Obsah
Hlavním rysem technologie distribuované účetní knihy je, že postrádá centrální autoritu. To znamená, že v jádru technologie se účastníci musí dohodnout na stavu účetní knihy. Jedná se o základní součást každého distribuovaného systému, jejíž implementace určuje zbytek architektury. Tomu se říká konsenzuální algoritmus.
Předpokladem dobrého konsenzuálního algoritmu jsou následující vlastnosti:
- Dohoda: všechny uzly v síti musí dosáhnout výsledku ohledně stavu sítě.
- Odolnost vůči poruchám: Algoritmus by měl být schopen správně fungovat i v případě, že se vyskytnou vadné nebo nepoctivé uzly.
- Ukončení: proces konsenzu musí mít jasný bod ukončení, po kterém všechny uzly dospějí k rozhodnutí.
- Integrita: Všechny uzly by měly dosáhnout konečnosti během jednoho konsenzuálního cyklu.
To jsou základní charakteristiky funkčního mechanismu konsenzu. Jednotlivé algoritmy mohou mít více nebo různé verze představených konceptů, ale v některých ohledech jsou všechny společné pro každý decentralizovaný protokol.
Konsenzuální algoritmy mají další základní vrstvu vlastností, které musí mít, aby fungovaly.
- Konzistence: tato vlastnost znamená, že všechny poctivé uzly produkují stejnou hodnotu, o které se předpokládá, že je správná.
- Tolerance: schopnost odolat některým chybným nebo nepoctivým uzlům a schopnost sítě se zotavit.
- Životnost: Dokud je počet napadených uzlů pod hranicí tolerance, nemohou tyto sítě konsenzus zastavit nebo zpozdit.
- Ověřování: tato vlastnost zajišťuje, že existuje mechanismus pro ověřování identity přihlášených uzlů.
- Struktura hlasování: V distribuovaném systému je pro fungování nutný pouze minimální počet hlasů.
- Neodmítnutí: Způsob ověření identity účtu odesílatele za účelem vznesení námitky proti transakci.
- Stejná autorita: Všechny uzly v síti musí mít stejnou kapacitu bez centrální autority, která by mohla rozhodnutí přehlasovat.
Ne všechny skutečné mechanismy se řídí tímto souborem pravidel. Jedním z příkladů je IOTA, která má centrálního pozorovatele schopného měnit rozhodnutí uzlů. Pro puristy taková klasifikace znamená, že IOTA není skutečně decentralizovaná síť, i když má některé další vlastnosti.
Před přehledem nejčastěji používaných konsenzuálních algoritmů je třeba něco poznamenat. Ty, o kterých budeme hovořit, pracují z velké části s blockchainy. To znamená, že datová struktura známá jako blockchain je místem, kde mají fungovat. V decentralizované síti lze použít jiné datové struktury, například směrovaný acyklický graf (DAG), hašgraf atd. mají své konsenzuální algoritmy.
Blockchain zůstává nejoblíbenější datovou strukturou. Poprvé byl implementován v Bitcoinu, přijalo ho Ethereum a nyní ho používají i nové protokoly třetí generace, jako je Cardano.
Níže uvedené algoritmy jsou nejznámější a nejvíce rozšířené v kryto-světě. Nejstarší z nich: PoW (viz. níže), je již 12 let testován na Bitcoinové síti, lze tedy pokládat za funkční a bezpečný algoritmus. Je mu však mnohdy vyčítaná jeho energetická náročnost. Oproti tomu PoS je energeticky nenáročný, avšak potýká se s pochybnostmi ohledně bezpečnosti a také podněcuje k hromadění mincí.
Proof of Work (PoW)
- Důkaz o práci (PoW) je decentralizovaný konsensuální mechanismus, který vyžaduje, aby členové sítě vynaložili úsilí na vyřešení libovolné matematické hádanky, aby se zabránilo tomu, že někdo bude systém zneužívat.
- Důkaz práce se široce používá při těžbě kryptoměn, k ověřování transakcí a těžbě nových tokenů.
Díky důkazu práce mohou být transakce Bitcoinu a dalších kryptoměn zpracovávány bezpečným způsobem peer-to-peer bez potřeby důvěryhodné třetí strany. - Důkaz práce ve velkém měřítku vyžaduje obrovské množství energie, které se s přibývajícím počtem těžařů v síti jen zvyšuje.
Proof of Stake (PoS)
- Důkaz o podílu (POS) byl jedním z několika nových mechanismů konsensu vytvořených jako energeticky nenáročná alternativa k (PoW).
- Členové sítě uzamknou své tokeny a to jim umožní vstoupit do náhodné loterie k ověření následujícího bloku. Díky důkazu o podílu jsou transakce zpracovávaný způsobem peer-to-peer bez potřeby důvěryhodné třetí strany.
- Výběr ověřovatele bloků závisí na množství uzamčených mincí (tokenů). Je pravděpodobnější, že bude vybrán uzel s vkladem 1 000 mincí než uzel s 500 mincemi. To může vést k centralizaci, protože uzly s většími balíky peněz mohou síti dominovat.
- I v případě této možnosti zastánci tvrdí, že provoz PoS je levnější než PoW, protože k ověřování transakcí není potřeba drahý hardware.
Konsenzuálních algoritmů je mnoho. Každý z nich řeší otázku schody jiným způsobem. Níže vám ponechám seznam těch nejznámějších algoritmů využívaných v kryptoměnách.
- Proof of Work (PoW)
- Proof of Stake (PoS)
- Proof of History (PoH)
- Proof of Participation (PoP)
- Proof of Coverage (PoCo)
- Delegated Proof of Stake (DPoS)
- Proof of Importance (PoI)
- Proof of Burn (PoB)
- Proof of Transfere (PoX)
- Proof of Stake Velocity (PoSV)
- Proof of Capacity (PoCa)
- Proof of Deposit (PoD)
- Multisignature / Byzantine Fault Tolerance (BFT)
- Federated Byzantine Agreement (FBA)
- DaG iota
- Hedera hashgraph
