Hiệu quả năng lượng (trong) trong sự đồng thuận của Blockchain

Tác Giả: Roger Morrison
Ngày Sáng TạO: 28 Tháng Chín 2021
CậP NhậT Ngày Tháng: 9 Có Thể 2024
Anonim
Bài 4: Các cơ chế đồng thuận trong Blockchain - PoW - PoS - DPOS (Blockchain Consensus)
Băng Hình: Bài 4: Các cơ chế đồng thuận trong Blockchain - PoW - PoS - DPOS (Blockchain Consensus)

NộI Dung


Nguồn: iStock

Lấy đi:

Khai thác tiền điện tử và băm thuật toán đang sử dụng một lượng năng lượng khổng lồ và việc áp dụng tiền điện tử quy mô lớn có thể có sự phân nhánh quy mô lớn trên môi trường.

Sau khi whitepaper bitcoin được xuất bản lần đầu tiên vào năm 2008, triển vọng của tiền kỹ thuật số khả thi đột nhiên có vẻ thực tế, nếu không nói là không thể tránh khỏi, với số lượng người ngày càng tăng. Nền kinh tế toàn cầu lâm vào tình trạng nguy hiểm và các ngân hàng trung ương là chủ đề của chủ nghĩa dân túy rộng lớn. Những yếu tố này đã giúp thúc đẩy sự quan tâm đến bitcoin như một loại tiền tệ tương đối phi tập trung, cũng như công nghệ ngang hàng cơ bản của nó (hiện được gọi là blockchain của Drake). Nhưng cơ chế bằng chứng công việc (PoW) xác nhận các giao dịch trên sổ cái bitcoin đi kèm với chi phí tiêu thụ năng lượng tăng theo cấp số nhân khi mạng mở rộng. Các cơ chế đồng thuận blockchain mới hơn giải quyết vấn đề này, trong số đó là bằng chứng cổ phần (PoS).


Quan điểm của một cơ chế đồng thuận blockchain, nói chung, là cung cấp xác nhận tin cậy và khả năng chịu lỗi cho mạng ngang hàng. Đây phần lớn là cách bitcoin đã xoay sở để đạt được động lượng đáng kể như một loại tiền tệ. Bằng cách giải quyết các vấn đề như tiến thoái lưỡng nan của tướng Byzantine và vấn đề chi tiêu gấp đôi, sổ cái bitcoin có thể hoạt động hiệu quả như một mạng không có điểm chính quyền hoặc thất bại. (Bạn muốn tìm hiểu những điều cơ bản về bitcoin? Hãy xem Giao thức Bitcoin thực sự hoạt động như thế nào.)

Bằng chứng làm việc

Sự đồng thuận của PoW thực sự có trước bitcoin ít nhất một thập kỷ, nhưng chưa bao giờ được sử dụng rộng rãi cho đến sau khi whitepaper Satoshi Nakamotos được công khai. Thuật ngữ "bằng chứng công việc" được đặt ra trong một tài liệu được xuất bản năm 1999 bởi Markus Jakobsson và Ari Juels, và khái niệm này đã tồn tại ở một số dạng hạn chế vào đầu năm 1993. Trong hình thức của bitcoin (và một số loại tiền điện tử khác) PoW là không chỉ là một cách để bảo mật và xác thực mạng ngang hàng, mà còn là một phương thức để kiếm tiền (hoặc khai thác tiền). Mỗi công cụ khai thác trên blockchain bitcoin đóng góp sức mạnh tính toán để giải quyết các phương trình xác thực sổ cái và lần lượt được thưởng bằng tiền điện tử khi hoàn thành thành công.


PoW đã rất hiệu quả trong việc đảm bảo các blockchain và chứng minh, ở một mức độ nào đó, khả năng tồn tại của tiền kỹ thuật số. Nhưng nó cũng lãng phí một cách khủng khiếp như một thuật toán điện toán. Phần lớn sức mạnh xử lý được dành cho sự đồng thuận của PoW sẽ bị lãng phí, vì nhiều hàm băm được tạo ra không đáp ứng các tiêu chí bắt buộc để khai thác / xác nhận thành công. Và mỗi khi đạt được hàm băm thành công và một "khối" được thêm vào, chuỗi khối PoW trở nên khó khăn hơn (và không hiệu quả) để xác thực. Năm 2017 nói riêng đã chứng kiến ​​sự gia tăng đáng kể trong hoạt động của mạng bitcoin và đến tháng 6 năm sau, các ước tính cho thấy tốc độ tiêu thụ năng lượng hàng năm kết hợp là khoảng 70 terawatt giờ đối với bitcoin và Bitcoin Cash.

Bằng chứng cổ phần

Bằng chứng cổ phần đã tồn tại như một khái niệm kể từ ít nhất là năm 2011, và dần dần được chấp nhận bởi các loại tiền điện tử như Peercoin và Blackcoin trong vài năm. Có thể cho rằng việc áp dụng PoS đáng chú ý nhất đã đến vào năm 2017 với hard fork Casper của blockchain Ethereum. Thay vì các công cụ khai thác, giao thức PoS chỉ định các nút sở hữu một ngưỡng giàu có nhất định trên blockchain (thường là trong ví lõi của nó) làm trình xác nhận giao dịch. "Cổ phần" của họ đề cập đến số tiền mà họ sở hữu bị khóa để xác thực, cũng như dấu thời gian lưu hành cho biết độ tuổi của giao dịch. Mặc dù không phải không có vấn đề riêng, nhưng mô hình xác nhận PoS đòi hỏi mức tiêu thụ năng lượng ít hơn đáng kể (ít nhất là trong thời gian dài) so với PoW.

Ngoài ra còn có một số biến thể đáng chú ý của giao thức PoS, cũng như các mô hình tương tự không nhất thiết phải sử dụng cổ phần như một hình thức xác nhận. Ví dụ, bằng chứng ủy quyền (DPoS) và ủy quyền chịu lỗi byzantine (DBFT) đều tiến hành bầu cử cộng đồng để trao quyền xác thực cho các nút sở hữu. Các mô hình bằng chứng về tầm quan trọng (PoI) (như của chuỗi khối NEM hoặc các nút thưởng tiền điện tử Petromoneda gây tranh cãi) cho các đóng góp tích cực (như giao thức thanh toán đặc biệt) cho các mạng tương ứng của họ.

Mặc dù PoW và PoS đều có chung mục tiêu là toàn vẹn mạng thông qua một số hình thức xác thực tập thể, các phương pháp đồng thuận của chúng khác nhau đáng kể về cả triết lý và chức năng, có xu hướng có tác động khác nhau đối với toàn bộ cộng đồng blockchain. Sự khác biệt chính giữa hai giao thức là PoW tạm thời dành sức mạnh tính toán để giúp bảo mật mạng của nó, trong khi PoS tạm thời dành sự giàu có (hoặc cổ phần) hiện tại làm công cụ xác nhận.

Chân carbon

Tác động môi trường là mối quan tâm ngày càng tăng làm sáng tỏ những mối nguy tiềm ẩn đáng kể khi áp dụng PoW. Khi các nghiên cứu có thẩm quyền gần đây cảnh báo về sự gia tăng bất thường của nhiệt độ bề mặt và đại dương, mực nước biển tăng và tất cả các loại dịch chuyển đáng báo động khác trong dữ liệu khí hậu, việc áp dụng rộng rãi một loại tiền điện tử dựa trên PoW (như bitcoin) có thể sẽ gợi lên xã hội sâu sắc và sự phân nhánh chính trị chỉ nhờ vào sự kém hiệu quả về năng lượng của nó (chứ đừng nói đến một số yếu tố khác, như quy định tài chính và thương mại toàn cầu).

Không lỗi, không căng thẳng - Hướng dẫn từng bước của bạn để tạo ra phần mềm thay đổi cuộc sống mà không phá hủy cuộc sống của bạn

Bạn không thể cải thiện kỹ năng lập trình của mình khi không ai quan tâm đến chất lượng phần mềm.

Tuy nhiên, tiềm năng của blockchain trong nhiều lĩnh vực khác nhau (bao gồm cả fintech và hơn thế nữa) là quá sâu sắc để bỏ qua. Có những khía cạnh của công nghệ cung cấp cả tính minh bạch và ẩn danh cho các hệ thống từ ngân hàng đến truyền thông và truyền thông. Bản chất bất biến vốn có của một blockchain có thể khiến nó trở nên có trách nhiệm với công chúng vì nó có khả năng chịu lỗi. Ngoài ra, các ứng dụng phi tập trung (DApps) nêu bật triển vọng của công nghệ blockchain như một nền tảng để phát triển, phân phối và tích hợp phần mềm dân chủ hóa cao. (Tiền điện tử cũng là một điểm nóng đối với tin tặc. Tìm hiểu thêm về Hoạt động hack tăng cùng với Giá tiền điện tử.)

Phân cấp

Khái niệm về một mạng lưới phi tập trung hoặc sổ cái đã tạo ra công nghệ blockchain cho mọi người và các tổ chức trên toàn thế giới. Tuy nhiên, việc PoW hay PoS có thể vẫn hoàn toàn phi tập trung trong thời gian dài hay không là vấn đề cần bàn cãi. Với sự phát triển dần dần của các trình xác nhận bitcoin từ CPU sang GPU, và bây giờ đến các công cụ khai thác ASIC chuyên biệt (không đề cập đến ở các khu vực khai thác rất cục bộ), phần cứng và khai thác PoW được cho là rất tập trung. Và PoS (không được kiểm soát bởi bất kỳ quy tắc hay hạn chế nào do cộng đồng thực thi) có xu hướng tập trung sự giàu có, và do đó tập trung quyền lực, bởi bản chất của nó. Các vấn đề này kết hợp làm nổi bật lợi ích có thể có của một hệ thống PoW / PoS lai, cũng như của các mô hình mới hơn như DPoS và PoI.

Những đổi mới khác (như Mạng sét Bitcoin) đang hướng tới các giải pháp có thể làm giảm bớt một phần tiêu thụ năng lượng trong các chuỗi khối PoW hiện có. Nhưng nếu mạng PoW tiếp tục phát triển, có vẻ như họ sẽ không duy trì tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng dài hạn có thể so sánh với các mô hình đồng thuận mới hơn (PoS, PoI, v.v.). Và làm thế nào các chính phủ và các cơ quan quản lý đối phó với vấn đề ngày càng tăng của công nghệ blockchain nói chung vẫn còn được nhìn thấy.