Cardano blockchain-protokoll: hvorfor Proof-of-Stake?

Cardano blockchain Ouroboros Proof-of-Stake stakepool hvor fungerende PoA Proof of Africa

I denne artikkelen vil vi forklare hvilke Proof-of-Stake (PoS) protokoller som sammenligner deres grunnleggende funksjon med de velkjente Proof-of-Work (PoW) protokollene.

(Jun 17, 2020)

Proof-of-Work (PoW) protokoller som for øyeblikket drev de fleste kryptoprosjektene som Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Dash osv.
Dette vil hjelpe oss å forstå bedre hvorfor PoS konsensusalgoritmer ser ut til å ha en lysere fremtid enn PoW i kryptoøkosystemet og hvorfor Cardano bestemmer seg for å utvikle sin egen skreddersydde protokoll; Ouroboros .

Grunnleggende

Bitcoin bruker enorme mengder energi for å sikre nettverket.
Men hvorfor bruker den all denne energien, og hva kan alternativene være?

Å bryte nye bitcoins og sikre nettverket krever mye datakraft på grunn av algoritmen kalt “Proof-of-Work” (PoW).
Bitcoin PoW-algoritmen fungerer ved å ha alle noder i nettverket til å løse det samme kryptografiske puslespillet.
Nodene som løser puslespillet blir referert til som gruvearbeidere og den første som finner løsningen får belønningen; en viss mengde Bitcoin (er) (tallet synker hvert fjerde år etter en «Halvering»).

I 2011 ble en Bitcointalk forumbruker kalt QuantumMechanic foreslo en teknikk som han kalte “proof-of-stake”.
Tanken er at å la alle bruke databehandling makt til å konkurrere mot hverandre med gruvedrift for å sikre nettverket er bortkastet .
I stedet bruker bevis-of-stake en valgprosess der en node er tilfeldig valgt for å validere neste blokk.
Proof-of-stake (PoS) har ingen gruvearbeidere, men har i stedet “validatorer”, og det lar ikke folk “mine” blokker, men i stedet “mynte” eller “produsere” blokker.

Blokkvalidatorer er ikke valgt helt tilfeldig.
For å bli validator må en node deponere en viss mengde blockchain-innfødte tokens i nettverket som står på spill (som kan sees på som et sikkerhetsdepositum).
Hvis en node blir valgt for å validere neste blokk, vil den verifisere gyldigheten av alle transaksjonene i blokken .
Hvis alt sjekker ut, signerer noden på blokken og legger den til blockchain; den har produsert en ny blokk.

Som belønning mottar noden hele eller en brøkdel av gebyrene som er knyttet til hver transaksjon, som avhenger av PoS protokoller .

Størrelsen på innsatsen bestemmer sjansene for at en validator skal velges for å lage den neste blokken. Jo flere poletter du har satt i nettverket, jo større sjanser er det for å produsere en ny blokk.
Dette kan virke urettferdig fordi det har en tendens til å favorisere rike enheter som eier mange poletter, men faktisk er det mer rettferdig enn PoW-protokoller.
Faktisk, med PoW kan store enheter / gruvebruk dra nytte av stordriftsfordeler.
Prisen de betaler for gruveutstyr og strøm, stiger ikke lineært. I stedet for jo mer de kjøper, jo bedre priser kan de få.
Prisen de betaler for gruveutstyr og strøm, stiger ikke lineært. I stedet for jo mer de kjøper, jo bedre priser kan de få .

Kilde : 3IQ Research Group
Kilde: 3IQ Research Group

Energiforbruk

PoW-protokoller gir mer belønning til de mest avanserte og bedre utstyrte gruvearbeiderne. Jo høyere hashfrekvensen (beregningskraft) er, desto større er sjansen for å opprette neste blokk og motta belønningen .

Hvis gruvearbeidere vil øke sjansene sine ytterligere, bør de samles i det som kalles «gruvebassenger». På den måten kombinerer de hashing-prisene sine og fordeler belønningen jevnt til alle i bassenget.
Dette har ført til et løp der strukturerte selskaper erstattet tidlig bygging av DIY-noder ved å skape større og større gruvefarmer utstyrt med dedikerte gruveenheter (for eksempel som ASIC).

I følge Digiconomist bruker Bitcoin minearbeidere omtrent 60 TWh av strøm, nok til å drive et helt land som Hellas (11 millioner innbyggere).

Kilde: Digiconomist (Juni 2020)

Så forskjellene mellom Proof-of-work og Proof-of-stake er ganske viktige.
Proof-of-stake lar ikke alle bryte for nye blokker, så det er ingen konkurranse mellom validatorer og ikke noe løp om datakraft. Derfor bruker den betydelig mindre energi.
Som eksempel og ifølge Charles Hoskinson, administrerende direktør i IOHK, , kan hele Cardano Blockchain drives med bare 10 kW (strøm som trengs for få hus) som vil redusere energiforbruket med millioner ganger sammenlignet med Bitcoin blockchain.

Desentralisering

Som vi har sett ovenfor, med bevis på arbeidsprotokoller, har vi noe som kalles gruvebruk der gruvearbeidere går sammen for å øke sjansene for å produsere nye blokker og dermed samle belønninger.
Nå har disse bassengene kontroll over store deler av bitcoin-blockchain. Det betyr at de på en eller annen måte sentraliserer gruveprosessen, og det er farlig.
Hvis de største gruvedriftene ville slå seg sammen, ville de ha en majoritetsandel i nettverket og kunne begynne å godkjenne falske transaksjoner . Den relaterte blockchain ville umiddelbart miste all sin troverdighet og ville bli forlatt.

Å sette opp en node, og bli en validator, i en proof-of-stake-basert blockchain er mye billigere sammenlignet med en proof- arbeidsbasert.
Interesserte trenger ikke en enorm investering i dyrt gruveutstyr, og dermed oppmuntre bevis på innsats flere mennesker til å sette opp en node, noe som gjør nettverket mer desentralisert og også sikrere.

For å oppsummere: Proof-of-Work-protokoller presser gruvearbeidere til å bruke enorme mengder energi, og det oppfordrer til bruk av gruvebassenger som gjør blockchain mer sentralisert i stedet for sitt opprinnelige mål om å nå desentralisering.

PoS-protokoller har en tendens til å være mer rettferdig enn PoW-protokoller som iboende unngår store konglomerater. På toppen av det, hver PoS-protokoll (for eksempel Cardano med dens poolmetningsparameter ) kan legge til utfyllende regler for å redusere overvekt av validatorer som har for stor innflytelse i nettverket.
Hovedmålet er fortsatt det samme, og når desentralisering.

Skalerbarhet

PoW-protokoller har vist seg å ha en stor svakhet og unngår å nå masseadopsjon og nytte som et globalt betalingssystem: Skalerbarhet.

Skalerbarhet i seg selv består av tre hovedspørsmål som må løses:
– transaksjoner per sekund,
– nettverksbåndbredde,
– lagring.

Transaksjoner per sekund er den mest åpenbare, og vi vil her bare fokusere på dette aspektet.
Den grunnleggende forutsetningen er enkel : for at en kryptovaluta skal bli et globalt betalingssystem, må du kunne å håndtere mange transaksjoner per sekund .

Som en sammenligning når Visa-systemet kan fortsette opptil 5000 transaksjoner per sekund (TPS). Bitcoin tillater bare opptil 7 TPS.

I løpet av «kryptopumpen» i slutten av 2017 viste enorm økning i Bitcoin-transaksjonsvolum protokollsvakheten, det tok dager før noen transaksjoner ble validert og satt inn i blockchain. Bitcoins potensial for adopsjon er for tiden flaskehalset av dets skalerbarhet.

Noen prosjekter utviklet protokoller (som Cardanos Ouroboros) som løser dette ved å vedta PoS i stedet for PoW.
Som vi har sett gjør Cardano PoS-protokollen det ikke la alle konkurrere om å produsere nye blokker. I stedet velger nettverket noen noder for å lage de neste blokkene; disse nodene kalles “slot leader”.
For å få dette til å fungere, deler Cardano tiden i epoker og de i slots.
Slots defineres som en kort tidsperiode der en blokk kan opprettes.
Nettverket velger deretter en spilleautomatleder for hvert spilleautomat, og dette er den eneste som kan produsere blokken for den aktuelle spilleautomaten.
Spilleautomatledere lytter etter nye transaksjoner, verifiserer dem og setter dem deretter i en ny blokk. .
Denne teknikken gjør Cardano svært skalerbar fordi protokollen kan øke antall spor per epoke og på toppen kunne kjøre flere epoker parallelt om nødvendig.

Direktør for Edinburgh Universitys Blockchain Laboratory, Aggelos Kiayias, sier at Cardano skalerbarhet protokoll, Ouroboros Hydra , ville tillate et nesten uendelig antall transaksjoner per sekund som ville bryte den nåværende hovedbarrieren for kryptomassadopsjon.

51\% angrep

Et annet problem kan skje i et blockchain-system hvis man kjøper, eier eller har kontroll over de fleste tokens og setter dem i nettverket. Han kan da effektivt manipulere det med å tillate og godkjenne falske transaksjoner.
Dette kalles 51\% -angrepet og blir også diskutert som et svakt punkt i PoW-algoritmer.

Hvis en enkelt gruvearbeider eller gruppe gruvearbeidere kan oppnå 51\% av hashkraften, kan de effektivt kontrollere og manipulere blockchain.

Bevis- på innsatsen kan derimot gjøre dette angrepet svært lite sannsynlig, men dette avhenger av den samlede verdien av en kryptovaluta.
Som i juni 2020, hvis Bitcoin ville bytte til PoS, ville det å koste 51\% av alle myntene koste mer enn 85 milliarder dollar. Så det er mindre sannsynlig at 51\% -angrepet vil skje med PoS.
I mellomtiden vil det å holde igjen 51\% av ada “bare” koste over 1 milliard dollar … Det etterlater unge PoS-prosjekter spesielt svake i de tidlige utviklingsfasene. / p>

Hvordan håndterer Cardano disse problemene?

Kort sagt: konsensusbevis takler noen problemer sammenlignet med bevis på arbeid, men gir også noen ekstra risikoer som må vurderes , forstått og dempet.

Fra begynnelsen av jobbet Cardano-team i den retningen for å støtte de viktigste problemene som ble identifisert når du kjørte en PoS-protokoll og for å overvinne dem.
For å gjøre dette brukte Cardano en annen tilnærming enn andre kryptovaluta-prosjekter fordi den er bygget rundt fagfellevurderte papirer . Med andre ord en akademisk tilnærming.

Så i stedet for å skrive en whitepaper og implementere den rett til kode, sørger Cardano-teamet for at eksperter fra hele verden leser papirene sine, forbedrer dem og er enige i utfallet . Det sikrer kvaliteten og robustheten til protokollen, men tar også mye tid og er relatert til «alltid forsinket» -koden som holder seg til Cardano-prosjektet.

I løpet av de forskjellige testfasene implementerte utviklingsteamene sine og viste seg å være i stand til å takle de fleste av problemene som ble tatt opp ovenfor.
For utgivelsen av Shelley (sommeren 2020) har de fleste parametere blitt testet og bestemt for å gi mest mulig sikkerhet til nettverket.
Dessuten er alle disse parametrene justerbare over tid og vil gi protokollen all nødvendig autonomi for utvikling og tilpasning til fremtidige behov: desentralisering, sikkerhet, nøkternhet og skalerbarhet .

Proof of Africa [POA] er en stakepool-drevet afrikansk adopsjonsdriver .

Lær mer om init iatives her .

Følg oss på Twitter her .

Bli med i diskusjonen på vår Telegramchat her .

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *