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

Cardano blockchain Ouroboros Proof-of-Stake stakepool hur fungerande PoA Proof of Africa

I den här artikeln kommer vi att förklara vilka ProS-of-Stake (PoS) -protokoll som jämför deras grundläggande funktion med de välkända Proof-of-Stake (PoS) -protokollen.

(Jun 17, 2020)

Proof-of-Work (PoW) -protokoll som för närvarande drivit de flesta kryptoprojekten som Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Dash, etc.
Detta hjälper oss att bättre förstå varför PoS-konsensusalgoritmer verkar ha en ljusare framtid än PoW i krypto-ekosystemet och varför Cardano beslutar att utveckla sitt eget skräddarsydda protokoll; Ouroboros .

Grunder

Bitcoin använder enorma mängder energi för att säkra sitt nätverk.
Men varför förbrukar det all denna energi och vad kan alternativen vara?

Att bryta nya bitcoins och säkra nätverket kräver mycket datorkraft på grund av dess algoritm som kallas ”Proof-of-Work” (PoW).
Bitcoin PoW-algoritmen fungerar genom att alla noder i nätverket löser samma kryptografiska pussel.
Noder som löser pusslet kallas gruvarbetare och den första som hittar lösningen får belöningen; en viss mängd Bitcoin (s) (antalet minskar vart fjärde år efter en ”halvering”).

2011 en Bitcointalk forumanvändare som heter QuantumMechanic föreslog en teknik som han kallade ”proof-of-stake”.
Tanken är att låta alla använda datorer makt att konkurrera mot varandra med gruvdrift för att säkra nätverket är slösaktigt .
Istället använder bevis-of-stake en valprocess där en nod slumpmässigt väljs för att validera nästa block.
Proof-of-stake (PoS) har inga gruvarbetare utan har istället ”validerare” och det låter inte människor ”bryta” block utan istället ”mynta” eller ”producera” block.

Blockvaliderare väljs inte helt slumpmässigt.
För att bli en validator måste en nod deponera en viss mängd blockchain-inbyggda tokens i nätverket som står på spel (som kan ses som en deposition).
Om en nod väljs för att validera nästa block, kommer den att verifiera giltigheten för alla transaktioner inom blocket .
Om allt kontrollerar ut, signerar noden på blocket och lägger till det i blockchain; det har skapat ett nytt block.

Som belöning får noden alla eller en bråkdel av avgifterna som är associerade med varje transaktion, det beror på PoS protokoll .

Storleken på insatsen bestämmer chanserna för att en validerare ska väljas för att göra nästa block. Ju fler tokens du har placerat i nätverket desto större chanser att producera ett nytt block.
Detta kan tyckas orättvist eftersom det tenderar att gynna rika enheter som äger många tokens, men faktiskt är det rättvisare än PoW-protokoll.
I själva verket kan stora enheter / gruvföretag dra nytta av skalfördelar med PoW. Istället ju mer de köper, desto bättre priser kan de få.
Priset de betalar för gruvutrustning och el stiger inte linjärt. Istället ju mer de köper, desto bättre priser kan de få .

Källa : 3IQ Research Group
Källa: 3IQ Research Group

Energiförbrukning

PoW-protokoll erbjuder mer belöningar till de mest avancerade och bättre utrustade gruvarbetarna. Ju högre deras hashfrekvens (datorkraft) är, desto högre är chansen att skapa nästa block och få belöningen .

Om gruvarbetare vill öka sina chanser ytterligare bör de samlas i det som kallas ”gruvbassänger”. På så sätt kombinerar de sina hashhastigheter och fördelar belöningen jämnt till alla i poolen.
Detta har lett till ett lopp där strukturerade företag ersatte tidigt byggande av DIY-noder genom att skapa större och större gruvgårdar utrustade med dedikerade gruvutrustning (t.ex. som ASIC).

Enligt Digiconomist använder Bitcoin gruvarbetare enbart cirka 60 TWh el, tillräckligt för att driva ett helt land som Grekland (11 miljoner invånare).

Källa: Digiconomist (Juni 2020)

Så skillnaderna mellan Proof-of-work och Proof-of-stake är ganska viktiga.
Proof-of-stake låter inte alla bryta för nya block så det finns ingen konkurrens mellan validerare och ingen ras för datorkraft. Därför använder den betydligt mindre energi.
Som ett exempel och enligt Charles Hoskinson, VD på IOHK, kunde hela Cardano Blockchain drivas med endast 10 kW (kraft som behövs för några hus) vilket skulle minska energiförbrukningen med miljoner gånger jämfört med Bitcoin blockchain.

Decentralisering

Som vi har sett ovan, med arbetsprotokoll har vi något som kallas gruvgårdar där gruvarbetare samarbetar för att öka sina chanser att producera nya block och därmed samla belöningar.
Dessa pooler kontrollerar nu stora delar av bitcoin blockchain. Det betyder att de på något sätt centraliserar gruvprocessen och det är farligt.
Om de största gruvgårdarna skulle gå samman skulle de ha en majoritetsandel i nätverket och kan börja godkänna bedrägliga transaktioner . Den relaterade blockchain skulle omedelbart förlora all sin trovärdighet och skulle överges.

Att ställa in en nod och bli en validator i en proof-of-stake-baserad blockchain är mycket billigare jämfört med en proof- en arbetsbaserad.
Intresserade behöver inte en enorm investering i dyr gruvutrustning och därmed uppmuntrar beviset att fler människor skapar en nod, vilket gör nätverket mer decentraliserat och också säkrare.

Sammanfattningsvis: Proof-of-Work-protokoll driver gruvarbetare att använda enorma mängder energi och det uppmuntrar användningen av gruvpooler vilket gör blockkedjan mer centraliserad istället för sitt ursprungliga mål att nå decentralisering.

PoS-protokoll tenderar att vara rättvisare än PoW-protokoll som i sig undviker stora konglomerat. Dessutom har varje PoS-protokoll (som Cardano med dess poolmättnadsparameter ) kan lägga till kompletterande regler för att mildra övervägande av validerare som har för mycket inflytande i nätverket.
Huvudmålet är fortfarande detsamma och når decentralisering.

Skalbarhet

PoW-protokoll har visat sig ha en stor svaghet och undviker att nå massanpassning och nytta som ett globalt betalningssystem: Skalbarhet.

Skalbarhet i sig består av tre huvudfrågor som måste lösas:
– transaktioner per sekund,
– nätverksbandbredd,
– lagring.

Transaktioner per sekund är den mest uppenbara, och vi fokuserar här bara på denna aspekt.
Grundförutsättningen är enkel : för att en kryptovaluta ska bli ett globalt betalningssystem måste du kunna att hantera många transaktioner per sekund .

Som en jämförelse när Visa-systemet kan fortsätta upp till 5000 transaktioner per sekund (TPS). Bitcoin tillåter bara upp till 7 TPS.

Under ”kryptopumpen” i slutet av 2017 visade en enorm ökning av Bitcoin-transaktionsvolymer protokollets svaghet, det tog dagar innan någon transaktion validerades och infogades i blockchain. Bitcoins potential för antagande är för närvarande flaskhalsad av dess skalbarhet.

Vissa projekt utvecklade protokoll (som Cardanos Ouroboros) som löser detta genom att anta PoS istället för PoW.
Som vi har sett gör Cardano PoS-protokollet inte tillåta alla att tävla om nya block. Istället väljer nätverket några noder för att skapa nästa block; dessa noder kallas ”slot leader”.
För att allt detta ska fungera delar Cardano tiden i epoker och de i slots.
Slots definieras som en kort tidsperiod där ett block kan skapas.
Nätverket väljer sedan en slot-ledare för varje slot, och det är den enda som kan producera blocket för den aktuella slotten.
Slot-ledare lyssnar efter nya transaktioner, verifierar dem och placerar dem sedan i ett nytt block .
Den här tekniken gör Cardano mycket skalbar eftersom protokollet kan öka antalet platser per epok och på toppen kan köra flera epoker parallellt om det behövs.

Chef för Edinburgh Universitys Blockchain Laboratory, Aggelos Kiayias, säger att Cardano skalbarhet protokoll, Ouroboros Hydra , skulle möjliggöra ett nästan oändligt antal transaktioner per sekund vilket skulle bryta det nuvarande huvudhindret för kryptomassadoption.

51\% attacker

Ett annat problem kan hända i ett blockchain-system om man köper, äger eller har kontroll över de flesta tokens och sätter dem i nätverket. Han kan sedan effektivt manipulera den så att den tillåter och godkänner falska transaktioner.
Detta kallas 51\% -attacken och diskuteras också som en svag punkt i PoW-algoritmer.

Om en enda gruvarbetare eller grupp gruvarbetare kan få 51\% av hashkraften kan de effektivt styra och manipulera blockkedjan.

Bevis- of-stake å andra sidan kan göra denna attack mycket osannolik, men det beror på det totala värdet av en kryptovaluta.
Som i juni 2020, om Bitcoin skulle byta till PoS, skulle förvärv av 51\% av alla mynt kosta mer än 85 miljarder dollar. Så det är mindre sannolikt att 51\% -attacken händer med PoS.
Under tiden skulle kvarhållande av 51\% av ada ”bara” kosta över 1 miljard dollar … Det gör att unga PoS-projekt är särskilt svaga i sina tidiga utvecklingsfaser. / p>

Hur Cardano tar itu med dessa frågor?

Kort sagt: konsensusbevis hanterar vissa frågor jämfört med bevis på arbete men medför också ytterligare risker som måste bedömas , förstod och mildrade.

Från början arbetade Cardano-team i den riktningen för att stödja de viktigaste frågorna som identifierades när man kör ett PoS-protokoll och för att övervinna dem.
För att göra det använde Cardano ett annat tillvägagångssätt än andra kryptovalutaprojekt eftersom det är byggt kring peer-reviewed paper . Med andra ord en akademisk strategi.

Så istället för att skriva en vitbok och implementera den direkt till kod ser Cardano-teamet till att experter från hela världen läser sina tidningar, förbättrar dem och håller med om resultatet . Det försäkrar kvaliteten och robustheten i protokollet men tar också mycket tid och är relaterad till den ”alltid fördröjda” taggen som håller fast vid Cardano-projektet.

Under de olika testfaserna implementerade utvecklingsgrupper sin forskning och visade sig kunna ta itu med de flesta av de frågor som tagits upp ovan.
För lanseringen av Shelley (sommaren 2020) har de flesta parametrar testats och bestämts för att ge så mycket säkerhet som möjligt till nätverket.
Dessutom är alla dessa parametrar justerbara över tiden och ger protokollet all nödvändig autonomi för dess utveckling och anpassning till framtida behov: decentralisering, säkerhet, nykterhet och skalbarhet .

Proof of Africa [POA] är en stakepool-driven afrikansk adoptionsförare .

Läs mer om vår init iatives här .

Följ oss på Twitter här .

Gå med i diskussionen på vår Telegramchatt här .

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *