Bewijs van werk versus bewijs van inzet: Blockchain-consensusalgoritmen uitgelegd

Als je de zinnen ‘Proof of Work’ en ‘Proof of Stake’ hebt gehoord maar niet weet wat ze betekenen, dan is dit het moment om erachter te komen.

Bewijs van werk en Bewijs van inzet zijn beide consensusalgoritmen. Ze zorgen ervoor dat alle blockchain-knooppunten het eens worden en voorkomen dubbele uitgaven – een aanval waarbij wordt geprobeerd dezelfde munten meer dan eens uit te geven.

Hier is de uitsplitsing. Als u dit echter nog niet heeft gedaan, raden we u aan eerst onze inleidende gids over blockchain te lezen.

Wat is bewijs van werk?

Proof of Work (PoW) is het “traditionele” blockchain-model en werkt bijna precies zoals het klinkt. Het uitgangspunt is dat er een bepaalde hoeveelheid verwerking moet plaatsvinden voordat een computer iets anders mag ‘doen’. Voor Bitcoin moeten mijnwerkers moeilijke berekeningen uitvoeren, en in ruil daarvoor kunnen ze een blokkering ontdekken en een BTC-beloning krijgen om dit te doen.

Opmerking: Proof of Work is niet uniek voor cryptocurrency! Computerwetenschappers Cynthia Dwork en Moni Naor hebben het uitgevonden in hun paper uit 1993 ‘Pricing via Processing, Or, Combatting Junk Mail, Advances in Cryptology’ (hoewel het zijn naam pas veel later kreeg).

Het PoW-algoritme is bedoeld om misbruik van computersystemen zoals e-mailspam of cyberaanvallen te voorkomen. Als een computer complexe berekeningen moet uitvoeren voordat hij een e-mail verstuurt (wat tijd en geld kost), dan is het veel minder waarschijnlijk dat spammers en andere kwaadwillende entiteiten het systeem misbruiken. Om deze reden is Proof of Work bijna een perfecte keuze voor Bitcoin en andere cryptocurrencies.

Een van de meest fundamentele aspecten van PoW is dat het veel tijd kost om te berekenen, maar dat het heel gemakkelijk te verifiëren is. Als een knooppunt een uur bezig is met berekeningen, moeten alle andere knooppunten dit veel sneller verifiëren. Als elk ander knooppunt allemaal even lang zou duren, zou de blockchain nutteloos zijn, omdat het veel te traag zou zijn om te gebruiken. Verificatie moet vrijwel onmiddellijk plaatsvinden.

Mijnwerkers voeren deze berekeningen uit. Het duurt lang voordat ze presteren, dus mijnwerkers concurreren met elkaar om ze eerst te berekenen. Ze dienen geen ander doel dan het aanbod van nieuwe munten op de markt te beperken. Dit zorgt ervoor dat miners lang genoeg in de buurt blijven om transacties te verifiëren en zo het netwerk van stroom te voorzien.

Het PoW-algoritme dat in Bitcoin wordt gebruikt, wordt “Hashcash” genoemd. Dit is een complex cryptografisch proces, maar omdat het een berekening is, wordt het sneller te berekenen naarmate het processorvermogen in de loop van de tijd toeneemt. Om dit te bestrijden, passen Bitcoin (en andere blockchains) vaak de moeilijkheidsgraad aan, om een ​​ongeveer constante aanvoer van nieuwe munten op de markt te garanderen..

Zoals je misschien al geraden hebt, is het grootste nadeel van PoW het elektriciteitsverbruik. PoW-berekeningen gebruiken een enorme hoeveelheid processorkracht. Dit is niet gratis, dus naarmate de processorkracht toeneemt, neemt ook het elektriciteitsverbruik toe. Dit leidt tot hogere rekeningen, en als er genoeg mensen zijn begonnen met mijnbouw met krachtige mijnbouwinstallaties, dan heb je misschien een groot probleem.

Om deze reden hebben veel landen cryptocurrency-mijnbouw verboden, vooral landen met door de overheid aangevulde elektriciteitskosten. Als de hausse in cryptocurrency in januari 2018 terugkeert, zal het wereldwijde energieverbruik aanzienlijk toenemen. Cryptocurrencies zoals Ethereum onderzoeken alternatieven zoals Proof of Stake.

Een ander mogelijk probleem met PoW is de “51% -aanval”. Knooppunten die 51% of meer van het netwerkvermogen leveren, kunnen elk ander knooppunt overtreffen. Dit betekent dat een enkele persoon of organisatie Bitcoin of andere PoW-blockchains kan “controleren”. In werkelijkheid baart dit weinig zorgen. De computerkracht die hiervoor nodig is, is enorm en zelfs regeringen hebben er geen toegang toe. Hoewel het een theoretisch probleem is, is het onwaarschijnlijk dat een aanval van 51% op een groot netwerk zal plaatsvinden.

Wat is een bewijs van inzet?

Proof of Stake (PoS) werkt op een andere manier dan PoW. Met PoS zijn er geen enorme elektriciteitsrekeningen, en operators gokken bijna met hun munten. Node-operators ‘zetten’ hun munten in. Degenen met meer munten hebben een grotere kans om beloond te worden wanneer ze een blok ontdekken, maar het is niet de enige factor. Als de persoon die de meeste munten inzet, altijd zou worden beloond met de blokbeloning, zou dit iedereen in staat stellen het netwerk te “kopen”.

In plaats daarvan gebeurt er een meer willekeurige benadering. Dit varieert afhankelijk van de blockchain, maar een veelgebruikte methode is het verouderen van munten. Om in aanmerking te komen om nieuwe blokken te ontdekken, moeten munten gedurende een bepaalde periode worden ingezet – vaak 30 dagen. Ingezette munten kunnen niets anders doen. Na deze tijd kunnen ingezette munten een blokbeloning krijgen. Nogmaals, om te voorkomen dat degenen met de meeste munten een voordeel behalen, vervallen ingezette munten na een bepaalde tijd, waardoor knooppunten worden gedwongen het proces opnieuw te starten en de duur van 30 dagen opnieuw te wachten.

U vraagt ​​zich misschien af ​​wie transacties met PoS verifieert. Door uw munten in te zetten, moet uw portemonnee online zijn. Uw computer verifieert transacties, en aangezien er geen complexe berekeningen zijn zoals in PoW, kan bijna elke computer dit doen! Verschillende cryptocurrencies hebben verschillende manieren om miners te kiezen, maar over het algemeen worden accounts ongeveer elke minuut toegewezen. Als een account die is toegewezen om transacties te verwerken niet reageert, stemt het hele netwerk ermee in de taak opnieuw toe te wijzen.

PoS werkt erg goed en lost het PoW-probleem van enorm energieverbruik op. Omdat het bezit van een groot aantal munten uw kans op een beloning vergroot, hebben mijnwerkers meer belangstelling voor het project dan alleen om de winst. Een PoW-mijnwerker hoeft geen cryptocurrency te bezitten.

Ten slotte kost PoS-mining niets. Als u niet wordt gekozen om een ​​nieuw blok te ontdekken, verliest u uw munten niet. Om deze reden kunnen PoS-netwerken vatbaar zijn voor de kwetsbaarheid “niets op het spel”. Omdat mijnwerkers hun inzet niet verliezen, wat hen weerhoudt om alles te valideren, zelfs de slechte transacties?

Als er een harde vork optreedt, kunnen mijnwerkers ervoor kiezen om zowel de oude als de nieuwe keten te verifiëren, wat bijna winst garandeert, wat er ook gebeurt. Dit kan het moeilijk maken om software-upgrades uit te voeren, omdat het netwerk mogelijk niet overschakelt naar de nieuwe vork. Als iemand wat onbetrouwbare dingen probeert met het grootboek en vervolgens een splitsing uitvoert, kunnen ze ermee wegkomen omdat mijnwerkers transacties op beide ketens zullen blijven verifiëren.

Veel netwerken overwegen oplossingen voor het probleem dat er niets op het spel staat. Een veel voorkomende benadering is om de uitbetaling van een beloning voor het ontdekken van blokken uit te stellen. Als er een vork is, zullen mijnwerkers een kant moeten kiezen, omdat ze hun beloning niet krijgen als de oude vork “sterft”. Een reden waarom deze aanval nooit heeft plaatsgevonden, is eenvoudig. Ondanks dat ze van beide forks kunnen profiteren, willen Miners vaak dat het netwerk slaagt, dus zullen ze vroeg of laat een kant kiezen.

Andere Blockchain-consensusalgoritmen

Er zijn verschillende andere consensusalgoritmen. Sommige experimenteel, sommige gloednieuw, maar de meeste komen veel minder vaak voor dan PoS en PoW.

  • Bewijs van activiteit: Dit combineert PoW en PoS, waarbij zowel stakers als miners een deel van de beloningen krijgen.
  • Gedelegeerd bewijs van inzet: Gebruikers zetten hun tokens in om een ​​vertegenwoordiger te kiezen om transacties te verifiëren. Zeer snel en mensen kunnen samenwerken om nieuwe blokken te maken of slechte knooppunten uit te stemmen.
  • Bewijs van verbranding: Door munten te vernietigen, vergroot u uw reputatie om beslissingen te nemen. Meer vernietigde munten = meer netwerkcontrole.
  • Bewijs van gewicht: In plaats van uit te zetten, veranderen knooppuntoperatoren op basis van een andere statistiek (verschilt per blockchain). Dit kan van alles zijn, zoals de capaciteit van de harde schijf of internetsnelheid.
  • Bewijs van verstreken tijd: Net als PoW, maar dan minder werk en meer loterij. Ontwikkeld door Intel en nog steeds experimenteel.

Zoals je zou verwachten van een cryptocurrency, zijn consensusalgoritmen complexe dingen. Je hebt geen diploma computerwetenschappen nodig om ze te gebruiken, maar als je begrijpt hoe ze werken, kun je munten kopen of een node runnen. Laat ons weten wat je ervan vindt in de reacties hieronder.