Οι περισσότεροι άνθρωποι στον κόσμο της κρυπτογράφησης γνωρίζουν ότι η επικύρωση δικτύου έρχεται συχνά σε μία από τις δύο μορφές: απόδειξη εργασίας ή απόδειξη συμμετοχής. Υπάρχουν και άλλα, αλλά αυτά τα συστήματα είναι κοινά και τροφοδοτούν πολλά από τα πιο δημοφιλή blockchains. Παίρνουν το ίδιο βασικό πρόβλημα – επαλήθευση συναλλαγών – και το επιλύουν με μοναδικούς τρόπους. Ωστόσο, και οι δύο προσφέρουν διαφορετικές λύσεις στη συνεχιζόμενη συζήτηση σχετικά με την κλιμάκωση. Το ένα έχει ένα πραγματικό πλεονέκτημα έναντι του άλλου ή είναι απλώς διαφορετικές φιλοσοφίες; Θα ρίξουμε μια ματιά και στα δύο.
Η απόδειξη της εργασίας, εξήγησε
Οι περισσότεροι άνθρωποι έχουν ακούσει για «ανθρακωρύχους» του Bitcoin (BTC), αλλά τι κάνουν; Στην ουσία, οι ανθρακωρύχοι εργάζονται ανταγωνιστικά για την επίλυση πολύπλοκων μαθηματικών προβλημάτων προκειμένου να διασφαλίσουν συναλλαγές στο δίκτυο. Βλέπετε, ένας από τους μεγαλύτερους κινδύνους για ένα blockchain είναι κάτι που ονομάζεται «διπλή δαπάνη» επίθεση. Αυτό συμβαίνει όταν κάποιος ξοδεύει τα ίδια χρήματα δύο φορές. Αυτό δεν είναι συχνά πρόβλημα με τα παραδοσιακά νομίσματα, αλλά με τα ψηφιακά νομίσματα, απαιτείται ένα σύστημα για να βεβαιωθείτε ότι κάποιος δεν μπορεί να στείλει το ίδιο Bitcoin σε πολλά μέρη.
Εδώ μπαίνουν οι ανθρακωρύχοι. Όπως αναφέρθηκε, χρησιμοποιούν ισχυρούς επεξεργαστές για να επικυρώσουν κάθε μπλοκ στην αλυσίδα με περίπλοκες κρυπτογραφικές λειτουργίες, διασφαλίζοντας ότι καταργούνται οι μη έγκυρες συναλλαγές, όπως οι διπλές δαπάνες. Χρησιμοποιώντας την κατανεμημένη συναίνεση, όλοι οι άλλοι ανθρακωρύχοι και κόμβοι στο δίκτυο “συμφωνούν” ότι αυτές οι συναλλαγές είναι έγκυρες. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως απόδειξη εργασίας, ή PoW.
Η κύρια απειλή για αυτό το σύστημα προέρχεται από την πιθανότητα μιας γνωστής επίθεσης 51%. Αυτό είναι όπου ένας εισβολέας κερδίζει πάνω από το ήμισυ της συνολικής υπολογιστικής ισχύος στο δίκτυο, πράγμα που σημαίνει τώρα ότι η «συναίνεση» είναι ό, τι λέει. Αυτό έχει συμβεί στο παρελθόν και παραμένει ανησυχητικό για πολλά blockchain μέχρι σήμερα.
Με το PoW, η ασφάλεια επιτυγχάνεται όχι μόνο λόγω της περίπλοκης φύσης των κρυπτογραφικών συναρτήσεων που υποβάλλονται σε επεξεργασία αλλά και από το σχετικά υψηλό κόστος που απαιτείται από την άποψη της ενέργειας. Αυτό καθιστά την επίθεση στο δίκτυο ακριβό. Το αρνητικό είναι ότι η ανάληψη όλου του ζητήματος θα απαιτούσε το 51% της συνολικής επεξεργαστικής ισχύος που σχετίζεται με το blockchain, κάτι που δεν είναι εφικτό για μεγαλύτερες αλυσίδες όπως το Bitcoin. Το μειονέκτημα, ωστόσο, είναι ότι χρειάζεται τεράστια ποσότητα ενέργειας για την προστασία του δικτύου, καθιστώντας το όλο πράγμα πολύ λιγότερο αποτελεσματικό από μια κεντρική εναλλακτική λύση. Αυτό ισχύει επίσης μόνο για ένα μεγαλύτερο ζήτημα καθώς η κρυπτογράφηση φέρνει περισσότερους χρήστες.
Εδώ και χρόνια, οι προγραμματιστές αναζητούν τρόπους για να κάνουν την τεχνολογία blockchain ταχύτερη, πιο αποτελεσματική και επεκτάσιμη. Εάν το Bitcoin, ή οποιοδήποτε έργο, πρόκειται να δει παγκόσμια υιοθέτηση, πρέπει να βρεθούν λύσεις σε αυτά τα προβλήματα. Οι ιδέες περιλάμβαναν την κατασκευή μεγαλύτερων μπλοκ ή τη διάσπασή τους σε «θραύσματα», καθώς και διάφορες λύσεις πολλαπλών επιπέδων, όπως πλευρικές αλυσίδες. Θα τα δούμε όλα αυτά σε μια στιγμή, αλλά πρώτα ας δούμε την απόδειξη του πονταρίσματος, η οποία είναι από μόνη της μια πιθανή απάντηση στη λύση κλιμάκωσης.
Πώς είναι διαφορετική η απόδειξη πονταρίσματος
Το Proof-of-ποντάρισμα, ή το PoS, απαλλάσσει τους ανθρακωρύχους εντελώς και αντ ‘αυτού έχει “επικυρωτές”. Οι επικυρωτές δεν χρησιμοποιούν τη δύναμη επεξεργασίας για να ασφαλίσουν μπλοκ, αλλά κυριολεκτικά «ποντάρουν» τα χρήματά τους στα μπλοκ που πιστεύουν ότι είναι έγκυρα. Ένας επικυρωτής μπορεί γενικά να είναι οποιοσδήποτε θέλει να ποντάρει κέρματα στο δίκτυο και ένας αλγόριθμος καθορίζει ποιοι επικυρωτές θα επιλέγονται για κάθε μπλοκ. Ενώ οι ανθρακωρύχοι θέλουν να αυξήσουν τις πιθανότητές τους να λύσουν το περίπλοκο μαθηματικό πρόβλημα ρίχνοντας περισσότερη δύναμη επεξεργασίας σε αυτό, οι επικυρωτές αυξάνουν τις πιθανότητές τους να επιλεγούν για να επικυρώσουν ένα μπλοκ ρίχνοντας περισσότερα χρήματα σε αυτό. Οι ανθρακωρύχοι ενθαρρύνονται με την ανταμοιβή των νέων κερμάτων, αλλά οι επικυρωτές λαμβάνουν συχνά μόνο μείωση των τελών που περιλαμβάνονται στο μπλοκ, ανάλογα με το ποσό που είχαν στοιχηματίσει στο παρελθόν.
Εάν ένας εισβολέας προσπαθήσει να επικυρώσει ένα κακό μπλοκ, ο εισβολέας θα χάσει το μερίδιό του και θα αποκλειστεί από περαιτέρω δικαιώματα επικύρωσης. Όσον αφορά το πρόβλημα του 51%, τώρα ένα κακόβουλο μέρος που επιδιώκει να πειρατεία το δίκτυο δεν θα χρειαζόταν πάνω από το ήμισυ της επεξεργαστικής δύναμης – θα χρειαζόταν πάνω από τα μισά από όλα τα νομίσματα που κυκλοφορούν. Αυτό είναι προφανώς πολύ απίθανο, καθώς καμία κοινότητα κρυπτονομισμάτων δεν θα είχε μεγάλη πίστη σε οποιοδήποτε νόμισμα, όπου αυτό ήταν ακόμη δυνατό να ξεκινήσει. Τέλος, αυτό διορθώνει το πρόβλημα κατανάλωσης ενέργειας που υπάρχει στο PoW, καθώς τώρα δεν υπάρχει ανάγκη για μεγάλο αριθμό ισχυρών υπολογιστών που λειτουργούν 24/7.
Μία από τις κριτικές του PoS είναι ότι εξακολουθεί να επιτρέπει μια μορφή συγκεντρωτισμού. Βασικά, η κατοχή περισσότερου από ένα στοιχείο σημαίνει ότι έχετε περισσότερο βάρος για την επικύρωση, κάτι που σας αποφέρει περισσότερες ανταμοιβές για το στοίχημα, που σημαίνει ότι έχετε τώρα ακόμη μεγαλύτερο βάρος κ.λπ. Άλλοι έχουν επισημάνει το πρόβλημα «τίποτα-στο-ποντάρισμα», όπου οι επικυρωτές θα μπορούσε αναμφισβήτητα να ποντάρει κεφάλαια σε πολλά διαφορετικά ιστορικά blockchain. Τέλος, η ύπαρξη πάρα πολλών επικυρωτών επιβραδύνει το δίκτυο, καθώς καθυστερεί η συναίνεση για να φτάσει σε σχέση με τον αριθμό των επικυρωτών. Ευτυχώς, διερευνούνται τρόποι αντιμετώπισης όλων αυτών των προβλημάτων.
Εισαγάγετε κατ ‘εξουσιοδότηση απόδειξη πονταρίσματος
Μια πιθανή λύση στα μειονεκτήματα του αρχικού σχεδιασμού PoS ονομάζεται κατ ‘εξουσιοδότηση απόδειξη-πονταρίσματος, ή DPoS. Το μοντέλο DPoS είναι διαφορετικό επειδή αντί για κάθε χρήστη να στοιχηματίζει πόρους για να είναι επικυρωτής, οι χρήστες ψηφίζουν ποια μέρη θα πρέπει να είναι τα επικυρωτικά του επόμενου μπλοκ. Η συγκέντρωση περισσότερων πόρων δίνει μεγαλύτερη βαρύτητα στην ψήφο σας, αλλά χρησιμοποιείται μόνο ένας περιορισμένος αριθμός επικυρωτών και μπορούν να ψηφιστούν ή να επιστραφούν με κάθε μπλοκ.
Καθώς όλοι οι χρήστες είναι σε θέση να ποντάρουν και να ψηφίζουν, η κοινότητα θα πρέπει να διατηρήσει τον έλεγχο εάν πιστεύει ότι ο επικυρωτής δεν ενεργεί προς το συμφέρον της. Οι επικυρωτές έχουν προφανώς ένα κίνητρο να συνεργαστούν με την κοινότητα, διότι η εκλογή στη θέση σάς επιτρέπει να λαμβάνετε μπλοκ ανταμοιβές. Τέλος, με τον περιορισμό του αριθμού των εμπλεκομένων μερών, η συναίνεση μπορεί να επιτευχθεί πολύ πιο γρήγορα, κάτι που θα μπορούσε ενδεχομένως να επιτρέψει μια αξιοσημείωτη ώθηση στην ταχύτητα του δικτύου. Μερικά από τα μεγαλύτερα έργα που εφαρμόζουν αυτό το σύστημα περιλαμβάνουν το EOS και το Tron.
Φυσικά, η συγκέντρωση αποτελεί πρόβλημα εδώ, καθώς υπάρχει ακόμη η ευκαιρία για όσους έχουν τεράστιους πόρους να χειριστούν την ψηφοφορία. Αυτό είναι μια δίκαιη ανησυχία, αλλά σε γενικές γραμμές, η ευρύτερη κοινότητα θα πρέπει να διατηρήσει ακόμη μεγαλύτερη δύναμη ψήφου από οποιαδήποτε άλλη οντότητα θα μπορούσε, και ένας εκλεγμένος επικυρωτής εξακολουθεί να είναι μόνο ένας από τους πολλούς, περιορίζοντας έτσι την πραγματική του εξουσία.
Άλλοι τρόποι κλιμάκωσης της απόδειξης εργασίας
Δεν είναι όλοι πεπεισμένοι ότι το PoS είναι το μέλλον, ως εκ τούτου υπάρχουν ακόμα μερικές βιώσιμες δυνατότητες για διερεύνηση του PoW. Όπως αναφέρθηκε, ένα από τα συστήματα στο τραπέζι είναι απλώς να κάνουν οι ίδιοι τα μπλοκ περισσότερες συναλλαγές. Βραχυπρόθεσμα, αυτό στην πραγματικότητα ακούγεται αρκετά λογικό. Τα μεγαλύτερα μπλοκ είναι ένας καλός τρόπος για να αυξήσετε την απόδοση του δικτύου αρκετά γρήγορα, αλλά μπορούν να συνοδεύονται από κάποιες προειδοποιήσεις. Από μόνοι τους, τα μεγαλύτερα μπλοκ δεν είναι απαραίτητα μια λύση για όλους. Μακροπρόθεσμα, δεν μπορείτε απλώς να συνεχίσετε να δημιουργείτε μπλοκ μεγαλύτερα και μεγαλύτερα επ ‘αόριστον. Η εναλλαγή από μπλοκ 1 megabyte σε μπλοκ 2 MB ή 4 MB δεν είναι πραγματικά μεγάλη υπόθεση, αλλά πού τελειώνει; 1 gigabyte; 10 GB; Τουλάχιστον για blockchain που έχουν σχεδιαστεί όπως το Bitcoin, το πρόσθετο μέγεθος των μπλοκ θα αρχίσει να κάνει την αποθήκευση ολόκληρης της αλυσίδας υπερβολικά επαχθής. Φυσικά, εάν η ταχύτητα συναλλαγής είναι μικρότερη προτεραιότητα από την αποθήκευση δεδομένων στο blockchain, τότε τα μεγάλα μπλοκ γίνονται και πάλι χρήσιμα και διασφαλίζει πραγματικά ότι είναι συγχρονισμένα, κάτι που γίνεται η πιο σημαντική πτυχή.
Μια διαφορετική φιλοσοφία που εξετάζουν ορισμένα έργα είναι μια τεχνική που ονομάζεται “sharding”. Το Sharding λειτουργεί διαιρώντας τα μπλοκ σε “θραύσματα”, τα οποία στη συνέχεια υποβάλλονται σε επεξεργασία στο δίκτυο – όχι μόνο κάθε ανθρακωρύχος πρέπει να επεξεργάζεται κάθε θραύσμα. Αυτό σημαίνει ότι κάθε μπλοκ εξορύσσεται μόνο εν μέρει από κάθε ανθρακωρύχο, πράγμα που σημαίνει ότι χρειάζεται λιγότερη ισχύς και το μπλοκ μπορεί να επικυρωθεί επίσης γρηγορότερα. Η ίδια λογική μπορεί επίσης να εφαρμοστεί σε ένα σύστημα PoS, μόνο αντί των ανθρακωρύχων, θα ήταν επικυρωτές. Και στις δύο περιπτώσεις, το σχέδιο είναι να αυξηθεί ο συνολικός λανθάνων χρόνος, χωρίς να κάνει κάθε παίκτης στο δίκτυο να επεξεργάζεται την πλήρη έκταση κάθε μπλοκ.
Ωστόσο, το Sharding έρχεται με μερικά μειονεκτήματα που δεν έχουν ακόμη αντιμετωπιστεί επαρκώς. Πρώτον, μετά τη διάσπαση του blockchain σε θραύσματα, αυτά τα θραύσματα δεν μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους. Αυτό μπορεί να είναι προβληματικό για εφαρμογές που βασίζονται σε πολλά θραύσματα. Ενώ θα μπορούσε να αναπτυχθεί ένα σύστημα σκληρής επικοινωνίας, θα ήταν εξαιρετικά περίπλοκο και θα κινδύνευε για πληθώρα δυνητικά καταστροφικών σφαλμάτων δεδομένων.
Με παρόμοιο τρόπο, η θραύση ανοίγει επίσης έναν νέο κίνδυνο ασφάλειας. Θεωρητικά, οι χάκερ θα μπορούσαν τώρα να επιτεθούν στο δίκτυο εστιάζοντας σε ένα μόνο θραύσμα, το οποίο θα χρειαζόταν πολύ λιγότερους πόρους από το να προσπαθήσει να αναλάβει ένα ολόκληρο μπλοκ. Θα μπορούσαν τότε να πραγματοποιήσουν φαινομενικά έγκυρες συναλλαγές στο θραύσμα και να τις υποβάλουν πίσω στην κύρια αλυσίδα. Μια επίθεση όπως αυτή δεν έχει νόημα εάν τα μπλοκ διατηρούνται ολόκληρα, οπότε παραμένει ένας έγκυρος κίνδυνος για τα χρήματα των χρηστών.
Ένας ακόμη σημαντικός τομέας που εξετάζουν οι ερευνητές είναι κάτι γνωστό ως «δευτερεύουσες αλυσίδες» ή «λύσεις δεύτερου επιπέδου». Με λίγα λόγια, αυτό είναι γενικά ένα ξεχωριστό δίκτυο που βρίσκεται πάνω από ένα blockchain και χειρίζεται συναλλαγές «εκτός αλυσίδας». Οι χρήστες μπορούν να ανοίξουν «κανάλια» μεταξύ τους και να πραγματοποιήσουν συναλλαγές, όσο κι αν θεωρούν κατάλληλο, και μόνο όταν κλείσουν αυτό το κανάλι, τα δεδομένα δένονται και γράφονται στην κύρια αλυσίδα για να δημιουργήσουν την αμετάβλητη εγγραφή. Πολλαπλά κανάλια μπορούν να συνδεθούν μαζί για να σχηματίσουν ένα παγκόσμιο δίκτυο πληρωμών που υποστηρίζεται από το blockchain αλλά μπορεί να κινηθεί πολύ πιο γρήγορα σε πραγματικό χρόνο. Αυτό είναι ιδιαίτερα ιδανικό για συχνές και μικρότερες συναλλαγές και θα μπορούσε να αποτελέσει έναν δρόμο για να δούμε την κρυπτογράφηση να χρησιμοποιείται ως μετρητά.
Υπάρχουν κάποια μειονεκτήματα, όπως στην τρέχουσα μορφή τα κανάλια γενικά πρέπει να είναι «εξασφαλισμένα». Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να τοποθετηθούν χρήματα στο κανάλι για να μπορέσουν να χρησιμοποιηθούν. Σε συνδυασμό με το γεγονός ότι δεν έχουν επιλυθεί όλα τα σφάλματα, αυτό μπορεί σίγουρα να σημαίνει σοβαρό κίνδυνο για τα χρήματα σε περίπτωση που κάτι πάει στραβά πριν καταγραφεί στο blockchain. Γενικά, πρέπει να υπάρχει πολύ ακριβής εργασία σε αυτά τα πρωτόκολλα για να διασφαλιστεί ότι οι πλευρικές αλυσίδες και η κύρια αλυσίδα παραμένουν σε τέλειο συγχρονισμό, αλλά μέχρι στιγμής, τα αποτελέσματα είναι αισιόδοξα.
Μερικές από τις πιο δημοφιλείς εκδόσεις αυτής της τεχνολογίας περιλαμβάνουν το Δίκτυο αστραπής για το Bitcoin και το Δίκτυο Raiden για το Ethereum. Αυτά τα έργα είναι σίγουρα ακόμη νωρίς, και στην πραγματικότητα υπάρχουν πολλές εκδόσεις του δικτύου αστραπής που αναπτύσσονται. Είναι ακόμη ασαφές ποια έκδοση θα γίνει το πρότυπο, εάν υπάρχει. Ένα άλλο παράδειγμα έργου λύσης δεύτερου επιπέδου για το Ethereum ονομάζεται Πλάσμα αίματος και θα έβλεπαν έξυπνα συμβόλαια που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία δευτερευόντων αλυσίδων δεδομένων συναλλαγών που, ξανά, περιστασιακά γράφουν μόνο στο κύριο επίπεδο. Ομοίως, ο Charles Hoskinson, ο δημιουργός του Cardano, έχει συζητήθηκε η επερχόμενη τεχνολογία Hydra του έργου, η οποία εισάγει στοιχεία ενός δεύτερου στρώματος, καθώς και θραύση με την ελπίδα να φτάσει πάνω από «1 εκατομμύριο συναλλαγές ανά δευτερόλεπτο».
Ένα άλλο έργο που παίρνει στοιχεία πολλών από αυτές τις διαφορετικές λύσεις και τα συνδυάζει είναι ILCoin. Το ILCoin χρησιμοποιεί κάτι που ονομάζεται ΡΗΓΜΑ και προσεγγίζει το blockchain με έναν ελαφρώς διαφορετικό τρόπο για να δημιουργήσει ένα “Αποκεντρωμένο Υβριδικό Blockchain System” ή DHCB. Πρόκειται για ένα σύστημα πολλαπλών επιπέδων που βασίζεται ακόμα στον αλγόριθμο PoW SHA-256 που χρησιμοποιεί το Bitcoin, αλλά εδώ η αλυσίδα αποτελείται από μπλοκ που είναι γεμάτα με “μίνι μπλοκ”. Τα μίνι μπλοκ καθορίζονται στα 25 MB, ωστόσο η ποσότητα αυτών που μπορούν να χωρέσουν μέσα σε ένα κανονικό μπλοκ δεν έχει, θεωρητικά, κανένα όριο. Η ομάδα δηλώνει ότι έχει επιτυχία δημιουργήθηκε μπλοκ έως 5 GB και σύμφωνα με την τεκμηρίωσή του:
«Υποθέτοντας ότι κάθε συναλλαγή καταλαμβάνει τον ελάχιστο δυνατό αριθμό byte, κάθε μπλοκ μπορεί να περιέχει έως και 21551724 συναλλαγές. Με μέσο χρόνο εξόρυξης μπλοκ 3 – 5 λεπτών, που αντιστοιχεί σε μεταξύ 71839 και 119731 συναλλαγές ανά δευτερόλεπτο χρησιμοποιώντας μπλοκ 5 GB. “
Χάρη στο πρωτόκολλο RIFT, μπλοκ 5 GB και την αρχιτεκτονική mini-block, η ILCoin έχει προγραμματίσει την κυκλοφορία του αποκεντρωμένου Cloud Blockchain, ή DCB, για φέτος. Η ομάδα αναφέρει ότι το DCB θα επιτρέψει την αποθήκευση μιας ευρείας σειράς ψηφιακού περιεχομένου μέσω αλυσίδας, συμπεριλαμβανομένων εικόνων, βίντεο και άλλων. Μέχρι τώρα, η αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων στην αλυσίδα δεν ήταν δυνατή λόγω του φουσκώματος της αλυσίδας.
Ακόμα πολλή δουλειά πρέπει να κάνουμε
Η πραγματικότητα θα μπορούσε να είναι ότι δεν υπάρχει μόνο μια σωστή λύση για κλιμάκωση. Κάθε έργο μπορεί να χρειαστεί να εξετάσει πώς χρησιμοποιείται και να ρωτήσει ποια διαδρομή ή ποιες είναι οι καλύτερες για αυτό. Για να μην αναφέρουμε νέες στρατηγικές και τεχνολογίες εμφανίζονται συνεχώς που θα μπορούσαν να συγκλονίσουν ολόκληρο το παιχνίδι ανά πάσα στιγμή. Ενώ όλες οι ιδέες εδώ δείχνουν τεράστιες υποσχέσεις, το βιβλίο δεν έχει ακόμη γραφτεί σχετικά με τον τρόπο κλιμάκωσης των blockchain. Πιθανώς ένας συνδυασμός πολλών από αυτές τις ιδέες και περισσότερες τελικά θα διαμορφώσει τον τρόπο με τον οποίο η κρυπτογράφηση φτάνει σε ένα μαζικό κοινό, αλλά το πρόβλημα πρέπει να λυθεί πριν το κάνει. Διαφορετικά, είναι πιθανό μια κεντρική, άδεια αλυσίδα να είναι το μόνο είδος που είναι προσβάσιμο σε έναν παγκόσμιο πληθυσμό.
Μάθε περισσότερα για ILCoin
Αποποίηση ευθυνών. Η Cointelegraph δεν υποστηρίζει κανένα περιεχόμενο ή προϊόν σε αυτήν τη σελίδα. Ενώ στοχεύουμε να σας παρέχουμε όλες τις σημαντικές πληροφορίες που θα μπορούσαμε να λάβουμε, οι αναγνώστες θα πρέπει να κάνουν τη δική τους έρευνα προτού προβούν σε ενέργειες που σχετίζονται με την εταιρεία και φέρουν την πλήρη ευθύνη για τις αποφάσεις τους, ούτε αυτό το άρθρο μπορεί να θεωρηθεί ως επενδυτική συμβουλή.