Tiivistelmä
Varantotodiste on suosittu, vaihtoehtoinen konsensusmekanismi työntodisteelle. Sen sijaan, että tarvitaan laskentatehoa transaktioiden vahvistamiseen, vahvistajien on steikattava kolikoita. Tämä seikka vähentää huomattavasti tarvittavaa energiankulutusta. Varantotodiste parantaa myös hajauttamista, turvallisuutta ja skaalautuvuutta.
Varantotodistemallissa vahvistajaksi ryhtyminen voi kuitenkin olla vaikeampaa ilman kryptojen omistamista. Lisäksi 51 %:n hyökkäyksen aikaansaaminen voi olla helpompaa lohkoketjuissa, joiden markkina-arvo on alhaisempi. Koska varantotodiste on erittäin monipuolinen ratkaisu, siitä on olemassa laaja valikoima muunnelmia eri lohkoketjuille ja käyttötapauksille.
Johdanto
Nykyään varantotodiste on ylivoimaisesti suosituin valinta lohkoketjuverkkoihin. Siitä on kuitenkin olemassa niin monta eri muunnelmaa, että voi olla hankalaa ymmärtää sen ydinkäsitteitä. Nykyään et tule mitä todennäköisemmin näkemään sitä alkuperäisessä muodossaan. Kuitenkin kaikki varantotodisteet toimivat keskeisesti samoilla ydinkonsepteilla. Näiden samankaltaisuuksien ymmärtäminen auttaa sinua tekemään parempia valintoja käyttämiesi lohkoketjujen ja niiden toiminnan suhteen.
Mitä varantotodiste tarkoittaa?
Varantotodisteen konsensusalgoritmi esiteltiin vuonna 2011 Bitcointalk-foorumilla. Sitä ehdotettiin ratkaisuksi työntodisteeseen liittyviin ongelmiin. Vaikka molemmilla on sama tavoite saavuttaa lohkoketjujen konsensus, niihin liittyvät prosessit ovat aivan erilaiset. Sen sijaan, että osallistujien olisi toimitettava laskennallisesti intensiivinen todiste, he todistavat vain, että heillä on steikattuja kolikoita.
Miten varantotodiste toimii?
Varantotodistealgoritmi käyttää pseudosatunnaista valintaprosessia vahvistajien valitsemiseen solmujen ryhmästä. Järjestelmä käyttää erilaisten tekijöiden yhdistelmää, mukaan lukien steikkauksen ikää, satunnaistamista ja solmun vaurautta.
Varantotodistejärjestelmissä lohkot luodaan louhinnan sijaan. Saatat kuitenkin silti kuulla termin "louhinta" satunnaisesti. Useimmat varantotodisteeseen perustuvat kryptot lanseerataan tarjoamalla "ennalta luotuja" kolikoita, jotta solmut voivat alkaa toimia välittömästi.
Luomisprosessiin osallistuvien käyttäjien on lukittava tietty määrä kolikoita verkkoon steikkauksenaan. Steikkauksen koko määrittää mahdollisuudet solmun valitsemiseen seuraavaksi vahvistajaksi – mitä suurempi steikkaus, sitä suuremmat mahdollisuudet. Valintaprosessiin lisätään myös ainutlaatuisia menetelmiä, jotka eivät suosi pelkästään verkon varakkaimpia solmuja. Kaksi yleisimmin käytettyä menetelmää ovat satunnaistettu lohkon valinta ja valinta kolikkojen iän mukaan.
Satunnaistettu lohkon valinta
Satunnaistettu lohkon valinta -menetelmässä vahvistajat valitaan etsimällä solmuja, joiden hajautusarvo on pienin ja joiden steikattujen kolikoiden määrä on suurin. Koska steikkausten koot ovat julkisia, muut solmut voivat yleensä ennustaa seuraavan luojan.
Valinta kolikkojen iän mukaan
Valinta kolikkojen iän mukaan -menetelmä valitsee solmut sen mukaan, kuinka kauan niiden tokenit ovat olleet steikattuina. Kolikoiden ikä lasketaan kertomalla kolikoiden steikkauspäivien määrä steikattujen kolikoiden määrällä.
Kun solmu on luonut lohkon, sen kolikkojen ikä nollataan ja solmun on odotettava tietty aika, jotta se voi luoda toisen lohkon – tämä estää suuria steikkaussolmuja hallitsemasta lohkoketjua.
Transaktioiden vahvistaminen
Jokaisella varantotodistealgoritmia käyttävällä kryptovaluutalla on omat sääntönsä ja menetelmänsä yhdistettynä siihen, mitä se pitää parhaana mahdollisena yhdistelmänä verkolle ja sen käyttäjille.
Kun solmu valitaan seuraavan lohkon luojaksi, se tarkistaa, ovatko lohkon transaktiot kelvollisia. Sitten se allekirjoittaa lohkon ja lisää sen lohkoketjuun. Palkkiona solmu saa transaktiomaksut lohkosta ja joissakin lohkoketjuissa myös kolikkopalkkion.
Jos solmu haluaa lakata olemasta luoja, sen steikkaus ja ansaitut palkkiot vapautetaan tietyn ajan kuluttua, mikä antaa verkolle aikaa tarkistaa, että solmu ei ole lisännyt lohkoketjuun vilpillisiä lohkoja.
Mitkä lohkoketjut käyttävät varantotodistetta?
Useimmat Ethereumin jälkeen luodut lohkoketjut käyttävät varantotodisteeseen perustuvia konsensusmekanismeja. Tyypillisesti jokainen muokataan verkon tarpeiden mukaan. Käsittelemme näitä muunnelmia myöhemmin tässä artikkelissa. Ethereum itse on parhaillaan siirtymässä varantotodistemalliin Ethereum 2.0 -päivityksellä.
Lohkoketjuverkkoja, jotka käyttävät varantotodistetta tai jotain sen muotoa, ovat muun muassa seuraavat:
1. BNB Chain
3. Solana
4. Avalanche
5. Polkadot
Varantotodisteen edut
Varantotodisteessa on monia selkeitä etuja työntodisteeseen verrattuna. Tästä syystä uudet lohkoketjut käyttävät lähes aina varantotodistetta. Sen etuja ovat:
Sopeutumiskyky
Kun käyttäjien tarpeet ja lohkoketjut muuttuvat, myös varantotodistemalli muuttuu. Tämä näkyy selvästi käytettävissä olevien versioiden valtavassa määrässä. Mekanismi on monipuolinen ja sopii helposti useimpiin lohkoketjun käyttötapauksiin.
Hajauttaminen
Entistä useammat käyttäjät ovat kiinnostuneita ylläpitämään solmuja, koska se on edullisempaa. Tämä kannustin ja satunnaistamisprosessi tekevät verkosta myös hajautetumman. Vaikka steikkauspooleja on olemassa, yksilöillä on paljon suuremmat mahdollisuudet onnistua luomaan lohko varantotodistemallissa. Kaiken kaikkiaan tämä vähentää steikkauspoolien tarvetta.
Energiatehokkuus
Varantotodiste on uskomattoman energiatehokas verrattuna työntodisteeseen. Osallistumisen kustannukset riippuvat ongelmien ratkaisemisen laskennallisten kustannusten sijaan kolikoiden steikkauksen taloudellisista kustannuksista. Tämä mekanismi johtaa konsensusmekanismin toteuttamiseen tarvittavan energian merkittävään vähenemiseen.
Skaalautuvuus
Varantotodiste ei luota fyysisiin koneisiin konsensuksen aikaansaamiseksi, joten se on skaalautuvampi vaihtoehto. Enää ei ole tarvetta valtaville louhintafarmeille tai suurten energiatoimitusten hankkimiselle. Vahvistajien lisääminen verkkoon on halvempaa, yksinkertaisempaa ja saavutettavampaa.
Suojaus
Steikkaus toimii taloudellisena motivaattorina, jotta vahvistaja ei käsittele vilpillisiä transaktioita. Jos verkko havaitsee vilpillisen transaktion, vahvistaja menettää osan steikkauksestaan sekä osallistumisoikeutensa. Niin kauan kuin steikkaus on suurempi kuin palkkio, vahvistaja siis menettäisi enemmän kolikoita kuin mitä se saisi vilpillisestä toiminnasta.
Jotta verkkoa voitaisiin hallita tehokkaasti ja hyväksyä vilpillisiä transaktioita, solmun olisi omistettava enemmistöosuus verkosta, mikä tunnetaan myös nimellä 51 %:n hyökkäys. Krypton arvosta riippuen verkon hallinta voi olla lähes mahdotonta, koska käyttäjän pitäisi hankkia 51 prosenttia levikistä.
Tämä voi kuitenkin olla myös haitta, jonka selitämme alla.
Varantotodisteen heikkoudet
Vaikka varantotodisteella on monia etuja verrattuna työntodisteeseen, sillä on silti myös joitain heikkouksia:
Haarautuminen
Mikään ei estä tavallista varantotodistemekanismia louhimasta haarautumisen molempia haaroja. Työntodistemallissa molemman haaran louhinta johtaa energian tuhlaukseen. Varantotodistemallissa kustannukset ovat paljon pienemmät, mikä tarkoittaa, että käyttäjät voivat "lyödä vetoa" haarautumisen molempien puolien menestymisestä.
Saavutettavuus
Steikkauksen aloittamiseen tarvitaan lohkoketjun natiivitokeneita. Tämä edellyttää, että tokeneita ostetaan pörssistä tai muulla tavoin. Tarvittavasta summasta riippuen tämä saattaa tarkoittaa merkittävää investointia steikkauksen aloittamiseen.
Työntodistemallissa käyttäjä voi ostaa halpoja louhintalaitteita tai jopa vuokrata niitä. Tämän ansiosta pooliin voi liittyä ja vahvistamisen ja ansaitsemisen aloittaa nopeasti.
51 %:n hyökkäys
Vaikka työntodiste on myös altis 51 %:n hyökkäyksille, ne voivat olla huomattavasti helpompia varantotodistemallissa. Jos tokenin hinta romahtaa tai lohkoketjun markkina-arvo on alhainen, voi olla teoreettisesti halpaa ostaa yli 50 % tokeneista ja saada verkko hallintaansa.
Työntodiste vs. varantotodiste
Näitä kahta konsensusmekanismia vertailtaessa voidaan havaita muutamia keskeisiä eroja.
Eri lohkoketjuissa on kuitenkin laaja valikoima varantotodistemekanismeja. Monet erot riippuvat käytetystä mekanismista.
Muut varantotodisteeseen perustuvat konsensusmekanismit
Varantotodiste on erittäin mukautuva. Kehittäjät voivat muuttaa mekanismia lohkoketjun erityisiin käyttötapauksiin sopivaksi. Alla on joitain esimerkkejä yleisimmin käytetyistä
Delegoitu varantotodiste (DPoS)
Delegoitu varantotodiste antaa käyttäjille mahdollisuuden steikata kolikoita ryhtymättä vahvistajaksi. Tässä tapauksessa he steikkaavat varansa vahvistajalle ja jakavat tämän kanssa lohkopalkkiot. Mitä enemmän delegoijat steikkaavat vahvistajalle, sitä suurempi mahdollisuus sillä on tulla valituksi. Vahvistajat voivat yleensä muuttaa delegoijien kanssa jaettua määrää kannustimena. Vahvistajan maine on myös tärkeä tekijä delegoijille.
Nimitetty varantotodiste (NPoS)
Nimitetty varantotodiste on Polkadotin kehittämä konsensusmalli. Sillä on monia yhtäläisyyksiä delegoidun varantotodisteen kanssa, mutta yksi keskeinen ero. Jos nimittäjä (delegoija) steikkaa varansa pahantahtoiselle vahvistajalle, myös hän voi menettää steikkauksensa.
Nimittäjät voivat valita jopa 16 vahvistajaa, joille he steikkaavat varansa. Tämän jälkeen verkko jakaa steikkauksen tasapuolisesti valituille vahvistajille. Polkadot käyttää myös useita lähestymistapoja peliteoriassa ja vaaliteoriassa määrittääkseen, kuka luo uuden lohkon.
Proof of Staked Authority (PoSA)
BNB Smart Chain käyttää Proof of Staked Authoritya verkon konsensuksen luomiseen. Tässä konsensusmekanismissa yhdistyy todiste auktoriteetista ja varantotodiste, jolloin vahvistajat voivat vuorotellen luoda lohkoja. Tähän voi osallistua 21 aktiivisen vahvistajan ryhmä, ja vahvistajat valitaan niiden steikkaamien tai muiden heille steikkaamien BNB-omistusten mukaan. Tämä ryhmä määritetään päivittäin, ja BNB Chain tallentaa valinnan.
Johtopäätös
Tapa, jolla transaktiolohkoja lisätään verkkoon, on muuttunut merkittävästi Bitcoinin luomisen jälkeen. Enää ei tarvitse luottaa laskentatehoon kryptojen konsensuksen aikaansaamiseksi. Varantotodistejärjestelmässä on monia etuja, ja historia on osoittanut, että varantotodistemalli toimii. Ajan myötä näyttää siltä, että Bitcoin on yksi vain muutamasta jäljellä olevasta työntodisteverkosta. Toistaiseksi näyttää siis siltä, että varantotodistemalli on tullut jäädäkseen.