Что такое гибридный консенсусный алгоритм доказательства активности?

Дядя Влад

Вероятно, вы слышали об алгоритмах консенсуса криптовалюты Proof of Work (PoW) и Proof of Stake (PoS) и о том, как они повышают ценность майнинга криптовалюты.

Биткойн использует PoW, а Ethereum настроен на переход на PoS. Оба являются доминирующими консенсусными алгоритмами в пространстве криптовалют, но один алгоритм стремится обновить как PoW, так и PoS с помощью их гибрида: Proof of Activity (PoA).

Так что же такое PoA и чего именно он может достичь?

Что такое доказательство активности (PoA)?

PoA – это консенсусный алгоритм блокчейна, который сочетает в себе лучшие аспекты PoW и PoS и описывается его создателями как «тщательно продуманное расширение протокола Биткойн (PoW)» для устранения возможных угроз безопасности.

Идея PoA исходила от четырех влиятельных фигур в сообществе криптовалют, одним из которых был основатель Litecoin Чарли Ли. В своем техническом документе Proof of Work , опубликованном в 2014 году, четыре автора написали, что, комбинируя возможности PoW и PoS, PoA «предлагает хорошую защиту от возможных практических будущих атак на Биткойн и имеет относительно низкие штрафы с точки зрения сетевой связи и хранения. Космос."

Другими словами, PoA призван улучшить общую безопасность PoW Биткойна и предоставить майнерам преимущества PoS без дополнительного сетевого трафика.

Как работает подтверждение активности?

Как написано в статье, алгоритм PoA начинается с PoW и заканчивается PoS. Но в середине добычи блока PoA вводит то, что называется подпрограммой «follow-the-satoshi», где алгоритм «[преобразует] некоторое псевдослучайное значение в сатоши (наименьшую единицу криптовалюты), которая равномерно выбирается среди все сатоши, которые были отчеканены до сих пор ».

Вот пошаговое руководство о том, как работает PoA в соответствии с предложением PoA:

  1. Майнинг начинается с PoW. Майнер тратит хэш-мощность для создания пустого заголовка блока.
  2. Успешно сгенерированный заголовок блока транслируется в сеть PoA.
  3. Здесь вызывается подпрограмма follow-the-satoshi : майнеры в сети, которые находятся в сети, затем проверяют, действителен ли заголовок транслируемого блока. При выполнении проверки они также проверяют, являются ли они «счастливчиками», у которых есть случайно сгенерированные сатоши.
  4. На этом этапе происходит PoS. По словам Чарли Ли , выбранные «счастливчики» «равномерно распределяются по имеющимся монетам». Это означает, что если у A 200 монет, а у B 100, вероятность того, что A станет счастливым победителем, в два раза выше.
  5. Затем «счастливые победители» подписывают хэш заголовка блока в соответствии со стандартным протоколом PoW и транслируют свою подпись в сеть PoA.
  6. Этот процесс продолжается до тех пор, пока последний «победитель» не подпишет блок и не перейдет к созданию обернутого заголовка блока и широковещательной рассылке его в сеть PoA для проверки.
  7. Сгенерированные награды за блоки затем распределяются между последним майнером и счастливым победителем (-ами).

Если выбранные «победители» не присутствуют для подписания хэша, протокол перейдет к следующему выигрышному блоку. Этот процесс повторяется до тех пор, пока блок не получит необходимые подписи от первого майнера и всех «победителей».

Доказательство активности: плюсы и минусы

Основным преимуществом PoA является повышенная безопасность: за счет сочетания сильных сторон PoW и PoS PoA значительно снижает риск атаки 51% . Это связано с тем, что злоумышленник должен сокрушить как PoW, так и PoS-системы, т. Е. Имея хешрейт более 50% и владея значительным количеством монет, прежде чем он сможет уничтожить PoA.

Сторонники PoA заявляют, что шаг следования за сатоши может измерить уровень участия майнеров и заинтересованных сторон в сети, что побуждает их участвовать в процессе проверки. В свою очередь, позволяя узлам PoW и PoS взаимодействовать друг с другом, PoA продвигает «улучшенную топологию сети».

Однако объединение PoW и PoS также требует вдвое большей вычислительной мощности, необходимой для запуска протокола. Это приводит к чрезмерному расходу углерода, что явно вредно для окружающей среды. Хотя PoA требует более низких комиссий за транзакции, выполнение требовательного к вычислениям алгоритма консенсуса, такого как PoA, требует передового оборудования для майнинга, что является значительным вложением для некоторых майнеров.

Некоторые в криптосообществе также думают, что, несмотря на более надежный процесс проверки, PoA по-прежнему не решит проблему двойной подписи.

Используют ли какие-либо криптовалюты подтверждение активности?

На момент написания есть только две криптовалюты, которые используют PoA:

  • Decred (DCR) : новые блоки появляются каждые 5 минут в Decred. Когда добываются новые блоки, 60% вознаграждения за блок достается майнерам PoW, 30% – держателям PoS, а оставшиеся 10% идут обратно на финансирование разработки протокола.
  • Espers (ESP) : запущенный в 2016 году, ESP позиционирует себя как блокчейн-проект с целью «предложить защищенный обмен сообщениями, веб-сайты в цепочке и общее удобство для пользователя».

Доказательство активности надежно, но требует больших затрат энергии

PoA – это амбициозный алгоритм консенсуса, который объединяет лучшее из PoW и PoS и обеспечивает дополнительные уровни защиты для блокчейна. Однако, как указано выше, протокол все еще имеет свои недостатки и не полностью предотвращает атаки на блокчейн.

Тем не менее PoA – это реальный пример того, как исследователи блокчейнов постоянно пытаются улучшить консенсусные алгоритмы, чтобы сделать транзакции более безопасными и экономичными.