Blockchain consensus verwijst naar de overeenkomst tussen deelnemers aan een blockchain-netwerk over de huidige staat van de blockchain. Dit consensusmechanisme is cruciaal voor de veilige werking van blockchain-technologie en vormt de basis voor vertrouwen in het netwerk.
Er zijn verschillende soorten consensusalgoritmen die worden gebruikt in blockchain-technologie, elk met zijn unieke kenmerken en compromissen. Laten we eens kijken naar de meest gebruikte consensusalgoritmen en uitleggen wat ze allemaal uniek maakt.
Bewijs van het Werk (PoW)
Proof of Work is het originele consensusalgoritme dat wordt gebruikt in blockchain-technologie, voor het eerst geïmplementeerd in de Bitcoin-blockchain. In PoW strijden deelnemers om het oplossen van een moeilijke wiskundige puzzel, en de eerste die het oplost, mag het volgende blok aan de blockchain toevoegen. Dit proces wordt mijnbouw genoemd en de mijnwerker wordt beloond met een bepaald aantal tokens voor hun inspanningen.
voordelen:
• PoW is veilig en heeft in de loop der jaren bewezen een betrouwbaar consensusmechanisme te zijn.
• Het is bestand tegen 51% aanvallen, waarbij een enkele entiteit meer dan 50% van de mijnkracht beheert en de blockchain kan manipuleren.
nadelen:
• PoW is energie-intensief en vereist veel rekenkracht, wat leidt tot een hoge ecologische voetafdruk en hoge kosten voor mijnwerkers.
• Het netwerk kan traag en overbelast zijn, wat leidt tot hoge transactiekosten en trage bevestigingstijden.
Bewijs van het Staak (PoS)
Proof of Stake (PoS) is een revolutionair consensusmechanisme waarmee een blockchain-netwerk consensus kan bereiken over transacties zonder dat daar intensieve rekenkracht voor nodig is. Zie het als een eerlijker en duurzamer alternatief voor Proof of Work (PoW). In PoS worden validators gekozen om transacties te valideren op basis van de hoeveelheid belang die ze in het netwerk hebben. Hoe meer inzet een validator heeft, hoe groter de kans dat hij wordt geselecteerd om een transactieblok te valideren. Dit betekent dat, in tegenstelling tot PoW, waar validatie is gebaseerd op rekenkracht, in PoS validatie is gebaseerd op eigendom.
voordelen
• PoS is veel energiezuiniger dan PoW, waardoor de COXNUMX-voetafdruk en kosten voor deelnemers worden verminderd.
• Transacties worden veel sneller en tegen lagere kosten verwerkt in vergelijking met PoW.
Nadelen
• PoS is kwetsbaar voor "Nothing at Stake"-aanvallen, waarbij validators geen reden hebben om eerlijk te handelen, omdat ze niets kunnen verliezen door deel te nemen aan een aanval.
• Het is ook vatbaar voor centralisatie, waarbij een kleine groep deelnemers een groot deel van de gestakede tokens beheert en daardoor aanzienlijke controle heeft over het netwerk.
Gedelegeerd Bewijs van Inzet (DPoS)
Delegated Proof of Stake (DPoS) is een variatie op het Proof of Stake (PoS) consensusmechanisme dat in sommige blockchain-netwerken wordt gebruikt. In een DPoS-systeem stemmen tokenhouders op een beperkt aantal afgevaardigden, die verantwoordelijk zijn voor het valideren van transacties en het toevoegen van nieuwe blokken aan de blockchain.
voordelen
• DPoS is sneller en efficiënter dan PoW en PoS, met transactieverwerkingstijden gemeten in seconden.
• Het is democratischer dan PoS, omdat getuigen worden gekozen door de belanghebbenden, waardoor het netwerk meer gedecentraliseerd is.
Nadelen
• Het is nog steeds vatbaar voor centralisatie, aangezien getuigen kartels kunnen vormen en samenspannen om het netwerk te controleren.
• DPoS kan ook kwetsbaar zijn voor censuur, aangezien getuigen de macht hebben om transacties te blokkeren, wat kan leiden tot mogelijke censuur van het netwerk.
Byzantijnse fouttolerantie (BFT)
Byzantijnse fouttolerantie (BFT) is een term die wordt gebruikt in gedistribueerde systemen om het vermogen van een systeem te beschrijven om correct te functioneren, zelfs wanneer sommige componenten defect of gecompromitteerd zijn. In de context van blockchain-technologie verwijst BFT naar het vermogen van een blockchain-netwerk om consensus te bereiken over transacties, zelfs wanneer sommige van zijn knooppunten kwaadwillig handelen of falen.
Er zijn verschillende algoritmen die kunnen worden gebruikt om BFT in een blockchain-netwerk te bereiken, waaronder Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) en Delegated Byzantine Fault Tolerance (DBFT). Deze algoritmen gebruiken verschillende technieken, zoals stemmen en replicatie, om een consensus over transacties te bereiken, zelfs in de aanwezigheid van defecte of gecompromitteerde knooppunten.
voordelen
• BFT is snel en efficiënt, met real-time bevestigde transacties.
• Het is veilig en veerkrachtig, omdat het het falen van maximaal een derde van de deelnemers aan het netwerk kan tolereren en toch consensus kan behouden.
Nadelen
• BFT is alleen geschikt voor blockchain-netwerken met toestemming, aangezien alle deelnemers bekend en vertrouwd moeten zijn.
• Het is kwetsbaar voor censuur, omdat deelnemers met veel stemrecht transacties kunnen blokkeren en het netwerk kunnen manipuleren.
Andere populaire blockchain-consensusmechanismen zijn onder meer:
Bewijs van activiteit (PoA)
Proof of Activity (PoA) is een hybride consensusmechanisme dat elementen van zowel Proof of Work (PoW) als Proof of Stake (PoS) combineert om een blockchain-netwerk te beveiligen. In PoA worden blokken gemaakt door een combinatie van mining (PoW) en validatie door stakers (PoS). Het PoW-gedeelte van het proces houdt in dat mijnwerkers complexe wiskundige problemen oplossen om transacties te valideren en toe te voegen aan de blockchain. Bij het PoS-gedeelte zijn stakers betrokken, die een bepaald aantal tokens van het netwerk bezitten en blokken valideren die door de mijnwerkers zijn geproduceerd.
Bewijs van belang (PoI)
Proof of Importance (PoI) is een consensusmechanisme dat in sommige blockchain-netwerken wordt gebruikt om te bepalen welke knooppunten het recht hebben om transacties te valideren en toe te voegen aan de blockchain. In tegenstelling tot Proof of Work (PoW) en Proof of Stake (PoS), houdt PoI niet alleen rekening met rekenkracht of tokenbezit, maar ook met andere factoren die het belang van een node voor het netwerk aantonen. In PoI krijgt elk knooppunt een belangrijkheidsscore toegewezen, die rekening houdt met verschillende factoren, zoals het aantal tokens dat door het knooppunt wordt gehouden, de frequentie en waarde van transacties die door het knooppunt worden uitgevoerd en de algehele netwerkactiviteit. Knooppunten met hogere belangrijkheidsscores worden eerder geselecteerd om transacties te valideren en blokken aan de blockchain toe te voegen.
Bewijs van capaciteit (PoC)
Proof of Capacity (PoC) is een consensusmechanisme dat in sommige blockchain-netwerken wordt gebruikt om transacties te valideren en aan de blockchain toe te voegen. In tegenstelling tot Proof of Work (PoW) en Proof of Stake (PoS), die respectievelijk afhankelijk zijn van rekenkracht en tokenbezit, gebruikt PoC de ruimte op de harde schijf van een node om te bepalen of het in staat is om transacties te valideren. Het belangrijkste voordeel van PoC is dat het het energieverbruik verlaagt in vergelijking met PoW, omdat het afhankelijk is van opslag in plaats van rekenkracht. Dit maakt PoC echter ook kwetsbaarder voor centralisatie, aangezien knooppunten met een grotere capaciteit van de harde schijf een voordeel kunnen hebben ten opzichte van kleinere knooppunten.
Bewijs van verbranding (PoB)
Proof of Burn (PoB) is een consensusmechanisme dat in sommige blockchain-netwerken wordt gebruikt om transacties te valideren en aan de blockchain toe te voegen. In PoB "verbranden" of vernietigen knooppunten een bepaald aantal tokens, waardoor ze effectief uit de circulatie worden verwijderd, om hun betrokkenheid bij het netwerk te tonen en hun kansen te vergroten om geselecteerd te worden om transacties te valideren. Het idee achter PoB is dat knooppunten die bereid zijn hun tokens op te offeren om het netwerk te beveiligen, eerder eerlijk en betrouwbaar zijn. Wanneer een node tokens verbrandt, ontvangt het een evenredige hoeveelheid "mining power", wat de kansen bepaalt om geselecteerd te worden om transacties te valideren en blokken aan de blockchain toe te voegen.
Bottomline
Het concept van consensus is een cruciaal aspect van elk blockchain-systeem. De verschillende consensusmechanismen, zoals Proof of Work, Proof of Stake, Delegated Proof of Stake en andere, spelen een cruciale rol bij het waarborgen van de veiligheid, decentralisatie en efficiëntie van een blockchain-netwerk. Elk consensusmechanisme heeft zijn eigen unieke kenmerken en compromissen, waardoor het belangrijk is dat gebruikers hun opties zorgvuldig evalueren voordat ze de juiste kiezen voor hun behoeften. Met de voortdurende evolutie van blockchain-technologie is het waarschijnlijk dat er in de toekomst nieuwe en verbeterde consensusmechanismen zullen ontstaan, waardoor de mogelijkheden voor gedecentraliseerde systemen verder worden uitgebreid.
Bron: https://www.cryptopolitan.com/explained-types-of-blockchain-consensus/