Что такое протоколы консенсуса?

Консенсусные протоколы являются правилами або процесами, которые используются в распределенных системах (например в блокчейн сетях) для того чтобы

все компьютеры (или nodes) в системе заполнены на одной версии truth, а именно shared ledger или история транзакций.

В децентрализованных сетях есть  децентрализованная структура определяющая, что является истиной.

Протоколы консенсуса помогают:

• Предотвращать мошенничество
• Поддерживать единство данных в нодах.
• Защищать сеть от недобросовестных пользователей

Распространенные типы протоколов консенсуса

1. Proof of Work (PoW)

• Используется в Bitcoin, Litecoin
• Ноды (майнеры) решают сложные математические задачи.
• Первый решивший задачу получает вознаграждение.
• Преимущества: надежный и подтвержденный
• Недостатки: энергоемкость

2. Proof of Stake (PoS)

• Применение: Ethereum (после внедрения The Merge), Кардано
• Валидаторы подходят для создания блоков с учетом того, что они могут блокировать существующие угрозы.
• Преимущества: энергоэффективны
• Недостатки: участники с большим количеством монет могут иметь больше влияния

3. Delegated Proof of Stake (DPoS)

• Применение: EOS, TRON
• Пользователи выбирают делегатов,  которые подтверждают  транзакции и создают блоки.
• Преимущества: быстрота и эффективность
• Недостатки: большая централизация

4. Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT)

• Используется в: Hyperledger Fabric, Tendermint (Cosmos)
• Ноды утверждаются посредством процесса голосования/, даже если некоторые из них вредоносные.
• Преимущества: быстрая подтверждаемость, идеально для частных блокчейнов
• Недостатки: не подходит для крупных сетей

5. Proof of Authority (PoA)

• Применяется в: VeChain, ряде частных сетей Ethereum
• Предварительно утвержденные ноды (управляющие структуры) занимаются подтверждением транзакций
• Преимущества: высокая скорость и эффективность
• Недостатки: централизованность

Опция	Важность
Безопасность	Предотвращает мошенничество и взломы
Масштабируемость	Быстрая обработка большого количества транзакций
Децентрализация	Предотвращает сбои
Энергоэффективность	Уменьшение загрязнения окружающей среды
Финальность	Гарантирует финальность  добавленного блока

 

Составление  списка протоколов консенсуса может показаться сложной задачей, поскольку новые протоколы постоянно  усовершенствуются или меняются  для различных сфер применения. Далее представляем наиболее четкий и  разбитый по категориям список наиболее известных и широко используемых протоколов консенсуса включая их основы и усовершенствования.

Протоколы Proof-Based

Proof of Work (PoW)

• Bitcoin, Litecoin
• Майнеры решают  задачи для подтверждения  транзакций.

Proof of Stake (PoS)

• Ethereum, Cardano
• Валидаторы избираются  на основании количества  застеканных монет

Delegated Proof of Stake (DPoS)

• EOS, TRON
• Пользователи голосуют за новых подтвержденных валидаторов.

Leased Proof of Stake (LPoS)

Waves

• Пользователи стекают свои монеты для увеличения стоимости стейкинга.

Proof of Burn (PoB)

Slimcoin

• Определенное количество монет сжигается для поддержания верности протоколу.

Proof of Capacity (PoC) / Proof of Space

• Chia
• Испольование мощности процессора вместо математических вычислений.

Proof of Elapsed Time (PoET)

• Hyperledger Sawtooth
• Доверенные вычислительные среды формата Intel SGX обеспечивают хороший выбор.

Proof of Importance (PoI)

NEM

• Факторы стейкинга, активности  транзакций и вклад в сеть.

Proof of Authority (PoA)

• VeChain, частные блокчейны на основе Ethereum
• Предварительно утвержденные органы управления подтверждают транзакции.

Proof of Activity

• Объединение PoW и PoS.
• Используются в гибридных точках.

Proof of History (PoH)

• Solana
• Используются временные метки в транзакциях и протоколах консенсуса.

Proof of Reputation

• Валидация выбранных нод на основе метрик репутации.

Протоколы на основе Byzantine Fault Tolerance (BFT)

Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT)

• Hyperledger Fabric, Tendermint
• Использование известных наборов валидаторов (прилагаемых).

Delegated BFT (dBFT)

• NEO
• DPoS объединяется с BFT-протоколом

Federated Byzantine Agreement (FBA)

• Stellar, Ripple (XRP Ledger)
• Ноды полагаются на проверенные блоки кворума (выбранные группы пользователей)