Was ist ein Blockchain-Konsensalgorithmus? – Kryptopolitan

Jedes zentralisierte System, wie z. B. eine Datenbank, die wesentliche Informationen über Heiratsurkunden in einer Gerichtsbarkeit enthält, erfordert einen zentralisierten Administrator mit der Befugnis, die Datenbank zu pflegen und zu führen. Es liegt in der Verantwortung der zentralen Behörde, die letztendlich für die Führung genauer Aufzeichnungen verantwortlich ist, Änderungen vorzunehmen, z. B. das Hinzufügen, Entfernen oder Aktualisieren der Namen der Personen, die die Anforderungen für bestimmte Genehmigungen erfüllt haben.

Öffentliche Blockchains, die dezentralisiert und selbstregulierend sind, können auf globaler Ebene ohne zentrale Autorität funktionieren. Eine große Anzahl von Personen trägt zu ihnen bei, indem sie bei der Validierung und Authentifizierung helfen Blockchain-basierte Transaktionen durch Block-Mining.

Blockchain-Konsensalgorithmus

Die Blockchain-Technologie verändert schnell die Art und Weise, wie wir mit Daten und der Finanzwelt interagieren. Eine der Schlüsselkomponenten, die Blockchain-Systeme zuverlässig und sicher machen, ist der Konsensalgorithmus. In diesem Artikel werden wir untersuchen, was ein Blockchain-Konsensalgorithmus ist und wie er funktioniert.

Ein Konsensalgorithmus ist eine Reihe von Regeln, die von allen Teilnehmern in einem Blockchain-Netzwerk befolgt werden, um eine Einigung über den Zustand des gemeinsamen Ledgers zu erzielen. Es ist der Mechanismus, der sicherstellt, dass alle Knoten im Netzwerk die gleiche Sicht auf die Daten haben und dass Transaktionen validiert und auf sichere und dezentrale Weise zur Blockchain hinzugefügt werden.

Arten von Blockchain-Konsensalgorithmen

Blockchain-Konsensalgorithmen haben eine lange und wechselvolle Geschichte. Die früheste Inkarnation des Proof-of-Work (PoW) wurde verwendet, um Bitcoin zu sichern, wobei Satoshi Nakamoto das Konzept 2008 einführte. Andere Konsensalgorithmen wie Proof-of-Stake (PoS) und Delegated Proof-of-Stake (DPoS) sind inzwischen aufgetaucht und bieten Alternativen zu PoW. Jeder dieser Algorithmen bietet unterschiedliche Vor- und Nachteile, wodurch sichergestellt wird, dass Entwickler bei der Auswahl eines Konsensmechanismus für ihre Blockchain eine Vielzahl von Optionen haben. Letztendlich ist jeder Konsensalgorithmus einzigartig für das Netzwerk, das ihn verwendet, und die Auswahl des richtigen kann einen großen Einfluss sowohl auf die Geschwindigkeit als auch auf die Sicherheit eines Kryptowährungsnetzwerks haben. Einige der am häufigsten verwendeten Konsensalgorithmen sind:

-Arbeitsnachweis (PoW)

-Proof-of-Stake (PoS)

-Delegierter Proof-of-Stake (DPoS)

-Historischer Nachweis (PoH)

-Byzantinische Fehlertoleranz (BFT)

-gerichteter azyklischer Graph (DAG)

Arbeitsnachweis (PoW)

Proof-of-Work ist ein Konsensalgorithmus, der erstmals mit der Gründung von Bitcoin im Jahr 2009 eingeführt wurde. Er ist rechenintensiv konzipiert und erfordert, dass Nodes komplexe mathematische Berechnungen durchführen, um Transaktionen zu validieren und sie der Blockchain hinzuzufügen. Der erste Knoten, der die Berechnung löst und die richtige Lösung findet, wird mit einer bestimmten Anzahl von Token oder Kryptowährung belohnt.

Die Rechenarbeit, die von den Knoten ausgeführt wird, wird als Mining bezeichnet. Der Mining-Prozess trägt dazu bei, die Sicherheit des Netzwerks zu gewährleisten, indem er es einem einzelnen Knoten erschwert, die Daten in der Blockchain zu manipulieren. Die Idee hinter Proof-of-Work ist, dass je mehr Rechenleistung dem Netzwerk hinzugefügt wird, desto sicherer wird es.

Proof-of-Work ist ein sehr sicherer und zuverlässiger Konsensalgorithmus, hat aber mehrere Nachteile. Es erfordert viel Rechenleistung und Energie, was teuer und umweltschädlich sein kann. Darüber hinaus kann der Mining-Prozess langsam und ineffizient sein, was zu langsamen Transaktionszeiten und erhöhten Gebühren führt. Zu den Kryptowährungen, die PoW verwenden, gehören Bitcoin (BTC), Dogecoin (DOGE), Litecoin (LTC), Monero (XMR) und Zcash (ZEC).

Pfandnachweis (PoS)

Proof-of-Stake ist ein neuerer Konsensalgorithmus, der als Alternative zu Proof-of-Work entwickelt wurde. Anstatt Knoten komplexe Berechnungen durchführen zu lassen, verlässt sich Proof-of-Stake darauf, dass Knoten eine bestimmte Menge an Token oder Kryptowährung als Sicherheit halten. Diese Sicherheiten werden verwendet, um Transaktionen zu validieren und sie der Blockchain hinzuzufügen.

Der Validierungsprozess bei Proof-of-Stake ist viel schneller und energieeffizienter als bei Proof-of-Work. Knoten werden zufällig ausgewählt, um Transaktionen zu validieren, und je mehr Token sie halten, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie ausgewählt werden. Dies gibt den Knoten einen Anreiz, mehr Token zu halten und die Sicherheit des Netzwerks aufrechtzuerhalten.

Proof-of-Stake ist eine vielversprechende Alternative zu Proof-of-Work, aber es hat seine eigenen Nachteile. Einige Leute argumentieren, dass es weniger sicher ist als Proof-of-Work, da der Validierungsprozess nicht so dezentralisiert ist. Es besteht auch die Möglichkeit, dass eine einzelne Einheit einen großen Prozentsatz an Token hält, was zu einer Zentralisierung des Netzwerks führen könnte. Einige Kryptowährungen, die Proof of Stake verwenden, sind Ethereum (ETH), Tezos (XTZ), EOS (EOS) und Cardano (ADA).

Delegierter Proof-of-Stake (DPoS)

Delegated Proof-of-Stake ist eine Variante von Proof-of-Stake, die entwickelt wurde, um einige der Herausforderungen zu bewältigen, die mit dem Standard-Proof-of-Stake-Algorithmus verbunden sind. In DPoS werden Nodes ausgewählt, um Transaktionen zu validieren und sie basierend auf der Anzahl der Stimmen, die sie von anderen Nodes im Netzwerk erhalten, zur Blockchain hinzuzufügen. Die Idee hinter DPoS ist, dass die Knoten mit den meisten Stimmen die vertrauenswürdigsten und zuverlässigsten sind und daher für die Validierung von Transaktionen verantwortlich sein sollten.

DPoS ist ein schneller und effizienter Konsensalgorithmus, da er nur eine kleine Anzahl von Knoten benötigt, um Transaktionen zu validieren. Es gilt jedoch auch als weniger sicher als Proof-of-Work oder Proof-of-Stake, da die Auswahl der validierenden Knoten auf der Anzahl der Stimmen basiert, die sie erhalten, und nicht auf der Menge an Rechenleistung oder Token, die sie haben halten. Einige DPoS-Kryptos sind Tron (TRX), EOS (EOS) und Steem (STEEM)

Proof-of-History (PoH)

Proof-of-History (PoH) ist ein Konsensalgorithmus, der eine Alternative zu herkömmlichen Blockchain-Technologien bieten soll. Durch die Einbeziehung der Zeit selbst in die Blockchain ist Proof-of-History (PoH) ein Konsensmechanismus, der die Belastung der Netzwerkknoten während der Blockverarbeitung reduziert. Knoten haben ihre eigenen internen Uhren, die verwendet werden, um Zeit und Ereignisse zu validieren. Proof-of-History befindet sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium und ist in der Kryptowährungsbranche noch nicht weit verbreitet. Der Proof-of-History-Algorithmus wird nur auf der Solana-Blockchain verwendet. Aus diesem Grund ist das Netzwerk extrem skalierbar und verarbeitet bis zu 60,000 Transaktionen pro Sekunde.

Byzantinische Fehlertoleranz (BFT)

BFT-Konsensalgorithmen sind darauf ausgelegt, in einem Blockchain-Netzwerk einen Konsens zu erzielen, selbst wenn einige Knoten unzuverlässig sind oder böswillig agieren. Sie werden häufig in zugelassenen Blockchain-Netzwerken verwendet, in denen alle Knoten bekannt und vertrauenswürdig sind, im Gegensatz zu öffentlichen Blockchain-Netzwerken, in denen Knoten anonym und nicht vertrauenswürdig sind.

Der beliebteste BFT-Konsensalgorithmus heißt Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT). PBFT funktioniert mit einem designierten Leader-Knoten, der als Primärknoten bezeichnet wird und für das Sammeln und Senden von Transaktionen an alle anderen Knoten im Netzwerk verantwortlich ist. Jeder Knoten im Netzwerk verifiziert die Transaktionen und sendet eine Nachricht an den Primärknoten, um die Transaktionen entweder zu genehmigen oder abzulehnen. Sobald mehr als zwei Drittel der Nodes die Transaktionen genehmigt haben, kann der Primary die Transaktionen zur Blockchain hinzufügen.

Nachweis der Wichtigkeit

Der Wichtigkeitsnachweis ist eine Methode, um den Beitrag eines Knotens zu einem Kryptowährungsnetzwerk zu validieren und das Recht zu erwerben, neue Blöcke zu generieren. Ein Vorteil von PoI gegenüber anderen Konsensalgorithmen besteht darin, dass es eine gerechtere Verteilung der Belohnungen im Netzwerk ermöglicht. Im Gegensatz zu PoW, das Knoten ausschließlich auf der Grundlage ihrer Rechenleistung belohnt, oder PoS, das Knoten ausschließlich auf der Grundlage der Anzahl der von ihnen gehaltenen Token belohnt, berücksichtigt PoI eine Vielzahl von Faktoren, die zur allgemeinen Gesundheit und zum Wohlbefinden des Netzwerks beitragen .

Warum Kryptowährungen Konsensmechanismen verwenden

Kryptowährungen benötigen Konsensalgorithmen, um sicherzustellen, dass das Netzwerk sicher, zuverlässig und vertrauenswürdig ist. Konsensalgorithmen ermöglichen es den Netzwerkknoten, sich auf die Gültigkeit von Transaktionen zu einigen und sicherzustellen, dass sich alle Teilnehmer über den Zustand der Blockchain einig sind. Dies trägt dazu bei, doppelte Ausgaben, böswillige Aktivitäten und andere Sicherheitsprobleme in einem Kryptowährungsnetzwerk zu verhindern. Es stellt auch sicher, dass Transaktionen schnell und effizient verarbeitet werden, damit sie rechtzeitig bestätigt werden können. Schließlich tragen Konsensalgorithmen dazu bei, Benutzer dazu anzuregen, sich im Netzwerk zu engagieren, indem sie Belohnungen für die Validierung von Transaktionen oder die Wartung ihrer Knoten bereitstellen.

Zusammenfassend

Zusammenfassend ist der Blockchain-Konsensalgorithmus ein Eckpfeiler der Blockchain-Technologie, der die Grundlage für Vertrauen und Sicherheit bildet, auf der das gesamte Blockchain-Ökosystem aufbaut. Es ist dafür verantwortlich, Transaktionen zu verifizieren, neue Blöcke zu erstellen und den Konsens zwischen den Knoten im Netzwerk aufrechtzuerhalten. Mit seiner dezentralen und manipulationssicheren Natur bietet der Konsensalgorithmus Vertrauen und Transparenz für die Benutzer der Blockchain. Die Innovation und Weiterentwicklung von Blockchain-Konsensalgorithmen geht weiter, da Entwickler versuchen, Algorithmen zu entwickeln, die energieeffizienter, skalierbarer und sicherer sind. Es ist ein sich ständig weiterentwickelndes Gebiet, daher können wir in den kommenden Jahren viele aufregende Fortschritte erwarten.