Modelos de Consenso: PoW, PoS e Novo Pioneiro, PoF

Taygun Dogan em HackerNoon.com Seg , 6 de Julho · 10 min ler

A maneira como o blockchain funciona é muitas vezes confusa. Porque as pessoas estão hesitantes sobre como esse sistema pode substituir os bancos. Porque os bancos recebem uma comissão muito alta devido às suas transações. Essas taxas de comissão podem variar de 10 a 20% para bancos e terceiros, como o PayPal.

No entanto, com a tecnologia blockchain, essa proporção é quase um milésimo. Quando trocamos criptomoedas no blockchain, alguém precisa ajudar a fazer essas transações acontecerem. Dessa forma, pagamos uma comissão para as testemunhas que fazem essas transações acontecerem.

A diferença entre o banco e as testemunhas é a velocidade e a confiabilidade da transação, bem como a diferença entre a comissão que recebem. Blockchain é muito mais rápido, confiável e barato em comparação com os bancos. Então, como essas testemunhas ganham prêmios ao aprovar essas transações?

Até agora, havia dois métodos. O primeiro é o sistema PoW que Satoshi Nakamato propõe em seu famoso artigo. O segundo é o sistema PoS que surgiu através da discussão em um fórum em 2013. E, finalmente, o sistema PoF da Fleta (USP-Estados Unidos: número de aplicação da patente: 62717695), um projeto coreano.

Vamos dar uma olhada mais de perto nesses modelos de consenso.

Prova de trabalho: O primeiro a resolver o quebra-cabeça ganha um prêmio.

Pioneiro : Bitcoin

Seguidores : Ethereum, Monero, Ripple, EOS, Stellar, Cardano etc.

Criar a prova do protocolo de trabalho para o consenso posterior entre dispositivos em um plexo distribuído é, sem dúvida, a maior conquista do fundador da Bitcoin, Satoshi Nakamoto. Ao fazer isso, ele estabeleceu as bases para a tecnologia revolucionária que é blockchain.

PoW (abreviação de Prova de Trabalho) é um protocolo de consenso introduzido pelo pioneiro, Bitcoin e amplamente utilizado por muitos outros projetos de blockchain. Este processo é principalmente conhecido como "mineração" e, como tal, os nós da rede são conhecidos como "mineiros". . O PoW vem na forma de uma resposta para um problema matemático, que precisa de um trabalho considerável para chegar, mas é facilmente verificado para ser correto, uma vez que a resposta foi alcançada.

Retrocedendo um pouco, vamos falar sobre “nós”. Um nó é um computador poderoso que executa o software bitcoin e ajuda a manter o bitcoin rodando ao participar da transmissão de informações. Qualquer um pode rodar um nó, basta baixar o software bitcoin (gratuito) e deixar uma certa porta aberta (a desvantagem é que consome energia e espaço de armazenamento – a rede no momento da gravação ocupa cerca de 145 GB). Os nós espalham as transações de bitcoin pela rede. Um nó enviará informações para alguns nós que ele conhece, que retransmitirá as informações para os nós que eles conhecem, etc. Dessa forma, ele acaba contornando toda a rede rapidamente.

Alguns nós são nós de mineração (geralmente chamados de “mineiros”). Estes grupos de transações pendentes em blocos e adicioná-los ao blockchain. Como eles fazem isso? Resolvendo um quebra-cabeça matemático complexo que faz parte do programa bitcoin e incluindo a resposta no bloco. O quebra-cabeças que precisa ser resolvido é encontrar um número que, quando combinado com os dados no bloco e passado por uma função hash, produz um resultado dentro de um determinado intervalo. Isso é muito mais difícil do que parece.

O processo envolve assegurar que cada bloco confirmado na cadeia recompense o minerador na criptocorrência que eles estão explorando através das taxas de transação coletadas para o envio de moeda através da rede, bem como qualquer recompensa predeterminada. Garante que os mineiros são incentivados a continuar mantendo um blockchain, pois estão sendo recompensados por isso.

Essas recompensas são especialmente importantes devido à complexidade dos enigmas que estão sendo resolvidos, já que o processo é extremamente caro, tanto em termos de tempo gasto quanto do poder computacional necessário para isso. Manter esses mineiros incentivados é uma função fundamental de um protocolo, pois eles são, de certo modo, a base que mantém o sistema em funcionamento. Sistemas como prova de trabalho são empregados para que as transações não possam ser falsificadas, pois os dados necessários para isso são extremamente difíceis de produzir, mas facilmente verificáveis.

Prova de Estaca: Você tem que estar nela para ganhar

Pioneiro : Peercoin

Seguidores : Dash, NEO, Pivx etc.

Uma descrição de uma frase tende a ser um bom ponto de partida para tentar explicar idéias complexas. Então, em suma:

Os algoritmos de prova de participação alcançam consenso, exigindo que os usuários apostem uma quantia de seus tokens para terem a chance de serem selecionados para validar blocos de transações e serem recompensados por isso.

Ao contrário do sistema de prova de trabalho, no qual o usuário valida transações e cria novos blocos executando uma certa quantidade de trabalho computacional, uma prova do sistema de apostas requer que o usuário mostre a propriedade de um certo número de unidades de criptomoeda.

O criador de um novo bloco é escolhido de forma pseudo-aleatória, dependendo da riqueza do usuário, também definida como 'stake'. No sistema de prova de apostas, os blocos são chamados de 'forjados' ou 'cunhados', não extraídos. Usuários que validam transações e criam novos blocos neste sistema são chamados de falsificadores.

A prova do protocolo da estaca é eficaz não apenas encorajando os indivíduos a participarem do sistema, mas também impedindo qualquer indivíduo de controlar a rede. Para realizar um ataque de 51%, um indivíduo ou grupo precisaria possuir a maioria das moedas na rede .

Acredito que a prova de aposta (PoS) é melhor que a prova de trabalho (PoW) de várias maneiras:

  1. O PoS é energeticamente eficiente. Você não precisa de muito poder computacional para criar novos blocos pelos motivos acima, portanto, o PoS é, portanto, melhor para o ambiente.
  2. O PoS é considerado mais barato porque requer menos poder computacional ou eletricidade.
  3. O PoS parece mais descentralizado porque não há vantagem para o conluio. No entanto, o PoS favorece as partes interessadas maiores.
  4. O PoS deve neutralizar o risco de ataque de 51% representado pelo PoW. Se você quer 51% de controle, você precisa comprar muita criptomoeda.

No entanto, o PoS não é perfeito.

Prova de Formulação: Previne garfo de blocos

Pioneiro : Fleta

O consenso refere-se a um entendimento comum da geração de blocos, em particular, significa quem gera o próximo bloco ou quem escolhe os blocos dos blocos gerados no processo em cadeia. O consenso anterior utilizou um método que disseminou blocos em toda a rede para os usuários arbitrários fazerem a mineração. No entanto, isso requer alta recuperação de confirmação ou tempo de bloqueio, pois as mineradoras só podem gerar blocos subseqüentes quando os novos blocos são disseminados por toda a rede. Como forma de lidar com este problema, apenas um número seleto de mineiros foi escolhido para atingir um menor tempo de bloqueio.

A FLETA apresentou um PoF (Proof-of Formulator), permitindo a rápida geração e disseminação de blocos usando a sequência de recompensa do Formulador para designar a meta de mineração e restringir a faixa de disseminação. Além disso, a existência do nó observador permite autenticação imediata e evita bifurcação de blocos. Qualquer um pode fazer o formulador, então a porta está aberta a todos. O tempo de bloqueio baixo pode ser alcançado à medida que a sequência de mineração do formulador é fixa, tornando o intervalo de disseminação de novos blocos muito pequeno.

Dois atores vêm à tona ao dirigir este consenso:

  1. Formuladores

Os formuladores representam uma parte muito importante do consenso criado. Quem será selecionado como um formulador depende de alguns algoritmos. O RankTable calcula a pontuação em todas as FormulationAccount e classifica as pontuações. A autoridade para gerar novos blocos é dada ao Formulador com a classificação mais alta:

Pontuação: uint64 (Fase) << 32 + uint64 (binary.LittenEndian.Uint32 (hash [: 4]))

"Hash" serve como o valor hash do bloco anterior, e "Phase" é um valor relacionado ao tempo que mostra quantas vezes o RankTable "virou" ou passou por todos os formuladores para geração de blocos.

O objetivo disto é garantir que cada Formulador tenha pelo menos uma oportunidade de mineração durante cada fase e, portanto, uma seqüência (ou classificação) do formulador diferente será feita para cada fase de geração de blocos. Isso evita o potencial de ataques e conluio por qualquer Formulário malicioso.

2. Observadores

O objetivo principal dos observadores é ajudar a prevenir ataques DDoS contra o blockchain. Desta forma, a segurança da plataforma é garantida e certificada.

Para sustentar a sequência sistemática e o processo do sistema, cada formulador acessará o nó observador para ocultar e ocultar seus IPs. Isso evita qualquer forma de ataques DDoS direcionados aos formuladores. Adicionalmente, a existência do nó observador permite autenticação imediata
e evita garfo de blocos. Qualquer um pode fazer o formulador, então a porta está aberta a todos.

Evita garfo de blocos

Quando o formulador de classificação mais alta gera um bloco e recebe as assinaturas dos nós observadores, os nós observadores assinam e armazenam o bloco. Quando a assinatura é assinada pelo grupo de sincronização, ela recebe o bloco e o blockchain progride de forma que, se ocorrer um fork block, ele não poderá passar pelo nó do observador, evitando que um fork ocorra por design.

O conceito é que quando a ordem do formulador é configurada corretamente, o primeiro nó de classificação só tem o direito de gerar e assinar o bloco, em que a fase que faz dois ou mais blocos para bloquear o blockchain será interrompida pelos nós observadores. Portanto, se a ordem de classificação do formulador for sincronizada, é possível receber apenas blocos que não são bifurcados, simplesmente verificando as assinaturas do gerador de blocos e do nó do observador.

O bloco gerado, portanto, é decisivo, e todas as transações aprovadas pelo nó observador são imediatamente confirmadas.

Através da implementação de nós observadores, o atacante não pode criar blocos de garfos para induzir pagamentos em duplicidade. Além disso, como o assunto da geração de blocos é um formulador, a manutenção do blockchain também é feita por indivíduos que criaram os formuladores, e como os nós observadores não requerem compensação, a recompensa é dada unicamente aos indivíduos de posse dos formuladores.

Descartando Blocos com Falhas

Se um gerador de blocos enviar um bloco incorreto, os nós receptores descartarão o bloco e se prepararão para receber um novo. Neste caso, o gerador tem 1 segundo para produzir um bloco normal, caso contrário, o segundo formulador começará a criar um novo bloco que será propagado após 3 segundos se o formulador inicial ainda não propuser um novo bloco.

O nó observador reconhecerá que o gerador inicial não conseguiu criar um bloco dentro de 3 segundos e, assim, prossegue com o processo de assinatura do bloco do segundo formulador classificado.

TLDR;

O grupo específico para validação de bloco é o nó Observer. Se 3 de 5 nós observadores confirmarem os blocos, os blocos podem ser gerados. No início, o nó Observer é controlado por FLETA, mas nós delegaremos a operação desses nós para terceiros como os validadores do Hyper Formulator.

O papel dos Observadores é apenas para garantir gastos duplos. Portanto, ao contrário do PoW ou do PoS, todos que possuem nós de mineração operacionais propõem gerar blocos, os ranks são designados a eles conforme o algoritmo – por exemplo, a duração da operação do formulador – eles criarão blocos e receberão as recompensas de blocos com base na ordem classificada.

Nota : Além disso, os Observer Nodes serão delegados ao terceiro chamado “ Hyper Formulator Network

CONCLUSÃO

Prova de aposta é, sem dúvida, um consenso desatualizado. E isso é bastante caro quando os preços dos projetos, usando esse modelo, são baixos. Porque consome muita eletricidade e tempo. O sistema de prova de apostas supera o PoW como um algoritmo que consome menos energia e é eficiente,

Mas…

O consenso do PoF é muito mais seguro e rápido do que o consenso PoS. Sem dúvida, como o blockchain se desenvolve, o mesmo acontece com sua tecnologia. Mas nossa impressão atual é que o sistema PoF está liderando o caminho para um propósito muito valioso.

Ao contrário do consenso do POW, o PoF não requer recursos computacionais excessivos ou depende da quantidade de 'participação' que alguém possui. Por causa disso, reduz a competição sobre quem minera e cria blocos à medida que todos ganham um turno. O PoF também possui mecanismos embutidos para evitar a possibilidade de qualquer tipo de garfo. Você pode aprender mais sobre o PoF no whitepaper da FLETA, no documento técnico e no Relatório do TestNet da Alpha .

Aviso Legal : Este documento é apenas para orientação geral e não constitui aconselhamento de investimento legal.

Divulgações : Não faço parte de nenhuma criptomoeda ou Fleta. Eu não fui pago ou contratado pela Fleta também. Todos os riscos são de sua responsabilidade ao investir.

FONTES

  1. https://www.coindesk.com/information/how-bitcoin-mining-works

2. https://lisk.io/academy/blockchain-basics/how-does-blockchain-work/proof-of-work

3. https://medium.com/nakamo-to/what-is-proof-of-stake-pos-479a04581f3a

4. https://hackernoon.com/what-is-proof-of-stake-8e0433018256

5. https://lisk.io/academy/blockchain-basics/how-does-blockchain-work/proof-of-stake

6. https://www.forbes.com/sites/forbestechcouncil/2019/01/28/proof-of-work-and-proof-of-stake-how-blockchain-reaches-consensus/#ba636af68c82

7. https://medium.com/fleta-first-chain/breaking-down-fletas-proof-of-formulation-2860c6cb7178

8. https://www.fleta.io/

9. https://fleta.io/download/190426_Buisness_Whitepaper_EN_web.pdf