In mijn vorige post over DLT heb ik het concept van Proof of Work besproken en terloops genoemd Proof of Stake. In deze blog ga ik dieper in op deze concepten en hoe ze fundamenteel zijn voor het idee van een betrouwbare verspreide consensus.

Ten eerste moeten we beschrijven wat het probleem is dat we proberen op te lossen. Bitcoin wilde het gecompliceerde probleem oplossen van het creëren van vertrouwen tussen een groep betrouwbare agenten.

Dus wat is dit probleem? Iemand vraagt ​​om wat geld van je te lenen en stemt ermee in je morgen terug te betalen. Omdat u vertrouwt, leent u ze tien dollar. De volgende dag vraag je je geld terug, ze antwoorden dat ze het geld nooit van je hebben geleend. Wat doe jij? Er was geen transactierecord; je hebt niet veel verhaal. U wordt waarschijnlijk minder vertrouwen in de toekomst. De volgende keer dat u een transactie van dit type invoert, schakelt u een derde partij in om de transactie bij te houden. Als de lener in gebreke blijft, kunt u de derde partij inschakelen om te bevestigen dat de transactie heeft plaatsgevonden. Als de lener weigert u terug te betalen, kunt u naar het juridische systeem gaan en hen vragen namens u tussenbeide te komen. Idealiter is de derde partij een vertrouwd iemand, bijvoorbeeld een advocaat, en kan de transactie worden notarieel bekrachtigd om de authenticiteit ervan te bewijzen. Stel je voor dat je dit op grote schaal wilt doen met mensen die niet in hetzelfde land zijn als jij. Er zijn verschillende rechtsstelsels, verschillende verhaalsmogelijkheden, oh de hoofdpijn.

Het gedistribueerde grootboek is bedoeld om de juridische structuur te vervangen door identiteit van eigendom, cryptografische notarisaties en een manier om vertrouwen te vestigen. Het eerste deel is redelijk rechttoe rechtaan. We hebben allemaal een identiteit; in de vorm van een privésleutel; we kunnen deze identiteit gebruiken om willekeurige gegevens te 'ondertekenen'.

Op zijn eenvoudigst kunnen de houders van de openbare sleutel met uitzonderlijk veel vertrouwen bewijzen dat de handtekening toebehoort aan de houder van de privésleutel en alleen aan de ene privésleutel. Deze digitale handtekening is een aantrekkelijk concept, omdat iedereen met een privésleutel kan beweren dat ze eigenaar zijn van de privésleutel. Het is veilig om de openbare sleutel aan iemand te geven, aangezien er geen manier is om de openbare sleutel te nemen en een kopie van de privésleutel te maken. Zorg ervoor dat u uw privésleutel niet kwijtraakt!

Legalisatie volgt vanzelfsprekend uit identiteit; als een partij een bericht ondertekent, kan een derde het ondertekende bericht medeondertekenen. Als u de identiteit van de notariële partij vertrouwt, heeft u hun openbare sleutel en weet u wie ze zijn; ze kunnen uitspraken doen over de oorspronkelijke partij, zoals ik deze persoon ken, en je kunt ze vertrouwen. U kunt dit idee van vertrouwen overal op internet waarnemen elke keer dat u een gecodeerde website bezoekt; u vertrouwt op een certificaat dat is gelegaliseerd via een vertrouwensketen. Bovenaan deze keten bevindt zich een hoofdentiteit; in dit voorbeeld is het 'Baltimore CyberTrust Root'.

Deze vertrouwensketen stelt ons nog steeds voor een probleem. Als u een centrale partij niet kent of niet wilt vertrouwen, hoe legt u dan transacties vast zodat ze onweerlegbaar zijn? De klassieke BlockChain lost dit probleem op door een proces genaamd mining. Mijnbouw kan grofweg worden opgesplitst in twee categorieën: Proof of Work en Proof of Stake. Daar zullen we het binnenkort over hebben.

Ten eerste moeten we de olifant in de kamer aanspreken, de zogenaamde op toestemming gebaseerde blockchain. In de afgelopen jaren zijn er veel voorbeelden van deze ketens verschenen, die doorgaans worden aangeboden als krachtige alternatieven voor de betrouwbare blockchains. De aard van mijnbouw is dat het tijd kost en kosten met zich meebrengt. Deze op toestemming gebaseerde ketens identificeren een of meer vertrouwde groepen die notarisering van berichten in de keten uitvoeren. Als er een fout is gemaakt of van gedachten is veranderd, kunnen deze vertrouwde notarissen de geschiedenis herschrijven en, als ze slechte acteurs zijn, kunnen ze namens anderen optreden om te misleiden. In ons oorspronkelijke voorbeeld heeft een waardeloze notaris het potentieel om de kant van de persoon te kiezen die het geld leent.

Vanuit het perspectief van vertrouwen kan men stellen dat een op toestemming gebaseerde keten niet beter is dan een beheerde en geëxploiteerde database door een derde partij. In deze gevallen zijn er nog steeds voordelen voor het digitale grootboek; Elke partij heeft bijvoorbeeld een volledige kopie van het grootboek, transacties zijn gestandaardiseerd en cryptografische ondertekening van transacties. De digitale ondertekening is op zichzelf al een dwingende reden, denk aan het controleren van een menselijke handtekening versus zijn digitale tegenhanger. Complexiteit, prestaties en operationele overwegingen zijn over het algemeen gemakkelijker op te lossen in een traditionele database dan met DLT.

We komen nu terug bij de mijnbouw. In de kern is mining een operatie die laat zien dat een actor, gewoonlijk een knooppunt genoemd, voldoende vertrouwen heeft opgebouwd om een ​​reeks transacties (het blok in blockchain) te ondertekenen om te verklaren dat de transacties consistent zijn en dubbel worden uitgegeven. vrij. Dubbele besteding is een eenvoudig begrip in de 'echte wereld'; als ik u een dollarbiljet geef, kan ik u die exacte rekening slechts één keer geven, tenzij u hem later aan mij hebt teruggegeven. In de digitale wereld is dit een veel complexer probleem. Klassieke databases lossen dit op door transacties te implementeren. U zult dit vaak horen als een ACID transactionele garantie.

In een traditioneel boekhoudsysteem met dubbele boekhouding registreert het grootboek de verplaatsing van een activum van de ene rekening (of portemonnee) naar de andere. Voor een grootboek dat één valuta bijhoudt, kunt u twee hoofdeigenschappen afdwingen. Ten eerste bewaart het grootboek het totale aantal van een bepaald activum in het grootboek voor alle verplaatsingstransacties. U kunt niet creëren of vernietigen, tenzij er een specifieke eenzijdige transactie wordt ondersteund. Ten tweede kunt u ervoor zorgen dat u een activum alleen van de ene portemonnee naar de andere portemonnee kunt verplaatsen als de bronportefeuille een exemplaar van dat activum beschikbaar heeft. Bij een multi-wallet transactie moeten alle wallets na de transactie in balans blijven. Deze regels kunnen worden gegeneraliseerd naar een transactie met meerdere activa door ervoor te zorgen dat de kosten (de waarde van elk activum geconverteerd naar een gemeenschappelijk activum) oplopen tot nul gedurende de transactie. Het multi-asset-model is een langer onderwerp om te dekken.

Voor een DLT moeten alle overdrachten van tokens (of activa) voldoen aan de bovenstaande regels. De enige eenzijdige transactie die door de keten wordt ondersteund, is het creëren van nieuwe tokens via het mijnproces. Dus hoe doet een gedistribueerd grootboek dit?

We pakken eerst Proof of Work aan, aangezien dit het meest gevestigde systeem is. In Proof of Work 'racet' elke mining-node in het systeem tegen elkaar om een ​​oplossing te vinden voor een voldoende complex probleem. Voor Bitcoin berekent dit probleem de hash van de gegevens in het blok en voegt een 'nonce' (een geheel getal) waarde toe om de cryptografische hash van het blok te berekenen. Mijnbouw is succesvol wanneer de laatste hash die hierboven is genoemd een specifiek aantal voorloopnullen heeft in zijn binaire weergave. De nonce wordt herhaaldelijk bijgewerkt totdat er een oplossing is gevonden. In werkelijkheid is het iets complexer dan dit, met meerdere hashes die voorkomen.

Elke mijnwerker is in staat om een ​​vast aantal hash-berekeningen in een seconde uit te voeren. De hardware van het rekenknooppunt stelt deze limiet in. De moeilijkheidsgraad van het probleem wordt aangepast zodat de som van alle hash-snelheden van alle miners binnen ongeveer tien minuten een blok zal vinden. Het netwerk past de moeilijkheidsgraad aan om rekening te houden met de huidige hash-snelheid. Op het moment van schrijven heeft het Bitcoin-netwerk een hash-snelheid van honderdtachtig miljoen terra hashes per seconde. Deze hash-snelheid is een enorme hoeveelheid rekenkracht en wijst op een van de belangrijkste debatten van Bitcoin, de impact op het milieu. Hoewel de prijzen voor hernieuwbare energie lager zijn dan die van andere vormen van energie, vormt de winstgevendheid van de mijnbouw een stimulans om over te schakelen op de laagst geprijsde energiebron; hoe waar dit is, zal de komende jaren uitkomen.

Een van de 'tekortkomingen' die vaak in het Bitcoin-mijnprotocol worden geïdentificeerd, is om de hashing-operatie triviaal te verlammen. Deze functie heeft geleid tot een aanzienlijke centralisatie van hashing-kracht en verslaat aantoonbaar een deel van het gedecentraliseerde ontwerp van de keten. Het samenvoegen van hashes staat bekend als pool mining. Solo mining is in alle opzichten waardeloos; de kans dat een enkel knooppunt in het netwerk zelf een oplossing vindt voordat de gepoolde hashes oneindig klein zijn. Pools delen de beloningen van mijnbouw in directe verhouding tot de hash-snelheid die aan de pool wordt gedoneerd. Hoewel u niet de grote uitbetaling krijgt, kunt u elke keer dat een pool een blok ontgint een klein bedrag krijgen. Een klein aantal pools (8) vormt een overgrote meerderheid van hashkracht. Als deze pools samen samenspannen, hebben ze de mogelijkheid om keuzes te maken over de toekomstige regels van de keten.

Proof of Work biedt vertrouwen en integriteit wanneer het duurder is om de geschiedenis van de keten te herschrijven of voldoende hash-snelheid (meer dan eenenvijftig procent) te beheersen om het protocol te wijzigen zodat de ene partij ten goede komt boven de andere dan om de mijnbeloning te ontvangen. De mijnbeloning wordt gedefinieerd als onderdeel van het Bitcoin-protocol en omvat nieuw geslagen munten en vergoedingen voor de transacties die in het blok worden verwerkt. Momenteel is de mijnbeloning voor een blok 6.25 BTC, plus de transactiekosten. Deze beloning is meer dan driehonderdduizend dollar per blok. Elke dag worden er honderdvierenveertig blokken gedrukt, waarmee bijna vijfenveertig miljoen dollar aan inkomsten uit de mijnbouw wordt gegenereerd.

Mijnwerkers hebben een sterke prikkel om het juiste te doen. Deze economische prikkel moedigt mijnwerkers ook aan om in meer mijnbouwhardware te investeren en helpt ervoor te zorgen dat geen enkele groep de meerderheid van de zeggenschap over de keten heeft. Het zijn de 'kosten' van mijnbouw die deze garantie bieden. Naarmate de waarde van Bitcoin toeneemt, neemt ook de prikkel om meer te delven toe.

Nieuwere ketens zoals Ethereum implementeren Proof of Work met behulp van verschillende algoritmen. Tegenwoordig zijn er veel opties, de meest opvallende zijn die waarbij werk wordt afgeleid van de kosten van het verplaatsen van gegevens in het geheugen (dit is hoe Etherium werkt) versus onbewerkte rekenkracht. Door 'bandbreedte' te beperken, maakt het beperken van de Proof of Work-ketens zoals Etherium winstgevende mijnbouw mogelijk op de commodity-hardware (GPU's) van de eindgebruiker. Om winstgevend te zijn in het minen van Bitcoin, moet men investeren in aangepaste ASIC-hardware.

Proof of Stake is een nieuwe vervanger voor Proof of Work dat probeert het energieverbruik (en de hardwarerace) aan te pakken die de huidige generaties ketens doordringen. In Proof of Stake plaatsen (of inzetten) mijnwerkers een hoeveelheid van de ketensvaluta zodat ze een beloning krijgen voor het ondertekenen van een blok, in de vorm van transactiekosten, en kunnen ze hun inzet verliezen als ze een blok ondertekenen op een manier die is in strijd met de regel van de ketting. D.w.z. Geen dubbele uitgaven.

Laten we een eenvoudig gedachte-experiment proberen. Stel je een kamer voor met daarin zeven mensen, die elk een biljet van honderd dollar op een tafel in het midden van de kamer leggen. Dit geld is hun inzet; nu gaan twee van de zeven akkoord met een deal, de een leent de andere tien dollar die de volgende dag wordt terugbetaald. Ze schrijven de overeenkomst op een stuk papier en leggen die op de paaltafel. We kiezen nu willekeurig een van de zeven mensen in de kamer om het document te notariseren. Ze lezen de krant en zetten hun handtekening om te zeggen dat dit een geldige transactie is. De andere zes kunnen het document onderzoeken en bevestigen dat de voorwaarden van de transactie in overeenstemming zijn met de regels van de kamer. Ervan uitgaande dat iedereen het ermee eens is, is de transactie bindend. Elk van de mensen in de kamer krijgt een kleine betaling voor het valideren van de transactie. De mensen die de handel deden, zorgden voor de vergoeding. Deze vergoeding biedt een compensatie voor het opsluiten van activa als de inzet.

Stel je nu voor dat de persoon die is geselecteerd om te valideren een van de twee mensen is die deel uitmaken van de transactie of samenspannen. Ze ondertekenen het document, ook al is het in strijd met de regels van de kamer. Als de andere mensen in de kamer de transactie valideren en meer dan vijftig procent van de kamer aangeeft dat dit contract ongeldig is, wordt de transactie ongedaan gemaakt. De inzet van de verificateur wordt van de tafel gehaald en gelijk verdeeld over de andere zes personen. De zevende persoon heeft geen inzet meer en kan niet meer deelnemen aan de validatie, en ze zijn op hun inzet van honderd dollar. Aangezien de inzetwaarde groter was dan de waarde van de validerende transactie, is het niet in het belang van de persoon om te liegen.

Als je meer dan vijftig procent van de deelnemers eerlijk laat handelen, werkt het systeem. Hiervoor mogen ze hun inzet behouden en krijgen ze een eerlijke vergoeding voor hun daden. Terwijl het voor één transactie de moeite waard kan zijn om het systeem te bedriegen; als je naar het totaal kijkt, is het overweldigend in hun belang om eerlijk te zijn.

Een interessante opmerking over het bewijs van inzet is dat de items die u uitzet nodig hebben om waardevol te zijn. Deze observatie is een van de belangrijkste redenen waarom Ethereum begon met een Proof of Work-systeem en bezig is om over te schakelen naar Proof of Stake nu Ether zeer gewaardeerd wordt.

We moeten nog zien dat een Proof of Stake-systeem op grote schaal werkt met een hoge risicowaarde, de komende jaren zullen we zien hoe goed ze Proof of Work vervangen.

Ik hoop dat deze blog helpt bij het uitleggen van enkele termen, de volgende keer naar Smart Contracts.

Coinsmart. Beste Bitcoin-beurs in Europa
Source: https://medium.com/geekculture/dlt-what-is-proof-of-work-or-stake-41ca9cbdb8a3?source=rss——-8—————–cryptocurrency