Een vergelijkende gids van Blockchain-consensusalgoritmen: PoW versus PoS

Het gedecentraliseerde gedistribueerde netwerk van Blockchain-technologie creëert een systeem zonder corruptie en biedt hogere veiligheid, transparantie en onveranderlijkheid: dat weet u al! Maar heeft u zich ooit afgevraagd hoe een systeem zonder centrale autoriteit wordt bestuurd of hoe beslissingen over transacties worden geverifieerd?

Een van de belangrijkste beloften van blockchain-technologie is een betrouwbaar peer-to-peer-systeem waarbij een community helpt te verifiëren of transacties echt zijn. Heb je je echter ooit afgevraagd hoe dat precies gebeurt? Welnu, verschillende blockchains gebruiken verschillende methoden die blockchain-consensusalgoritmen worden genoemd.

Deze algoritmen, ook wel consensusprotocollen genoemd, zijn verzamelingen regels waarmee de netwerken werken. Als dat interessant klinkt, lees dan onze uitgebreide gids om te ontdekken wat blockchain-consensusalgoritmen zijn, hun doelstellingen, hoe ze werken en wat het verschil is tussen de twee meest populaire die tegenwoordig worden gebruikt.

Hoe blockchains werken

De blockchain is een systeem voor het vastleggen van informatie die niet kan worden gewijzigd of gehackt. Ook wel Distributed Ledger Technology (DLT) genoemd, blockchain gebruikt decentralisatie cryptografische hashing om een ​​veilige en transparante geschiedenis van digitale activa te creëren.

Hoewel blockchain op een complexer systeem draait, legt de analogie op de een of andere manier uit hoe het werkt – de gemakkelijkste illustratie van hoe de blockchain werkt, is Google Doc. U kunt alle via Google Docs gemaakte documenten binnen een team delen en distribueren in plaats van ze te kopiëren en over te dragen.

Google Docs gebruikt een gedecentraliseerde distributieketen waarmee alle teamleden tegelijkertijd toegang hebben tot het document. Alle wijzigingen die in het document worden aangebracht, worden in realtime vastgelegd en zijn transparant, aangezien geen enkel lid wordt buitengesloten.

Elk blok in de keten van blokken bevat verschillende transacties. Telkens wanneer een gebruiker een nieuwe transactie op de blockchain toevoegt, wordt het transactierecord toegevoegd aan alle grootboeken van deelnemers.

Evenzo, wanneer een gebruiker één blok in de keten verandert, wordt het voor alle deelnemende computers duidelijk dat er een wijziging is aangebracht. Elke hacker die het systeem wil beschadigen, zou alle blokken in de keten in elke gedistribueerde versie van de keten moeten wijzigen.

Wat is een Blockchain-consensusmechanisme?

Een consensusmechanisme is een formule waarmee elke groep mensen zonder een superieure centrale autoriteit beslissingen neemt en ervoor zorgt dat afspraken worden nagekomen. Een blockchain-consensusalgoritme verwijst naar het proces waardoor gebruikers of peers binnen een blockchain-netwerk een gemeenschappelijke overeenkomst of consensus bereiken over de realtime status van de blockchain.

Het consensusprotocol stelt het blockchain-netwerk in staat om betrouwbaarheid te bereiken en vertrouwen te creëren tussen verschillende notities, naast het garanderen van veiligheid binnen het gedistribueerde grootboek. Een consensusalgoritme wordt een integraal onderdeel van elke blockchain-app of DApps-project binnen de blockchain.

Blockchain-consensusmechanismen zijn over het algemeen verantwoordelijk voor de volgende drie dingen:

  • Ze zorgen ervoor dat het volgende blok in de keten de enige juiste versie van de waarheid is.
  • Ze voorkomen dat kwaadwillende aanvallers 51% hash-kracht krijgen en het systeem overnemen, en de keten met succes afsplitsen.
  • Ze garanderen de betrouwbaarheid van een netwerk, inclusief meerdere knooppunten, wat een van de belangrijkste aspecten is omdat het de integriteit van het netwerk bevestigt. Het meest cruciale element van consensusmechanismen is ervoor te zorgen dat gebruikers diezelfde cryptocurrency niet twee keer uitgeven (Double Spending).
  De Google Meet-rasterweergave inschakelen

Andere financiële dienstverleners, zoals creditcard- en debetkaartbedrijven, werken niet met consensusmechanismen, omdat de bedrijven, in tegenstelling tot blockchain-bedrijven, hun netwerken controleren. Het systeem stuurt de informatie naar een centrale database wanneer u hun creditcards gebruikt. Creditcardgebruikers zijn van mening dat bedrijven zowel hun gegevens als het proces van hun respectieve bestellingen tijdens transacties kunnen beschermen.

Aangezien alleen de creditcardmaatschappij het volledige netwerk beheert, behouden zij zich het recht voor om transacties terug te draaien of te censureren. Naast het recht op censuur en hun onvermogen om geschillen op te lossen, zijn de meeste gecentraliseerde databases zeer vatbaar voor het risico van hacking en corruptie.

Betreed de blockchain en het tijdperk van cryptocurrencies; het werd mogelijk om peer-to-peer transacties uit te voeren die betrouwbaar, onveranderlijk en traceerbaar zijn binnen een gedecentraliseerd netwerk. Aangezien er geen centrale of superieure autoriteit is binnen dergelijke netwerken om naleving van de vastgestelde regels af te dwingen, zorgen de verschillende soorten blockchain-consensusalgoritmen ervoor dat elke deelnemer in het netwerk het eens is met en volgens de regels speelt.

Doelen van Blockchain Consensus Mechanismen

De volgende zijn enkele van de belangrijkste doelen van blockchain-consensusmechanismen.

#1. Uniforme overeenkomst

Het bereiken van een verenigd akkoord is een van de belangrijkste doelstellingen van het consensusmechanisme. De protocollen die zijn ingebed in het gedistribueerde netwerk van de blockchain zorgen ervoor dat alle gegevens die tijdens het proces worden ingevoerd waar en nauwkeurig zijn en dat de status van het grootboek up-to-date blijft. Als gevolg hiervan kunnen gebruikers transacties uitvoeren zonder noodzakelijkerwijs vertrouwen op te bouwen bij hun collega’s.

#2. Creëer een gemeenschappelijke economische stimulans

Aangezien de blockchain een vertrouwenloos systeem is dat zichzelf reguleert, moeten de belangen van alle deelnemers op één lijn worden gebracht. In een dergelijke situatie beloont een blockchain-consensusalgoritme degenen die zich aan de lijn houden en straft het de slechte actoren terwijl het economische prikkels reguleert.

#3. Eerlijkheid en rechtvaardigheid

Consensusprotocollen zorgen ervoor dat alle geïnteresseerde gebruikers binnen het netwerk kunnen deelnemen met dezelfde basisprincipes. Als gevolg hiervan rechtvaardigt het de decentralisatie en open source-aspecten van het blockchain-systeem.

#4. Elimineer fouten

De consensusmechanismemethode zorgt er ook voor dat de blockchain consistent, betrouwbaar en vrij van fouten is, wat betekent dat het systeem te allen tijde onafhankelijk kan werken, ook bij storingen en bedreigingen.

Soorten Blockchain-consensusalgoritmen: bewijs van werk versus bewijs van inzet

Er zijn talloze consensusalgoritmen binnen het blockchain-ecosysteem en er worden er nog veel meer ontwikkeld. Daarom moet elke gebruiker of ondernemer bekend zijn met de kenmerken van de verschillende consensusmechanismen en weten hoe ze slechte kunnen identificeren. Na het leren van de basisprincipes van blockchain-consensusalgoritmen, is het tijd om de sterke en zwakke punten van de twee populairste consensusmethoden te ontdekken.

Proof of Work (PoW) en Proof of Stake (PoS) zijn de meest gebruikte blockchain-consensusmethoden. Beide reguleren het proces waarmee peer-to-peer-transacties worden geverifieerd en toegevoegd aan het openbare gedistribueerde grootboek van een blockchain zonder centrale autoriteit. Als u de verschillen tussen PoW en PoS kent, kunt u de crypto’s in uw portfolio gemakkelijk evalueren.

Wat is Proof of Work (PoW)?

De Proof of Work-consensusmethode debuteerde in het begin van de jaren negentig om e-mailspam aan te pakken. Het idee erachter was dat een computer een kleine hoeveelheid werk moest doen voordat hij een e-mail kon verzenden. Hoewel het werk triviaal was voor iedereen die een of twee legitieme e-mails verzond, vergde het enorme hoeveelheden middelen en rekenkracht voor iedereen die van plan was massale e-mails te verzenden. Satoshi Nakamoto, de maker van Bitcoin, was de eerste persoon die digitale geldtechnologie toepaste in het witboek van Bitcoin.

a. Blockchain-bestelling

U weet al dat een blockchain is gemaakt van een reeks blokken die groepen transacties vertegenwoordigen die chronologisch zijn uitgelijnd. Het eerste blok in de proof of work-based blockchain is hard gecodeerd in de software en wordt blok 0 of het Genesis-blok genoemd. Hoewel het eerste blok niet verwijst naar eerdere blokken, moeten alle andere blokken die de blockchain binnenkomen, verwijzen naar eerdere blokken. Elk draagt ​​een kopie van het bijgewerkte grootboek.

  Waarom vragen websites me plotseling om cookies op te slaan?

b. Energieverbruik

Het proof of Work-algoritme gebruikt een competitieve race om te bepalen wie van de deelnemers (cryptocurrency-miners) het grootboek kan aanpassen. Mijnwerkers moeten rekenkracht gebruiken om zich te kwalificeren om geldige blokken voor te stellen in overeenstemming met de regels van het netwerk.

Computers waarop de Bitcoin-software draait, ook wel nodes genoemd, valideren transacties, voorkomen dubbele uitgaven en bepalen of een voorgesteld blok in de keten moet worden opgenomen. Bitcoin-mijnwerkers strijden tegen elkaar om de kans te krijgen een nieuw blok te creëren door complexe wiskundige sommen op te lossen via een proces dat hashing wordt genoemd. De wiskundige problemen zijn moeilijk op te lossen, maar het netwerk kan gemakkelijk de juiste oplossing verifiëren.

c. Deelname

De PoW-consensusmethode combineert rekenkracht met cryptografie om consensus op te bouwen en transacties te valideren die in de blockchain zijn vastgelegd. Mijnwerkers die deelnemen aan het hashing-proces moeten het juiste antwoord op het wiskundige probleem genereren om in aanmerking te komen voor het toevoegen van een nieuw blok aan de keten.

Deelnemende miners zullen een reeks pseudo-willekeurige getallen raden, die, in combinatie met de informatie in het blok en door een hash-functiecomputer, een oplossing moet opleveren die voldoet aan de voorwaarden die vooraf door het algoritme zijn gesteld.

Zodra een antwoord is afgeleid, zendt het systeem de winnende hash naar het netwerk, zodat andere mijnwerkers de geldigheid ervan kunnen verifiëren. Als de andere miners de hash verifiëren, wordt het blok toegevoegd aan de blockchain en ontvangt de succesvolle miner een vergoeding via de blokbeloning.

d. Beloning Distributie

De persoon die een blok minen dat als geldig binnen het netwerk wordt geaccepteerd, ontvangt een blokbeloning, meestal een nieuwe cryptocurrency. Voor cryptocurrencies zoals Bitcoin, verlaagt de blockchain systematisch het beloningsbedrag voor het blok nadat een bepaald aantal blokken is gemaakt om het totale bedrag aan fondsen eindig en deflatoir te houden.

Wat is Proof of Stake (PoS)?

De consensusmethode Proof of Stake (PoS) is een wijziging van de PoW die in 2012 debuteerde. In plaats van alleen te vertrouwen op computers die met elkaar concurreren om de juiste hash te creëren, is het doel van een PoS-consensusprotocol om deelname mogelijk te maken via het eigendom. van de specifieke cryptocurrency. Het doel was om primair het hoge energieverbruik van de PoW aan te pakken om de blockchain-volgorde te bepalen.

Het PoS-algoritme gebruikt een vooraf bepaalde reeks factoren om pseudo-willekeurig een knooppunt te kiezen uit munteigenaren om het volgende blok aan de blockchain voor te stellen. Het is de rol van het geselecteerde knooppunt om de geldigheid van transacties binnen een blok te verifiëren, naast het ondertekenen en voorstellen van het blok aan de blockchain voor validatie.

a. Blockchain-bestelling

Net als het PoW-mechanisme, bestaat de PoS-consensusmethode uit een reeks blokken die chronologisch zijn uitgelijnd. Het eerste blok binnen een op PoS gebaseerde blockchain is ook hard gecodeerd in de genesis block-software. Alle volgende blokken die aan de blockchain worden toegevoegd, moeten verwijzen naar het vorige blok en een volledige kopie van het bijgewerkte grootboek bevatten. In tegenstelling tot de PoS-methode concurreren deelnemende nodes echter niet om geselecteerd te worden om blokken toe te voegen. Als gevolg hiervan worden nieuwe blokken meestal gesmeed of geslagen in plaats van gedolven.

b. Energieverbruik

Op PoS gebaseerde blockchains staan ​​bekend om het gebruik van een energiezuinig systeem om te bepalen wie nieuwe blokken kan voorstellen en zijn niet afhankelijk van een hoog energieverbruik en rekenkracht. Voorstanders van het PoS-consensusmechanisme beschouwen het als een milieuvriendelijk mechanisme waarbij een individueel knooppunt de taak krijgt om nieuwe blokken te maken in plaats van met elkaar te concurreren.

  Hoe Chromecast te dwingen om te updaten

Omdat PoW-mining en PoS-mining beide energieverbruik vereisen, zijn mijnbouw- en muntknooppunten gemotiveerd om de goedkoopste vorm van elektriciteit te gebruiken, die meestal afkomstig is van hernieuwbare bronnen zoals waterkracht, wind of zonne-energie in plaats van bronnen die broeikasgassen uitstoten, zoals steenkool.

Terwijl PoS-mijnwerkers alleen een actieve internetbron nodig hebben die een kleine hoeveelheid energie vereist, moeten PoW-mijnwerkers gespecialiseerde hardware (GPU’s), mijnbouwapparatuur en andere dure apparaten aanschaffen om kans te maken op het produceren van een blok.

c. Deelname

Om deel te nemen aan de PoS-consensusmethode en kans te maken om geselecteerd te worden om blokken aan de keten toe te voegen, moet een gebruiker een bepaald aantal tokens van de blockchain in een bepaald slim contract inzetten of vergrendelen. Uw kans om geselecteerd te worden om deel te nemen, wordt bepaald door de hoeveelheid cryptocurrency die u inzet.

Gebruikers die kwaadwillig handelen of de vastgestelde regels overtreden, kunnen als straf hun inzet verliezen. Het PoS-algoritme maakt gebruik van verschillende andere bepalende factoren om te voorkomen dat alleen de rijkste knooppunten worden bevoordeeld, waarvan sommige pure randomisatie omvatten of het aantal keren dat een knooppunt munten heeft ingezet.

d. Beloning Distributie

Net als het PoW-consensusmechanisme worden gebruikers die met succes een geldig blok voorstellen, beloond met een blokbeloning, verwijzend naar de cryptocurrency van de blockchain. Desalniettemin, aangezien het bezit van munten de selectie bepaalt, bieden sommige cryptocurrency-uitwisselingen inzetdiensten aan door namens gebruikers inzetten te plaatsen in ruil voor regelmatige uitbetalingen.

PoW versus PoS: waar hoort de toekomst?

Ons oordeel over de proof of work vs. proof of stake blockchain-consensusalgoritmen is dat beide anders werken om hetzelfde doel te bereiken. Aangezien het bewijs van inzet echter nog relatief nieuw op de markt is, kan het oneerlijk zijn om te beoordelen welke van hen de regelrechte winnaar is.

PoW is het traditionele consensusmechanisme geweest in de meeste originele blockchains zoals Bitcoin en Ethereum. Ethereum is echter bezig met het aannemen van een nieuw PoS-protocol om het potentieel van de opkomende consensusmethode te demonstreren.

Het PoW-consensusmechanisme heeft de tand des tijds doorstaan ​​en heeft zichzelf bewezen als een manier om een ​​blockchain te beveiligen. Het had echter een negatieve invloed op de schaalbaarheid van het netwerk, wat een negatief effect heeft op transacties. Tegenwoordig krijgen individuen zelden de kans om te minen, omdat grote gecentraliseerde mijnbouworganisaties met enorme rekenkracht het hebben overgenomen, waardoor de bijbehorende kosten onhoudbaar zijn geworden.

Het PoS-algoritme is daarentegen energiezuiniger en de netwerken eronder genieten van een hogere schaalbaarheid en efficiëntere transacties. Het mechanisme biedt echter minder beveiliging voor de cryptocurrencies die door deelnemers worden ingezet.

Conclusie

PoS kwam binnen om tekortkomingen aan te pakken die inherent zijn aan het PoW-mechanisme en, natuurlijk, te gedijen op het gebied van energie-efficiëntie. Beide blockchain-consensusalgoritmen kunnen echter in de nabije toekomst in de buurt zijn, aangezien Bitcoin vastzit aan PoW terwijl Ethereum naar PoS neigt.

Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in het lezen over blockchain-knooppunten.

gerelateerde berichten