Konsensusmehhanismide liigid

Plokiahela konsensusmehhanism

Kõik plokiahela võrgu kasutajad (sõlmed) on võrdsed ja saavad mõjutada süsteemi tööd. See tagab detsentraliseerituse. Sõlmed peavad aga olema üksmeelel, kuidas võrku kontrollida, millised tehingud on kehtivad ning täitma oma rolle ausalt.

Plokiahela konsensus tähendab sõlmede vahelist nõustumist süsteemi hetkeseisu ja vajalike muudatuste osas. Võrgu kasutajad nõustuvad plokiahela olemasolevate ja uute andmetega.

Selline kokkulepe toimub konkreetsetele reeglitele ja tingimustele tuginedes automaatselt ja seda nimetatakse konsensusmehhanismiks. Kuna reeglid ja tingimused võivad olla erinevad, on konsensuse mehhanisme erinevat tüüpi.

Lisaks kõige populaarsematele töötõenduse (PoW) ja panusetõenduse (PoS) konsensusmehhanismidele on olemas ka teisi konsensusmehhanismide liike, mis erinevad turvalisuse, mastaabitavuse, energiatõhususe, detsentraliseerituse taseme, läbilaskevõime, tehingutasude ja kiiruse poolest.

Miks on konsensusmehhanism oluline? Krüptokasutajana võiks asjalike kauplemis- ja investeerimisotsuste tegemiseks olla kursis konsensusmehhanismidega ja nende plusside ning miinustega. See aitab mõista potentsiaalseid turvariske, mis konkreetsete krüptovääringute ja projektidega võivad kaasneda.

Konsensusmehhanismide liigid

Töötõendus (PoW)

Töötõendus on nt bitcoini, dogecoini ja litecoini konsensusmehhanism.

Töötõenduse konsensusmehhanismi puhul valideerivad sõlmed (kaevandajad) tehinguid ja lisavad arvutusprobleeme lahendades uusi plokke. Kaevandajad võistlevad, et lahendada valem esimesena, kuna kiireim saab nn kaevanduspreemia. Mida rohkem kaevandajaid, seda suurem on konkurents ja keerulisem arvutusprobleem. Kaevandamine nõuab palju energiat ja võitmine eriseadmete olemasolu. Seetõttu ei ole see üksikkaevandajatele kasumlik. Samas on töötõenduse konsensusmehhanismi kasutavad plokiahelad väga turvalised, kuna ründaja peab rünnakuks kulutama suuri summasid ja see ei pruugi olla kasumlik. Seetõttu ei ole Bitcoini võrku kunagi häkitud.

PoW eelised: väga turvaline, detsentraliseeritud struktuur ja rahuldav mastaabitavus.

PoW puudused: pikk ploki loomise aeg, ebapiisav energiatõhusus ja kõrged arvutuskulud.

Panusetõendus (PoS)

Panusetõendus on nt etheri, solana, cardano ja tezose konsensusmehhanism.

Panusetõenduse konsensusmehhanismi korral ei teosta sõlmed arvutustööd, vaid panustavad süsteemi enda krüptovääringuid. Sõlmed (valideerijad) peavad ostma teatud koguse krüptoraha ja lukustama selle preemia saamiseks mõneks ajaks nutilepingusse. Valideerijad valitakse tehingute kinnitamiseks ja uute plokkide lisamiseks juhuslikult ning mida rohkem on valideerijal lukustatud vara, seda suurem on võimalus saada valituks. Ebaaus valideerija võib karistuseks kaotada osa või kogu oma lukustatud vara. Panusetõenduse miinuseks võib olla tsentraliseeritus, kuna enamus panustatud varast võib kuuluda väiksele hulgale kasutajatest, kes seeläbi kontrollivad võrku. Panusetõendus on töötõendusega võrreldes ka vähem turvalisem, kuna ründaja kannaks andmete manipuleerimiseks väiksemaid kulusid.

PoS eelised: kiire ploki loomise aeg, suur läbilaskevõime, energiatõhusus ja mastaabitavus.

PoS puudused: võib esineda tsentraliseeritust.

Delegeeritud panusetõendus (DPoS)

DPoS on panusetõenduse variatsioon ja seda kasutavad Cosmos ja Tron.

Ka delegeeritud panusetõenduse puhul panustavad kasutajad oma krüptovääringuid, kuid ainult valitud delegaadid saavad plokke kinnitada. Neid nimetatakse tunnistajateks ja nad teevad otsuseid teiste kasutajate nimel. Panustajad valivad tunnistajaid hääletades ja saavad ebaausa käitumise ilmnedes neid ka ümber valida. Selline demokraatia struktuur muudab kõik sõlmed võrdseks. Kuna tunnistajate arv on piiratud, võib esineda aga pooltsentraliseeritust. Kui tunnistajad kontrollivad üle 51% võrgust, võivad nad teha pahatahtlikke otsuseid võrgu kokkuvarisemiseks.

DPoS eelised: mastaabitavus, energiatõhusus ja odavad tehingud.

DPoS puudused: pooltsentraliseeritus, haavatavus 51% rünnaku suhtes.

Kaalutõendus (PoWeight)

Kaalutõenduse konsensusmehhanismi korral määrab kasutaja tähtsuse tema kontol olev summa. Algoritm valib kasutajaid juhuslikult nende kaalukuse alusel. Võrgu turvalisuse tagamiseks peavad üle 51% kasutajatest olema ausad. Erinevalt panusetõendusest peavad valideerijad vara ainult omama, ilma panustamata ja preemiat saamata.

PoWeight eelised: kohandatavus, mastaabitavus, kiired tehingud ja energiatõhusus.

PoWeight puudused: pooltsentraliseeritus ja stiimuli puudumine.

Mahutõendus (PoC)

Erinevalt töötõendusest, kus kaevandajad peavad tehingute kinnitamiseks ja preemiate saamiseks lahendama keerulisi energiakulukaid probleeme, peavad mahutõenduse puhul nad tõendama, et neil on oma riistvaras piisavalt ruumi krüptovääringute kaevandamiseks. Kaevandajad saavad salvestada nii palju nonsse ja räsiplokke, kui nende ruum võimaldab. Algoritm valib kõige suurema salvestusmahuga kaevandajad, kuna neil on tõenäoliselt kõige paremad võimalused uue ploki lisamiseks.

PoC eelised: energiasäästlikkus, suur detsentraliseeritus ja kaevandajatele vähe takistusi alustamiseks.

PoC puudused: kaevandajate konkurents võib olla ebaaus, kuna võidab see, kellel on kõige rohkem ruumi. Lisaks võivad kaevandajad võrgustikku petta.

Volitustõendus (PoA)

Volitustõendus ootab kasutajatelt rahalise kapitali asemel nende identiteedi või maine panustamist. Võrgu kasutajad valivad valideerijad, kes avaldavad oma identiteedi ja tegutsevad süsteemi moderaatoritena. Valideerijaid huvitab võrgu pikaajaline ja edukas areng ning enamasti on tegu institutsionaalsete investoritega. Seega panustavad nad oma sotsiaalse kapitali ja kannavad ainult mainega seotud riske. Valideerijate piiratud arvu tõttu on sellised võrgud tsentraliseeritud, kuid nende struktuur võimaldab suurt mastaabitavust. Volitustõendus on eelkõige sobiv lahendus eravõrkude jaoks ning seda kasutatab näiteks VeChaini platvorm.

PoA eelised: mastaabitavus, energiasäästlikum kui PoW, kiire ja turvaline.

PoA puudused: tsentraliseeritus, valideerijad ei ole anonüümsed.

Bütsantsi tõrketaluvus (BFT)

BFT puhul peab uue ploki lisamiseks ⅔ sõlmedest nõustuma tehingu õigsuses. Eeldatakse, et sõlmed on ausad ja võrk toimib edukalt seni, kuni enamik kasutajaid on ausad. Seega aitab BFT plokiahelat töökindla ka vastupanuvõimelisena hoida isegi siis, kui mõned kasutajad on pahatahtlikud.

BFT eelised: energiasäästlikkus ja suur läbilaskevõime.

BFT puudused: süsteem on vastuvõtlik 51% ja Sybil rünnakutele ning vähese mastaabitavusega.

Kokkuvõtteks

Konsensusmehhanism mõjutab otseselt turvalisust ja detsentraliseeritust. Need on olulised krüptokasutajate jaoks, kes valivad plokiahela tehnoloogia uute finantsinstrumentide ja võimaluste tõttu, mida tsentraliseeritud finantssüsteemides ei esine piisavalt.