Analyse du mécanisme consensuel des crypto-monnaies: POW, POS, etc. Explication détaillée

Le mécanisme consensuel est l'algorithme de base du réseau de blockchain pour s'assurer que les nœuds parviennent à un accord sur les transactions, et ses principaux objectifs incluent la sécurité, la décentralisation, l'efficacité et la finalité. 1. POW (preuve de travail) résout les problèmes mathématiques par le biais de la concurrence des mineurs pour vérifier les transactions. Il a des caractéristiques de sécurité et de décentralisation élevées, mais il présente les inconvénients d'une grande consommation d'énergie, d'une vitesse de transaction lente et de risques centralisés. Bitcoin adopte ce mécanisme. 2. POS (preuve de pieu) sélectionne les vérificateurs en fonction du nombre et de l'heure des jetons détenus. Il est économe en énergie, à faible coût et plus respectueux de l'environnement, mais peut conduire à la tendance des "plus riches devient plus riches" et de la centralisation. Ethereum se transformera en ce mécanisme après la "fusion" en 2022. 3. DPOS (preuve déléguée de la participation) utilise des détenteurs de jetons pour voter pour sélectionner des représentants pour générer des blocs, améliorer la vitesse de transaction et l'évolutivité, mais concentrant davantage le pouvoir et convient aux scénarios de demande de haute performance. 4. POA (preuve d'autorité) s'appuie sur des nœuds de confiance pré-approuvés pour maintenir le réseau. Il est extrêmement efficace mais hautement centralisé et est souvent utilisé dans les chaînes de consortium ou les chaînes privées. 5. La tolérance aux défauts byzantine (BFT) et ses variantes telles que le PBFT et la tendance peuvent toujours atteindre un consensus lorsque certains nœuds font du mal, avec une forte finalité et un débit élevé, mais les frais généraux de communication augmentent avec l'augmentation des nœuds, limitant leur application à grande échelle dans les chaînes publiques. Différents mécanismes de consensus affectent les performances et le positionnement des crypto-monnaies: Bitcoin utilise POW pour assurer la sécurité et la décentralisation, et est considéré comme "l'or numérique"; Ethereum s'est tourné vers le POS pour améliorer la durabilité et l'évolutivité, et soutient l'écosystème du contrat intelligent; La chaîne BNB adopte POSA (preuve de participation), combinant les avantages de POS et POA pour atteindre des performances élevées et une prospérité écologique. Les échanges grand public tels que Binance, OKX et Huobi fournissent aux utilisateurs des portails commerciaux, parmi lesquels Binance est devenue un leader de l'industrie avec sa haute liquidité, ses produits riches et sa chaîne publique auto-construction BNB. Le choix du mécanisme consensuel détermine la sécurité, l'efficacité et la décentralisation de la blockchain et est la base de la compréhension de l'écosystème de la crypto-monnaie.

Dans le vaste monde de la monnaie numérique, il est crucial de comprendre ses principes techniques sous-jacents. Surtout pour les débutants qui sont nouveaux dans la blockchain et les crypto-monnaies, les mécanismes de consensus sont souvent un concept abstrait et de base. Il détermine non seulement la sécurité et la décentralisation du réseau de blockchain, mais sert également de pierre angulaire de savoir si les crypto-monnaies peuvent fonctionner normalement. Imaginez un système distribué sans agence de gestion centrale, comment tous les participants peuvent-ils s'entendre sur l'enregistrement des transactions? C'est exactement le charme du mécanisme consensuel. Cet article explorera en profondeur plusieurs mécanismes de consensus de crypto-monnaie traditionnels, notamment le plus connu (preuve de travail), POS (preuve de pieu), etc., et analyser leurs principes de travail, leurs avantages et leurs inconvénients, et leur impact sur l'écosystème des crypto-monnaies en détail. Nous dévoilerons le mystère de ces mécanismes complexes Layer par couche, aidant les lecteurs à établir une compréhension plus profonde des crypto-monnaies, et donc mieux à saisir cette frontière financière numérique dynamique.

Qu'est-ce qu'un mécanisme consensuel?

Un mécanisme de consensus est un algorithme ou un protocole dans lequel plusieurs nœuds atteignent l'accord sur les informations de transaction dans un réseau de blockchain. Étant donné que la blockchain est un grand livre distribué décentralisé sans une autorité centrale pour vérifier et enregistrer les transactions, un mécanisme est nécessaire pour s'assurer que tous les participants sont d'accord avec l'état actuel du grand livre. Si le mécanisme consensuel échoue, la blockchain sera confrontée à de graves problèmes tels que les fourchettes et les doubles paiements, et la base de la fiducie de l'ensemble du réseau sera effondrée. Par conséquent, le mécanisme consensuel est le composant central de la technologie de la blockchain, et ses objectifs de conception incluent généralement:

• Sécurité: empêcher les comportements malveillants tels que le double paiement ou la falsification des transactions.
• Décentralisation: Évitez le point de défaillance unique et le contrôle centralisé.
• Efficacité: assurez-vous que les transactions peuvent être traitées et confirmées en temps opportun.
• Finalité: une fois la transaction confirmée, elle est irréversible.

Différents mécanismes de consensus pèsent ces objectifs en fonction de différents scénarios d'application et exigences du réseau.

POW (preuve de travail) Explication détaillée

POW, ou preuve de travail , est le premier mécanisme consensuel adopté par le bitcoin et l'un des mécanismes consensus les plus anciens et les plus connus. L'idée principale est que les participants (mineurs) doivent investir beaucoup de ressources informatiques pour résoudre un puzzle mathématique complexe, et celui qui le résout a d'abord le droit d'emballer de nouveaux blocs et d'obtenir des récompenses.

Comment fonctionne Pow:

En vertu du mécanisme POW, afin de concurrencer les droits comptables des nouveaux blocs, les mineurs doivent effectuer les opérations suivantes:

• Collectez les transactions: les mineurs collectent les transactions à confirmer à partir du pool de mémoire.
• Construire des blocs: emballer ces transactions dans un bloc et ajouter des informations telles que la valeur de hachage, l'horodatage, la cible de difficulté, etc. du bloc précédent.
• Trouver la valeur non -ce: c'est l'étape la plus fondamentale de POW. Les mineurs doivent constamment essayer différents nombres aléatoires (nonces) et les hacher avec d'autres données dans le bloc.
• Atteindre la cible de difficulté: si la valeur de hachage calculée est inférieure ou égale à la cible de difficulté définie par le réseau, le mineur trouvera un bloc valide.
• Bloc de diffusion: le mineur diffuse le nouveau bloc extrait de l'ensemble du réseau. Après que d'autres nœuds passent la vérification, ils l'ajouteront à leur propre copie de blockchain.
• Récompenses: les mineurs qui ont réussi à exploiter les blocs de mines recevront des crypto-monnaies (récompenses de bloc) et des frais de transaction inclus dans le bloc.

Ce processus de «trouver des valeurs nonce» nécessite beaucoup de puissance de calcul, il est donc appelé «preuve de travail». La difficulté de calcul est ajustée dynamiquement pour garantir qu'un nouveau bloc est extrait à un intervalle moyen de temps (par exemple, 10 minutes de bitcoin).

Avantages du POW:

• Haute sécurité: les attaquants doivent contrôler plus de 51% de la puissance de calcul du réseau pour effectuer des doubles paiements, ce qui est extrêmement coûteux.
• Décentralisation: n'importe qui peut participer à l'exploitation minière et à la maintenance du réseau.
• Résistance à la censure: une fois une transaction confirmée, il est difficile de falsifier.

Inconvénients du POW:

• Une grande consommation d'énergie: une grande quantité de puissance de calcul entraîne un énorme gaspillage d'énergie et les problèmes de protection de l'environnement sont importants.
• Ralentissement de la vitesse de transaction: En raison du temps de bloc et de la capacité de bloc, le débit de transaction est faible.
• Risque centralisé: la puissance de calcul de l'exploitation K peut être concentrée entre les mains de quelques pools miniers.
• Dépendance matérielle: elle nécessite un équipement minière professionnel coûteux.

Explication détaillée du POS (preuve de pieu)

Pos, à savoir la preuve de la participation , est un mécanisme consensuel proposé pour résoudre des problèmes tels que une consommation d'énergie élevée et une faible efficacité de la POW. Sous le mécanisme POS, le producteur du bloc n'est plus le mineur qui consomme la puissance la plus informatique, mais est sélectionné au hasard par le vérificateur tenant le nombre de crypto-monnaies (actions). Plus un validateur détient des crypto-monnaies, plus la probabilité de sélection est grande.

Comment fonctionne POS:

Dans le cadre du mécanisme POS, les participants sont appelés "vérificateurs" ou "parties prenantes". Le processus central est le suivant:

• Pledge Tokens: Les participants doivent verrouiller (enjurer) une certaine quantité de crypto-monnaie dans le réseau en tant que "marge" pour devenir vérificateur.
• Devenez un vérificateur: après avoir promis des jetons, les participants deviennent des validateurs potentiels du réseau.
• Sélectionnez au hasard les producteurs de blocs: le réseau sélectionnera au hasard un vérificateur basé sur des facteurs tels que le nombre de participations, le temps de jeu, etc. pour générer le bloc suivant avec un certain algorithme. Plus il y a de promesses de promesses et plus le temps est long, plus la probabilité de sélection est élevée.
• Vérifiez les transactions et générez des blocs: le validateur sélectionné est responsable de la vérification des transactions à confirmer et de les emballer dans de nouveaux blocs.
• Blocs de signe et de diffusion: après avoir généré des blocs, le vérificateur signe avec sa clé privée et les diffuse sur l'ensemble du réseau.
• Autre vérification du vérificateur: les autres vérificateurs vérifient la validité d'un nouveau bloc, et s'il est valide, ils "voteront" ou "le prouveront".
• Récompenses: les validateurs qui génèrent avec succès des blocs et obtiennent suffisamment de votes recevront des récompenses en blocs (généralement des jetons ou des frais de transaction nouvellement émis).

Si les validateurs essaient de faire le mal (comme le double paiement), les jetons qu'ils enjoisent peuvent être confisqués, ce qui est appelé un "mécanisme de punition" conçu pour inciter les validateurs à être honnêtes.

Avantages du POS:

• Efficacité énergétique élevée: ne nécessite plus beaucoup de puissance de calcul, réduisant considérablement la consommation d'énergie.
• Vitesse commerciale rapide: en théorie, un débit de transaction plus élevé peut être atteint.
• Coût inférieur: aucun équipement coûteux en K-Rigging n'est requis et le seuil de participation est réduit.
• Plus respectueux de l'environnement: a moins d'impact sur l'environnement.

Inconvénients du POS:

• Les riches s'enrichissent: les vérificateurs détenant plus de jetons ont une probabilité plus élevée de recevoir des récompenses, ce qui peut entraîner une concentration de richesse.
• Risque de centralisation potentielle: les grandes parties prenantes peuvent former un certain degré de centralisation.
• Problème "gouverner par l'inaction": les vérificateurs peuvent préférer "l'inaction" plutôt qu'une vérification active en raison de l'existence de mécanismes de punition.
• Difficulté de démarrage: un nouveau réseau POS nécessite suffisamment de stakers pour fonctionner en toute sécurité.

Introduction à d'autres mécanismes consensus

DPOS (preuve des droits et enjeux confiés)

Les DPO, ou preuve de participation déléguée , est une variante de POS conçue pour améliorer l'efficacité et l'évolutivité. Dans DPOS, les utilisateurs qui tiennent des jetons peuvent voter pour quelques "représentants" (ou "témoins" / "supernodes") pour être responsables de la génération et de la vérification des blocs. Le nombre de ces représentants est fixe et généralement moins (par exemple 21 ou 101).

• Représentants électoraux: Les détenteurs de jetons votent pour sélectionner un nombre limité de représentants.
• Se soulevez des blocs: le représentant élu se relâche pour générer et vérifier les blocs.
• Droits de vote: les détenteurs de jetons peuvent révoquer leurs votes sur leurs délégués et voter à nouveau à tout moment.
• Performances: En raison du petit nombre de représentations de blocs, les systèmes DPOS peuvent généralement atteindre un débit de transaction très élevé et un temps de confirmation rapide de blocs.

POA (certificat faisant autorité)

POA, ou preuve d'autorité , est un mécanisme consensuel basé sur l'identité. Sous ce mécanisme, seuls quelques nœuds de confiance pré-approuvés (nœuds faisant autorité) ont le droit de générer et de vérifier les blocs. Les identités de ces nœuds sont généralement publiques et vérifiables.

• Entité de confiance: s'appuyer sur quelques nœuds de confiance pour maintenir le réseau.
• Haute efficacité: En raison du petit nombre de nœuds et de la confiance mutuelle, la vitesse de transaction est très rapide.
• Centralisation: hautement centralisée, adaptée à des scénarios tels que des chaînes d'alliance ou des chaînes privées qui nécessitent des performances et une contrôlabilité élevées.
• Faible résistance à la censure: les nœuds faisant autorité peuvent unir leurs forces pour examiner ou geler les transactions.

Tolérance aux défauts byzantine (BFT) et ses variantes

La tolérance aux défauts byzantine est un problème classique dans les systèmes distribués, qui fait référence à la façon d'obtenir tous les nœuds honnêtes pour atteindre un consensus en présence de nœuds malveillants (général byzantin). De nombreux mécanismes de consensus modernes, en particulier ceux pour les performances élevées et le déterminisme, ont emprunté ou adopté directement des variantes d'algorithmes BFT, telles que le PBFT (tolérance à la faille byzantine pratique), la tendance, etc.

• Résolvez le problème du général byzantin: assurez-vous que le système peut toujours fonctionner normalement lorsque certains nœuds font des erreurs ou commettent le mal.
• Finalité forte: une fois la transaction confirmée, elle est irréversible.
• Débit élevé: une vitesse de transaction élevé peut être atteinte.
• Défi de l'évolutivité: l'augmentation du nombre de nœuds augmentera considérablement les frais généraux de communication, ce qui limite son application dans les grandes blockchains publics.

Application du mécanisme consensuel dans l'écosystème de la crypto-monnaie

Différents mécanismes de consensus s'appliquent à différents projets de crypto-monnaie et de blockchain, et leurs choix affectent profondément les caractéristiques et la direction de développement du projet.

Bitcoin (BTC) - Représentant de POW

En tant que première crypto-monnaie réussie, le choix du mécanisme de POW de Bitcoin a jeté une base solide pour sa sécurité et sa décentralisation . Malgré les problèmes de consommation d'énergie et de vitesse de transaction lente, la robustesse de POW en fait la crypto-monnaie la plus largement reconnue et la plus sécurisée au monde.

• Sécurité du réseau: assurez-vous la sécurité du réseau grâce à un énorme investissement dans la puissance informatique.
• Résistance à la censure: les mineurs sont répartis dans le monde entier et sont difficiles à contrôler par une seule entité.
• Store de valeur: largement considéré comme "l'or numérique".

Ethereum (eth) - transformation de Pow à Pos

Ethereum est un autre géant dans le monde de la blockchain. Il a depuis longtemps adopté le mécanisme POW, mais a achevé la "fusion" très attendue en 2022 et s'est officiellement transformé du POW à la pos. Cette transformation est conçue pour résoudre les problèmes de consommation d'énergie et d'évolutivité sur lesquels POW existe.

• Économie d'énergie: la consommation d'énergie est considérablement réduite et plus respectueuse de l'environnement.
• Évolutivité: ouvre la voie à de futures solutions d'expansion telles que le fragment.
• Économie de gage: introduction d'un mécanisme de gage, les participants peuvent obtenir des bénéfices en promettant de l'ETH.

Chaîne de binance (chaîne BNB) - POSA (preuve de participation)

La chaîne de binance (maintenant la chaîne BNB) adopte un mécanisme consensuel appelé preuve de l'autorité marquée (POSA) , combinant les caractéristiques de POS et POA. Il maintient le réseau en élisant quelques validateurs, tout en obligeant les validateurs à promettre un certain nombre de BNB.

• Haute performance: réaliser des transactions à grande vitesse et des frais de manutention faibles.
• Le degré de centralisation est relativement élevé: le nombre de validateurs est limité.
• Prospérité écologique: soutient un grand nombre de projets DAPP et DEFI.

Introduction aux échanges de crypto-monnaie traditionnels

Après avoir compris le mécanisme consensuel sous-jacent des crypto-monnaies, jetons un coup d'œil à certaines plateformes de trading de crypto-monnaie traditionnelles, qui sont des portails importants pour les utilisateurs pour échanger des actifs numériques. Il est crucial de choisir un échange sûr, fiable et riche en fonctionnalités.

1. Binance

Binance est le premier échange de crypto-monnaie mondial connu pour ses divers produits, une grande base d'utilisateurs et de puissantes capacités de trading.

• Énorme volume de trading: fournit une liquidité extrêmement élevée.
• Produits riches: spot, contrat, effet de levier, gestion financière et autres services.
• Large base d'utilisateurs: couvre la plupart des pays et des régions du monde.
• Amélioration de l'écosystème: possède sa propre chaîne publique BNB Chain et riche écosystème DAPP.

2. Okx (ou yi)

OKX est un autre échange de crypto-monnaie de renommée mondiale qui fournit un service d'actifs cryptographique complet, y compris les produits SPOT, Dérivés et les produits Web3.

• Les produits de trading sont divers: couverture, contrats perpétuels, options, etc.
• Produits innovants: explorez activement les champs Defi, NFT et Web3.
• Sécurité élevée: faites attention à la sécurité des actifs des utilisateurs et à la gestion du contrôle des risques.
• Bonne expérience utilisateur: interface amicale et fonctionnement pratique.

3. Huobi (Huobi)

En tant que l'un des premiers échanges entrant sur le marché des crypto-monnaies, Huobi a une large base d'utilisateurs et une influence de marque dans le monde.

• Une longue histoire: une riche expérience de l'industrie accumulée.
• Couverture large: il compte des institutions opérationnelles dans de nombreux pays du monde.
• Diversité des actifs: prend en charge une variété de transactions de crypto-monnaies traditionnelles et émergentes.
• Bâtiment de conformité: recherchez activement des licences réglementaires du monde entier.

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