Menganalisis Mekanisme Konsensus Cryptocurrencies: POW, POS, dll. Penjelasan terperinci

Mekanisme konsensus adalah algoritma teras dalam rangkaian blockchain untuk memastikan nod mencapai persetujuan mengenai urus niaga, dan matlamat utamanya termasuk keselamatan, desentralisasi, kecekapan dan final. 1. POW (Bukti Kerja) menyelesaikan masalah matematik melalui persaingan pelombong untuk mengesahkan urus niaga. Ia mempunyai ciri -ciri keselamatan dan desentralisasi yang tinggi, tetapi ia mempunyai kelemahan penggunaan tenaga yang besar, kelajuan urus niaga yang perlahan dan risiko berpusat. Bitcoin mengamalkan mekanisme ini. 2. Ia adalah tenaga yang cekap, kos rendah dan lebih mesra alam, tetapi boleh menyebabkan trend "semakin kaya semakin kaya" dan pemusatan. Ethereum akan berubah menjadi mekanisme ini selepas "penggabungan" pada tahun 2022. 4. POA (Bukti Pihak Berkuasa) bergantung kepada nod yang dipercayai yang telah diluluskan untuk mengekalkan rangkaian. Ia sangat cekap tetapi sangat berpusat dan sering digunakan dalam rantai konsortium atau rantai peribadi. 5. Toleransi Kesalahan Byzantine (BFT) dan variannya seperti PBFT dan Tendermint masih boleh mencapai konsensus apabila beberapa nod melakukan kejahatan, dengan finalitas yang kuat dan throughput yang tinggi, tetapi overhead komunikasi meningkat dengan peningkatan nod, mengehadkan aplikasi besar-besaran mereka dalam rantaian awam. Mekanisme konsensus yang berbeza mempengaruhi prestasi dan kedudukan kriptografi: Bitcoin menggunakan POW untuk memastikan keselamatan dan desentralisasi, dan dianggap sebagai "emas digital"; Ethereum telah beralih kepada PO untuk meningkatkan kemampanan dan skalabiliti, dan menyokong ekosistem kontrak pintar; Rantaian BNB mengamalkan POSA (Bukti Pihak Berkuasa Stake), menggabungkan kelebihan POS dan POA untuk mencapai prestasi tinggi dan kemakmuran ekologi. Pertukaran arus perdana seperti Binance, OKX dan Huobi menyediakan pengguna dengan portal perdagangan, di antaranya Binance telah menjadi pemimpin industri dengan kecairan yang tinggi, produk kaya dan rantaian bnb rantaian awam yang dibina sendiri. Pilihan mekanisme konsensus menentukan keselamatan, kecekapan dan desentralisasi blockchain, dan merupakan asas untuk memahami ekosistem cryptocurrency.

Dalam dunia mata wang digital yang luas, adalah penting untuk memahami prinsip teknikalnya yang mendasari. Terutama untuk pemula yang baru untuk blockchain dan cryptocurrency, mekanisme konsensus sering merupakan konsep abstrak dan teras. Ia bukan sahaja menentukan keselamatan dan desentralisasi rangkaian blockchain, tetapi juga berfungsi sebagai asas sama ada kriptografi boleh beroperasi secara normal. Bayangkan sistem yang diedarkan tanpa agensi pengurusan pusat, bagaimanakah semua peserta boleh bersetuju dengan rekod urus niaga? Inilah daya tarikan mekanisme konsensus. Artikel ini akan meneroka beberapa mekanisme konsensus cryptocurrency arus perdana secara mendalam, termasuk POW yang terkenal (bukti kerja), POS (bukti kepentingan), dan sebagainya, dan menganalisis prinsip kerja, kelebihan dan kekurangannya, dan kesannya terhadap ekosistem cryptocurrency secara terperinci. Kami akan memperkenalkan misteri lapisan mekanisme kompleks ini dengan lapisan, membantu pembaca membina pemahaman yang lebih mendalam tentang kriptografi, dan dengan itu lebih baik memahami sempadan kewangan digital dinamik ini.

Apakah mekanisme konsensus?

Mekanisme konsensus adalah algoritma atau protokol di mana pelbagai nod mencapai persetujuan mengenai maklumat transaksi dalam rangkaian blockchain. Oleh kerana blockchain adalah lejar yang diedarkan yang terdesentralisasi tanpa kuasa pusat untuk mengesahkan dan merekodkan urus niaga, mekanisme diperlukan untuk memastikan semua peserta bersetuju dengan status lejar semasa. Sekiranya mekanisme konsensus gagal, blockchain akan menghadapi masalah yang serius seperti garpu dan pembayaran berganda, dan asas kepercayaan seluruh rangkaian akan runtuh. Oleh itu, mekanisme konsensus adalah komponen teras teknologi blockchain, dan matlamat reka bentuknya biasanya termasuk:

• Keselamatan: Mencegah tingkah laku berniat jahat seperti pembayaran dua kali atau transaksi yang mengganggu.
• Desentralisasi: Elakkan satu titik kegagalan dan kawalan berpusat.
• Kecekapan: Pastikan urus niaga boleh diproses dan disahkan tepat pada masanya.
• Akhirnya: Sebaik sahaja urus niaga disahkan, ia tidak dapat dipulihkan.

Mekanisme konsensus yang berbeza menimbang matlamat ini untuk memenuhi senario aplikasi yang berbeza dan keperluan rangkaian.

POW (Bukti Kerja) Penjelasan terperinci

POW, atau bukti kerja , adalah mekanisme konsensus pertama yang diterima pakai oleh Bitcoin dan salah satu mekanisme konsensus yang paling awal dan paling terkenal. Idea teras adalah bahawa peserta (pelombong) perlu melabur banyak sumber pengkomputeran untuk menyelesaikan teka -teki matematik yang kompleks, dan sesiapa yang menyelesaikannya terlebih dahulu mempunyai hak untuk membungkus blok baru dan mendapatkan ganjaran.

Bagaimana POW berfungsi:

Di bawah mekanisme POW, untuk bersaing untuk hak perakaunan blok baru, pelombong perlu melaksanakan operasi berikut:

• Kumpulkan Transaksi: Pelombong mengumpul transaksi untuk disahkan dari kolam memori.
• Membina Blok: Pakej urus niaga ini ke dalam blok dan tambahkan maklumat seperti nilai hash, timestamp, sasaran kesukaran, dan lain -lain blok sebelumnya.
• Mencari nilai nonce: Ini adalah langkah paling teras dalam POW. Penambang perlu sentiasa mencuba nombor rawak yang berbeza (nonces) dan hash mereka dengan data lain di blok.
• Mencapai sasaran kesukaran: Jika nilai hash yang dikira kurang daripada atau sama dengan sasaran kesukaran yang ditetapkan oleh rangkaian, pelombong akan mencari blok yang sah.
• Blok Penyiaran: Pelombong menyiarkan blok baru yang ditambang ke seluruh rangkaian. Selepas nod lain lulus pengesahan, mereka akan menambahkannya ke salinan blockchain mereka sendiri.
• Ganjaran: Pelombong yang berjaya melombong blok akan menerima kriptografi yang baru dikeluarkan (ganjaran blok) dan yuran transaksi yang termasuk dalam blok.

Proses "mencari nilai nonce" memerlukan banyak kuasa pengiraan, jadi ia dipanggil "bukti kerja". Kesukaran pengiraan diselaraskan secara dinamik untuk memastikan bahawa blok baru dilombong pada selang masa purata (mis., 10 minit bitcoin).

Kelebihan POW:

• Keselamatan Tinggi: Penyerang perlu mengawal lebih daripada 51% kuasa pengkomputeran rangkaian untuk membuat pembayaran berganda, yang sangat mahal.
• Desentralisasi: Sesiapa sahaja boleh mengambil bahagian dalam perlombongan dan mengekalkan rangkaian.
• Rintangan kepada penapisan: Sebaik sahaja transaksi disahkan, sukar untuk merosakkan.

Kekurangan POW:

• Penggunaan tenaga yang besar: Sebilangan besar kuasa pengkomputeran membawa kepada pembaziran tenaga yang besar, dan isu perlindungan alam sekitar adalah menonjol.
• Kelajuan urus niaga yang perlahan: Oleh kerana masa blok dan kapasiti blok, throughput urus niaga adalah rendah.
• Risiko berpusat: Kuasa pengkomputeran K-perlombongan mungkin tertumpu di tangan beberapa kolam perlombongan.
• Ketergantungan perkakasan: Ia memerlukan peralatan perlombongan profesional yang mahal.

Penjelasan terperinci POS (bukti kepentingan)

POS, iaitu bukti kepentingan , adalah mekanisme konsensus yang dicadangkan untuk menyelesaikan masalah seperti penggunaan tenaga yang tinggi dan kecekapan rendah POW. Di bawah mekanisme POS, pengeluar blok tidak lagi pelombong yang menggunakan kuasa pengkomputeran yang paling, tetapi dipilih secara rawak oleh pengesahan yang memegang bilangan cryptocurrency (ekuiti). Semakin banyak kriptografi yang dipegang oleh pengesahan, semakin besar kebarangkalian dipilih.

Bagaimana POS Berfungsi:

Di bawah mekanisme POS, peserta dipanggil "pengesahan" atau "pihak berkepentingan ekuiti". Proses teras adalah seperti berikut:

• Token Ikrar: Peserta perlu mengunci (kepentingan) sejumlah cryptocurrency dalam rangkaian sebagai "margin" untuk menjadi pengesahan.
• Menjadi pengesahan: Selepas token menjanjikan, peserta menjadi potensi validator rangkaian.
• Secara rawak pilih pengeluar blok: Rangkaian akan secara rawak memilih pengesahan berdasarkan faktor -faktor seperti bilangan kepentingan, masa kepentingan, dan lain -lain untuk menghasilkan blok seterusnya dengan algoritma tertentu. Semakin banyak ikrar dan semakin lama masa, semakin besar kebarangkalian dipilih.
• Sahkan transaksi dan menjana blok: Validator yang dipilih bertanggungjawab untuk mengesahkan urus niaga untuk disahkan dan membungkusnya ke blok baru.
• Blok Tandatangan dan Penyiaran: Selepas menjana blok, tanda -tanda pengesahan dengan kunci pribadinya dan menyiarkannya ke seluruh rangkaian.
• Pengesahan Pengesahan Lain: Pengesah lain mengesahkan kesahihan blok baru, dan jika ia sah, mereka akan "mengundi" atau "membuktikan" itu.
• Ganjaran: Pengesahan yang berjaya menjana blok dan mendapatkan undi yang cukup akan menerima ganjaran blok (biasanya token atau yuran transaksi yang baru dikeluarkan).

Sekiranya pengesahan cuba melakukan kejahatan (seperti pembayaran berganda), token yang mereka lakukan boleh dilucuthakkan, yang dipanggil "mekanisme hukuman" yang direka untuk memberi insentif kepada pengesahan untuk jujur.

Kelebihan POS:

• Kecekapan Tenaga Tinggi: Tidak lagi memerlukan banyak kuasa pengkomputeran, sangat mengurangkan penggunaan tenaga.
• Kelajuan Perdagangan Cepat: Secara teori, throughput transaksi yang lebih tinggi dapat dicapai.
• Kos yang lebih rendah: Tiada peralatan k-penggalian yang mahal diperlukan, dan ambang penyertaan diturunkan.
• Lebih mesra alam: mempunyai kesan yang kurang terhadap alam sekitar.

Kekurangan POS:

• Orang kaya semakin kaya: Pengesah yang memegang lebih banyak token mempunyai kebarangkalian yang lebih tinggi untuk menerima ganjaran, yang boleh menyebabkan kepekatan kekayaan.
• Risiko pemusatan yang berpotensi: Pemangku kepentingan yang besar boleh membentuk beberapa tahap pemusatan.
• Masalah "Kerajaan oleh tidak bertindak": Pengesah mungkin lebih suka "tidak bertindak" daripada pengesahan aktif kerana kewujudan mekanisme hukuman.
• Permulaan Kesukaran: Rangkaian POS baru memerlukan staker yang cukup untuk berjalan dengan selamat.

Pengenalan kepada Mekanisme Konsensus Lain

DPOS (bukti hak dan kepentingan yang diamanahkan)

DPOS, atau bukti yang diwakilkan , adalah varian POS yang direka untuk meningkatkan kecekapan dan skalabiliti. Di DPOS, pengguna yang memegang token boleh mengundi beberapa "wakil" (atau "saksi"/"supernod") untuk bertanggungjawab untuk menjana dan mengesahkan blok. Bilangan wakil ini tetap dan biasanya kurang (mis. 21 atau 101).

• Wakil Pilihan Raya: Pemegang Token Undi untuk memilih bilangan wakil yang terhad.
• Bergilir ke Blok Keluar: Wakil yang dipilih bergilir -gilir untuk menjana dan mengesahkan blok.
• Hak pengundian: Pemegang token boleh membatalkan undi mereka pada perwakilan mereka dan mengundi lagi pada bila -bila masa.
• Prestasi: Oleh kerana bilangan perwakilan blok kecil, sistem DPOS biasanya dapat mencapai throughput transaksi yang sangat tinggi dan masa pengesahan blok cepat.

POA (sijil berwibawa)

POA, atau bukti kuasa , adalah mekanisme konsensus berasaskan identiti. Di bawah mekanisme ini, hanya beberapa nod yang dipercayai dan dipercayai (nod yang berwibawa) mempunyai hak untuk menjana dan mengesahkan blok. Identiti nod ini biasanya awam dan boleh diverifikasi.

• Entiti yang dipercayai: Bergantung pada beberapa nod yang dipercayai untuk mengekalkan rangkaian.
• Kecekapan Tinggi: Oleh kerana bilangan kecil nod dan kepercayaan bersama, kelajuan transaksi sangat cepat.
• Pemusatan: Sangat berpusat, sesuai untuk senario seperti rantaian persekutuan atau rantai persendirian yang memerlukan prestasi tinggi dan kawalan.
• Rintangan penapisan yang lemah: Nod yang berwibawa boleh bergabung dengan pasukan untuk mengkaji semula atau membekukan urus niaga.

Toleransi Kesalahan Byzantine (BFT) dan variannya

Toleransi kesalahan Byzantine adalah masalah klasik dalam sistem yang diedarkan, yang merujuk kepada bagaimana untuk mendapatkan semua nod yang jujur untuk mencapai konsensus dengan kehadiran nod jahat (Byzantine General). Banyak mekanisme konsensus moden, terutamanya untuk prestasi tinggi dan determinisme, telah meminjam atau mengadopsi variasi algoritma BFT secara langsung, seperti PBFT (toleransi kesalahan Byzantine praktikal), tendermint, dan lain -lain.

• Selesaikan masalah Byzantine General: Pastikan sistem masih boleh berfungsi secara normal apabila beberapa nod membuat kesilapan atau melakukan kejahatan.
• Akhirnya yang kuat: Sebaik sahaja urus niaga disahkan, ia tidak dapat dipulihkan.
• Output yang tinggi: Biasanya kelajuan transaksi yang tinggi dapat dicapai.
• Cabaran Skalabiliti: Peningkatan bilangan nod akan meningkatkan overhead komunikasi dengan ketara, mengehadkan permohonannya di blok blok awam yang besar.

Penggunaan mekanisme konsensus dalam ekosistem cryptocurrency

Mekanisme konsensus yang berbeza boleh digunakan untuk projek cryptocurrency dan blockchain yang berbeza, dan pilihan mereka sangat mempengaruhi ciri -ciri dan arah pembangunan projek.

Bitcoin (BTC) - Wakil POW

Sebagai cryptocurrency yang pertama yang berjaya, pilihan mekanisme POW Bitcoin telah meletakkan asas yang kukuh untuk keselamatan dan desentralisasi . Walaupun masalah penggunaan tenaga dan kelajuan urus niaga yang perlahan, keteguhan POW menjadikannya cryptocurrency yang paling banyak diiktiraf dan selamat di dunia.

• Keselamatan Rangkaian: Memastikan keselamatan rangkaian melalui pelaburan yang besar dalam kuasa pengkomputeran.
• Rintangan kepada penapisan: Penambang tersebar di seluruh dunia dan sukar dikawal oleh entiti tunggal.
• Kedai nilai: Dianggap sebagai "emas digital".

Ethereum (ETH) - Transformasi dari POW ke POS

Ethereum adalah gergasi lain di dunia blockchain. Ia telah lama mengadopsi mekanisme POW, tetapi menyelesaikan "gabungan" yang sangat dinanti -nantikan pada tahun 2022 dan secara rasmi diubah dari POW ke POS. Transformasi ini direka untuk menyelesaikan masalah penggunaan tenaga dan skalabilitas yang POW wujud.

• Penjimatan Tenaga: Penggunaan tenaga dikurangkan dan lebih mesra alam.
• Skalabilitas: membuka jalan untuk penyelesaian pengembangan masa depan seperti sharding.
• Ekonomi Ikrar: Memperkenalkan mekanisme ikrar, peserta dapat memperoleh keuntungan dengan menjanjikan Eth.

Rantai Binance (Rantai BNB) - POSA (Bukti Pihak Berkuasa Kepentingan)

Rantaian Binance (sekarang Rantai BNB) mengamalkan mekanisme konsensus yang dipanggil Bukti Pihak Berkuasa Staked (POSA) , menggabungkan ciri -ciri POS dan POA. Ia mengekalkan rangkaian dengan memilih beberapa validator, sambil memerlukan pengesahan untuk menjanjikan sejumlah BNB.

• Prestasi Tinggi: Mencapai urus niaga berkelajuan tinggi dan yuran pengendalian yang rendah.
• Tahap pemusatan adalah agak tinggi: bilangan pengesahan adalah terhad.
• Kemakmuran ekologi: Menyokong sejumlah besar projek DAPP dan DEFI.

Pengenalan kepada pertukaran cryptocurrency arus perdana

Selepas memahami mekanisme konsensus asas kriptografi, mari kita lihat beberapa platform perdagangan cryptocurrency arus perdana, yang merupakan portal penting bagi pengguna untuk berdagang aset digital. Adalah penting untuk memilih pertukaran yang selamat, boleh dipercayai, dan kaya.

1. Binance

Binance adalah pertukaran cryptocurrency terkemuka di dunia yang terkenal dengan produknya yang pelbagai, asas pengguna yang besar dan keupayaan perdagangan yang kuat.

• Jumlah dagangan yang besar: Menyediakan kecairan yang sangat tinggi.
• Produk Kaya: Spot, Kontrak, Leverage, Pengurusan Kewangan dan Perkhidmatan Lain.
• Pangkalan pengguna yang luas: Meliputi kebanyakan negara dan kawasan di seluruh dunia.
• Peningkatan Ekosistem: Sendiri Rantaian BNB Rantaian Awam sendiri dan Ekosistem Dapp Rich.

2. Okx (ou yi)

OKX adalah satu lagi pertukaran cryptocurrency yang terkenal di dunia yang menyediakan perkhidmatan aset crypto yang komprehensif, termasuk tempat, perdagangan derivatif dan produk web3.

• Produk perdagangan adalah pelbagai: meliputi tempat, kontrak kekal, pilihan, dll.
• Produk Inovatif: Secara aktif meneroka bidang Defi, NFT dan Web3.
• Keselamatan Tinggi: Perhatikan keselamatan aset pengguna dan pengurusan kawalan risiko.
• Pengalaman pengguna yang baik: antara muka yang mesra dan operasi yang mudah.

3. Huobi (Huobi)

Sebagai salah satu pertukaran awal yang memasuki pasaran cryptocurrency, Huobi mempunyai asas pengguna dan pengaruh jenama yang luas di seluruh dunia.

• Sejarah yang panjang: Pengalaman industri yang kaya.
• Liputan yang luas: Ia mempunyai institusi operasi di banyak negara di seluruh dunia.
• Kepelbagaian Aset: Menyokong pelbagai urus niaga arus perdana dan baru muncul.
• Bangunan Pematuhan: Secara aktif mencari pelesenan pengawalseliaan dari seluruh dunia.

Atas ialah kandungan terperinci Menganalisis Mekanisme Konsensus Cryptocurrencies: POW, POS, dll. Penjelasan terperinci. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!