Алгоритмы консенсуса

В одних системах узлы, которые занимаются верификацией, известны заранее. В других подключиться к процессу может кто-угодно и в любое время. Яркий представитель алгоритмов, используемых в первых системах — Proof-of-Stake. Во-вторых — Proof-of-Work. Именно последний применяется в самой популярной на сегодня криптовалюте — биткоине.

Proof-of-Work (PoW)

Proof-of-Work так и переводится — «Доказательство работы». Тесная интеграция PoW с криптовалютным миром началась с биткоина. Майнеры при группировке транзакций просчитывают математические функции, именуемые хешем.

Главные особенности PoW:

• работа выполняется с помощью майнинга;
• майнеры непрестанно соревнуются между собой;
• майнер, первым вычисливший искомую функцию, получает вознаграждение в виде очередного транша монет.

Таким образом, суть Proof-of-Work проста:

• выполняемая работа должна быть сложной;
• проверка результатов — простой и легкой благодаря прозрачности сети.

Плюсы PoW

Proof-of-Work обеспечивает высококачественную защиту сети. К примеру, случаев взлома блокчейна биткоина доселе не было.

Минусы PoW

Главный и существенный недостаток — выполняемая работа требует огромных затрат ресурсов и при этом не несет никакой пользы обществу.

На данный момент такой вид майнинга применяется в криптовалютах Litecoin, Bitcoin, Zcash, Bitcoin Cash, Monero, Ethereum и массе других сетей.

Proof-of-Stake (PoS)

Абсолютно иной подход к функционированию сети предлагает алгоритм Proof-of-Stake — «Подтверждение доли». Здесь не нужны специальные устройства для добычи — новый блок формирует владельцы токенов, которые имеют на счету большое количество (долю) монет. Кто это будет — определяется случайным образом. Чем больше токенов — тем выше и вероятность стать создателем очередного блока. Наиболее популярными монетами с PoS в 2018 году являются DASH, Neo, Stratis.

Плюсы PoS

• Нет расхода энергии — при использовании PoS ресурсы не тратятся впустую. Компьютер хоть и должен быть включен, однако он не проводит сложных вычислений и, соответственно, не потребляет много электричества.
• Отсутствует стремление наращивать вычислительные мощности.
• Необходимость иметь крупную долю токенов в наличии предохраняет от атаки на сеть. Если злоумышленник начнет скупать монеты, их стоимость незамедлительно отреагирует на это и начнет активно расти. А это сделает дальнейшую скупку токенов крайне невыгодной.
• Если кому-либо правдами или неправдами все же удастся собрать на балансе целое состояние, атакующий рискует сам пострадать от своей же атаки, поскольку устойчивость системы будет нарушена.

Минусы PoS

• Превалирующая часть монет окажется в руках ограниченного круга лиц.
• незаинтересованность пользователей тратить токены
• ограниченный круг лиц сможет начать диктовать свои условия другим участникам системы

В чистом виде Proof-of-Stake можно встретить редко. Чаще всего используются его модификации — Leased Proof of Stake (LPoS) и Delegated Proof of Stake (DPoS).

Leased Proof of Stake — это не что иное как «Арендованное подтверждение доли». Иными словами, простые участники сети могут сдавать крупным нодам в аренду свои монеты. Пример LPoS – Waves.

Delegated Proof of Stake — «Делегированное подтверждение доли». При таком подходе владельцы токенов выбирают из списка ноды, которым предоставляют право формировать новые блоки. Также они могут влиять и на другие параметры сети, например, голосовать за внесение изменений в систему. Пример DPoS – BitShares.

Proof-of-Authority (PoA)

Proof-of-Authority можно перевести как «Доказательство полномочий». Данный алгоритм чаще всего применяется в частных или корпоративных блокчейнах, в которых с успехом заменяет PoW. Здесь записи в распределенный реестр добавляют исключительно узлы, которые получили на это изначально разрешение. Алгоритм PoA применяется в блокчейне криптовалюты Nxt.

Плюсы PoA

• Использование PoA исключает возможность атаки, поскольку валидаторы проверены на этапе получения полномочий и являются надежными.

Минусы PoA

• Теряется главная задумка распределенных сетей — децентрализованность, поскольку принимать активное участие в системе может ограниченный круг лиц.

Другие алгоритмы

• Proof of Importance — в такой системе участников вознаграждают за целый ряд факторов среди которых не только размер их баланса, но и репутация пользователя, количество полученных и отправленных транзакций и т.д. Пример – NEM
• Proof of Burn — переводится как «доказательство сжигания». Суть проста — на специальный адрес пользователь отправляет определенное количество монет. После этого потратить их не представляется возможным, но вместо этого даруется право добывать токены наравне с другими участниками сети, «сжегшими» монеты подобным же образом.
• Proof of Storage — участники выделяют на диске определенное количество места, которое другие пользователи сети используют в качестве облачного хранилища данных. В ответ получают возможность добывать токены.
• Proof of Activity — в русском языке известно как «доказательство активности». Здесь успешно соседствуют друг с другом PoS и PoW.
• Proof of Capacity – главная идея этого алгоритма — «мегабайты как ресурсы». Чтобы стать майнером в такой сети, требуется предоставить общий доступ к части своего жесткого диска.