PoW Vs. PoS: een vergelijking tussen twee blockchain-consensusalgoritmen

Bitcoin en Ether, de twee bekendste cryptocurrencies, gebruiken momenteel het proof of work (PoW) consensusalgoritme. Ethereum heeft echter een plan om over te stappen naar het proof of stake (PoS) -algoritme. Dit zal een belangrijke verandering zijn en de cryptogemeenschap debatteert gretig over POW vs. POS, bijvoorbeeld die een hogere beveiliging biedt, en die op de lange termijn beter zal zijn.

“Waarom is het consensusalgoritme belangrijk?”

Voordat u zich verdiept in het POW vs. PoS-debat, is het belangrijk om te begrijpen waarom een ​​consensusalgoritme belangrijk is in de blockchain. De twee centrale uitgangspunten van blockchain zijn decentralisatie en onveranderlijke records, en het consensusmechanisme voorziet hierin.

De blockchain is een gedecentraliseerd netwerk, waar computers op het netwerk, ‘nodes’ genaamd, een gedistribueerde database op een gedeelde manier onderhouden. Iedereen kan lid worden van een toestemmingsloze blockchain en elk knooppunt heeft het volledige record van alle transacties in een blockchain. In feite is elk knooppunt een grootboek van alle transacties, daarom wordt blockchain ook wel ‘gedistribueerde grootboektechnologie’ (DLT) genoemd.

Transacties worden gegroepeerd in blokrecords, ook wel ‘blokken’ genoemd. De blokken zijn gekoppeld via een vooraf bepaald protocolprogramma. De enige manier om een ​​blockchain bij te werken, is door een nieuw blok toe te voegen, aangezien geen enkel bestaand blok kan worden gewijzigd of verwijderd. Elk knooppunt kan een nieuw blok toevoegen, zonder tussenkomst van een gecentraliseerde autoriteit.

Aangezien elk knooppunt een nieuw blok kan toevoegen, is het belangrijk om de transacties in de juiste volgorde te houden voor de gegevensintegriteit. Als een knooppunt een blok kan toevoegen met transacties waar de rest van de gemeenschap het niet mee eens is, wordt het nieuwe blok door de meerderheid niet als geldig beschouwd. Als het knooppunt dat het nieuwe blok heeft toegevoegd ermee doorgaat, door er nieuwere blokken bovenop te maken, terwijl de community-standaarden blijven negeren, dan zal de rest van de community worden gedwongen om het netwerk te splitsen, zodat ze de status kunnen aannemen van het netwerk voor het geschil, en blijf daarmee werken. Dit vereist een ‘hard fork’, en het regelmatig voorkomen van een dergelijke splitsing is niet goed voor de stabiliteit van de blockchain. Om deze te voorkomen is een consensusmechanisme nodig.

Ook kan een kwaadaardig knooppunt het netwerk overmeesteren met ‘gedistribueerde denial of service’ (DDoS) -aanvallen en valse transacties creëren, bijvoorbeeld ‘Dubbele uitgaven’. d.w.z. twee keer hetzelfde crypto-token uitgeven. Er is een consensusmechanisme nodig om elke transactie te valideren.

Hoewel er verschillende consensusalgoritmen zijn, is POW de meest voorkomende en wordt deze door de meeste openbare blockchains gebruikt. Relatief gezien is PoS nieuw.

“Wat is het POW-algoritme?”

Het concept van het POW-algoritme werd voor het eerst gepubliceerd door Cynthia Dwork en Moni Naor in een artikel uit 1993, en de term werd bedacht door Markus Jakobsson in 1999. Bitcoin-netwerk, uitgevonden door Satoshi Nakamoto, is de bekendste implementatie van POW, en wij ‘ Ik gebruik er voorbeelden uit om POW uit te werken.

In Bitcoin-blockchain worden transacties gegroepeerd in een geheugenpool, ‘mempool’ genaamd, en wordt er elke 10 minuten een blok gemaakt. Om in het volgende blok te worden opgenomen, moet elke transactie in de mempool worden geverifieerd door ‘miners’, d.w.z. gebruikers die de transactie verifiëren en speciaal ontworpen software en speciale hardware gebruiken voor hun werk.

Het transactie verificatieproces, ook wel ‘mining’ genoemd, vereist dat de miners een cryptografische puzzel oplossen. Het is een competitief proces omdat de succesvolle mijnwerker een fractie krijgt van de cryptocurrency die als onderdeel van de transactie wordt gegenereerd.

De Bitcoin-gebruiker die de transactie heeft aangevraagd, verstrekt de transactiegegevens aan de mijnwerker, en dat is het makkelijke gedeelte. De miner moet echter ook de cryptografische hash van het laatst geregistreerde blok kennen. De hash van het laatst opgenomen blok is de verwijzing naar dat blok en er moet naar worden verwezen wanneer het nieuwe blok wordt gemaakt, om de heiligheid van de ketting te behouden. Dat is het moeilijke gedeelte.


De cryptografische hash van het laatst geregistreerde blok is bij geen enkele mijnwerker bekend en ze moeten het ene nummer na het andere op hoge snelheid proberen om dat te achterhalen. Hier is geen vaardigheid bij betrokken, alleen brute kracht van hoge rekenkracht is nodig. De mijnwerker die deze enorme wiskundige puzzel kraakt, kondigt deze aan het netwerk aan. Alle andere mijnwerkers kunnen het bewijs zien van het massale aantal crunching, wat de wortel is van de naam ‘proof of work’. De succesvolle miner maakt het nieuwe blok aan, waar de transacties uit de mempool nu worden geregistreerd.

De cryptografische puzzel is asymmetrisch, d.w.z. het is redelijk moeilijk voor de mijnwerkers, maar het is heel gemakkelijk om het bewijs op het netwerk te zien. Na verloop van tijd wordt de puzzel een beetje te gemakkelijk, en de tijd voor het genereren van blokken neemt meestal af tot minder dan 10 minuten. Daarom wordt de puzzel elke 14 dagen bijgewerkt en moeilijker gemaakt. Op deze manier wordt de puzzel steeds complexer en moet de rekenkracht die nodig is om hem op te lossen toenemen.

Een DDoS-aanval uitvoeren om de meerderheid te veroveren, d.w.z. 51% van de rekenkracht in een dergelijk netwerk is onbetaalbaar. De potentiële hacker zal waarschijnlijk meer geld uitgeven dan hij zou kunnen verdienen door bijvoorbeeld een netwerk te hacken. POW maakt blockchain-netwerk erg veilig.

Aan zo’n hoge beveiliging zijn echter hoge kosten verbonden. Voor bijv .:

  • De energie-eisen van Bitcoin-mijnbouw zijn zo hoog dat tegen de tijd dat het jaar 2018 eindigt, de Bitcoin-mijnactiviteiten in IJsland zullen zijn verbruikt meer energie dan het hele binnenlandse energieverbruik van het land! De resulterende belasting van het milieu geeft Bitcoin een negatieve publiciteit. Zo’n hoge energierekening wordt betaald met fiat-valuta, wat een domino-effect zal hebben en de prijs van Bitcoin zal opdrijven
  • Het voortdurend upgraden van rekenkracht en energievoorzieningen is niet eenvoudig voor individuele mijnwerkers, en Bitcoin-mijnbouw wordt steeds meer gecentraliseerd met georganiseerde operators die gigantische mijnbouwplatforms runnen, voor een betere schaalvoordelen. Een dergelijke indirecte centralisatie druist in tegen het uitgangspunt van decentralisatie in de blockchain.
  • ‘Cryptojacking’, d.w.z. cyberaanvallers die nietsvermoedende computers van gebruikers kapen voor cryptomining, is worden komt steeds vaker voor omdat gewetenloze mijnwerkers onethische middelen gebruiken om hun kansen op succes te vergroten in een omgeving van afnemende ‘return on investment’ (RoI). Regelmatig patchen van software en besturingssysteem (OS) kan helpen beschermen tegen cryptojacking.

“Hoe is PoS anders?”

Een blockchain-netwerk met PoS-algoritme heeft specifieke knooppunten met verantwoordelijkheid voor transactievalidatie. Deze knooppunten zetten hun crypto-tokens in en worden ‘stakers’ genoemd. Dit impliceert ‘skin in the game’, in tegenstelling tot het Bitcoin-netwerk waar de miners zelf misschien niet eens Bitcoin bezitten, laat staan ​​dat ze hun Bitcoins inzetten voor transactievalidatie..

Hoe hoger het bedrag dat op het spel staat, en hoe langer de duur van de inzet, hoe groter de kans dat een staker meer kansen krijgt op transactievalidatie. Alle crypto-tokens zijn al eerder gemaakt, er is geen nieuwe munt om te slaan en de beloning voor de staker zijn de transactiekosten. Hoe hoger de reputatie, des te meer is het verdienpotentieel voor de staker.

Omdat er geen complexe cryptografische puzzel is om op te lossen, vereist het PoS-algoritme minder energie. Het transactievalidatieproces wordt ‘smeden’ genoemd en aangezien niet alle knooppunten bij het validatieproces hoeven te worden betrokken, heeft het netwerk een hogere schaalbaarheid.

Door de betrokkenheid van het hele netwerk bij het transactievalidatieproces te elimineren, kan een andere schaaloplossing worden geïmplementeerd, genaamd ‘sharding’. Het is een concept dat is ontleend aan databasebeheer, waarbij horizontale delen van de database worden opgeslagen in afzonderlijke serverinstanties, waardoor de efficiëntie wordt verbeterd. In blockchain zal een groep knooppunten een horizontaal deel van de blockchain behouden, hun eigen staker hebben en een betere schaalbaarheid aan het netwerk verlenen.

Er zijn valkuilen bij PoS, en de experts formuleren oplossingen. Voor bijv .:

  • Een kwaadwillende speler kan een zeer groot aantal crypto-tokens bemachtigen, een staker worden en alle andere stakers overmeesteren. De markteconomie beschermt echter tegen dergelijke bewegingen, omdat een dergelijke plotselinge grote koopwoede de prijs van de munt aanzienlijk zal opdrijven, waardoor de hacker zal worden ontmoedigd.
  • Een staker kan bedrieglijk gaan en kwaadaardige transacties valideren. Het Ethereum-projectteam werkt aan hun nieuwe ‘Casper’ -protocol als onderdeel van hun plan om over te stappen naar PoS, en het nieuwe protocol zorgt ervoor dat dergelijke stakers hun munten verliezen en dat ze in de toekomst niet meer kunnen uitzetten..

POW vs. PoS: welke zal de toekomst bezitten?

Hoewel POW zeker een beter gedecentraliseerde beveiliging biedt voor het blockchain-netwerk en uitgebreid is getest in veel cryptocurrency-projecten, trekken de enorme energiekosten en milieubelasting door het delven van digitale valuta’s die niet worden ondersteund door enige tastbare activa, aanzienlijke negatieve berichtgeving in de media. Het effect van een dergelijke bezorgdheid is al zichtbaar, voor b.v. China is officieel verbod Bitcoin-mijnbouw.

Hoewel PoS relatief nieuw is, begint de acceptatie te groeien, bijvoorbeeld voor de bekende cryptocurrencyDASH maakt er al gebruik van. Als de aanhangers van PoS de bredere cryptogemeenschap kunnen verzekeren over het vermogen van het algoritme om het netwerk adequaat te beschermen, kan dat de schaal in zijn voordeel doen kantelen. Als het gerenommeerde Ethereum-project een succesvolle overgang naar PoS laat zien, zal dat een grote boost zijn voor het algoritme. De komende maanden zal uitwijzen welk algoritme de vaandeldrager wordt.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
Adblock
detector
map