Разбираемся в алгоритме консенсуса Aleo. Что еще за Proof of Neccessary Work?

Зайдем издалека

Алгоритмы консенсуса играют ключевую роль в блокчейне. Давайте же разберемся, что это такое.

Они представляют собой набор правил и процедур, используемых для достижения согласия между узлами сети — нодами, о состоянии распределённого реестра, или блокчейна. Они обеспечивают надёжность и безопасность системы, предотвращая возможные мошеннические действия и обеспечивая целостность данных.

Консенсус в блокчейне необходим не только для подтверждения транзакций и их записи в блоки, но и для обеспечения децентрализованного управления и сопротивления к централизованным атакам.

Какие существуют алгоритмы консенсуса?

На сегодняшний день их огромное множество. Уверен о некоторых из них вы точно слышали. Давайте разберем несколько примеров:

Proof of Work (PoW)

“Доказательство работы” — это механизм консенсуса, который требует от участников сети выполнения сложных вычислительных задач для добавления новых блоков в блокчейн. Примеры применения: Bitcoin, Ethereum (до перехода на PoS).

Proof of Stake (PoS)

“Доказательство доли” — концепция, при которой создатели блоков (валидаторы) выбираются на основе их доли владения криптовалютой. PoS считается более энергоэффективным по сравнению с PoW. Примеры: Ethereum (после обновления Ethereum 2.0), Cardano.

Delegated Proof of Stake (DPoS)

В DPoS участники сети голосуют за небольшую группу представителей (делегатов), которые затем отвечают за валидацию блоков. Этот метод обеспечивает более высокую производительность и масштабируемость. Примеры: EOS, Tron.

Byzantine Fault Tolerance (BFT)

BFT-алгоритмы предназначены для работы в условиях, где некоторые участники сети могут действовать ненадёжно или вредоносно. Они обеспечивают надёжное согласие даже в условиях потенциальных сбоев или атак. Примеры: Hyperledger, NEO.

Proof of Authority (PoA)

В PoA права на создание блоков предоставляются отдельным узлам, авторитет которых подтверждён. Это позволяет ускорить процесс верификации блоков, но в то же время уменьшает децентрализацию. Примеры: VeChain, GoChain.

Proof of Neccessary Work (PoNW)

И вот мы наконец дошли до алогритма консенсуса, который используется во всеми нами любимом Aleo. C этого момента давайте уже разбираться более детально.

Введение в PoNW

Концепция

“Доказательство Необходимой Работы” (PoNW) в блокчейне Aleo объединяет принципы доказательства работы (PoW) и генерацию криптографических доказательств, служащих подтверждением валидности блоков. Этот подход призван не только обеспечить безопасность сети, но и повысить её эффективность за счёт выполнения полезных вычислений.

Какие у такого алгоритма консенсуса преимущества?

PoNW предлагает ряд преимуществ перед традиционным PoW, включая увеличение вычислительной эффективности и снижение энергопотребления. Это достигается за счёт того, что процесс доказательства работы одновременно генерирует криптографические доказательства, используемые для подтверждения транзакций и состояния блокчейна.

Технические Особенности PoNW

Головоломки Верификации

В основе PoNW лежат специально разработанные головоломки верификации. Они основаны на псевдослучайных функциях (PRF) и требуют от участников сети генерацию уникальных доказательств для каждого нового состояния сети.

Амортизационная Устойчивость

Ключевым моментом PoNW является амортизационная устойчивость, которая обеспечивает равные условия для всех участников сети, независимо от их вычислительной мощности. Это достигается за счёт того, что каждое новое доказательство требует отдельных вычислений, делая невозможным использование результатов предыдущих вычислений для ускорения процесса.

Вычислительные Затраты

Для генерации доказательств в PoNW требуются значительные вычислительные ресурсы. Процесс включает в себя обновление входных данных, экспоненциальные вычисления и сложные полиномиальные операции. Несмотря на вычислительную сложность, этот процесс способствует повышению общей безопасности и эффективности сети.

Будущие Перспективы

PoNW открывает новые перспективы для развития бч-технологий, предлагая более эффективный и экологичный подход к консенсусу. Его применение может значительно улучшить масштабируемость и устойчивость блокчейнов к различным атакам.

Заключение

“Доказательство Необходимой Работы” представляет собой значительный шаг вперёд в области бч-консенсуса. Оно сочетает в себе традиционные принципы PoW с генерацией криптографических доказательств, повышая тем самым эффективность и безопасность блокчейна.