proof-of-stake řeší některé problémy ve srovnání s proof-of-work, ale přináší také další rizika, která je třeba posoudit , pochopili a zmírnili.

Týmy Cardano od začátku pracovaly tímto směrem, aby podpořily hlavní problémy zjištěné při spuštění protokolu PoS a překonaly je.
K tomu Cardano použil jiný přístup než jiné projekty kryptoměny, protože je postaven na recenzovaných dokumentech . Jinými slovy, akademický přístup.

Takže místo toho, aby psal whitepaper a implementoval jej přímo do kódu, tým Cardano zajišťuje, aby odborníci z celého světa svět čte jejich příspěvky, vylepšuje je a souhlasí s výsledkem . To zajišťuje kvalitu a robustnost protokolu, ale také trvá hodně času a souvisí se značkou „always delayed“, která se drží projektu Cardano.

Během různých testovacích fází implementovaly vývojové týmy svůj výzkum a ukázalo se, že je schopen řešit většinu výše zmíněných problémů.
U vydání Shelley (léto 2020) byla většina parametrů testována a stanovena, aby do sítě přinesla co největší bezpečnost.
Všechny tyto parametry jsou navíc časem nastavitelné a dají protokolu veškerou potřebnou samostatnost pro jeho vývoj a přizpůsobení budoucím potřebám: decentralizace, bezpečnost, střízlivost a škálovatelnost .

Proof of Africa [POA] je ovladač africké adopce poháněný stakepool .

Další informace o naší iniciativě iatives zde .

Sledujte nás na Twitteru zde .

Připojte se k diskusi na naší Telegramový chat zde .

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *