Paano Lutasin ng Consensus Algorithms ang Mga Isyu gamit ang Proof of Work ng Bitcoin

Dati, ang pagmimina ng Bitcoin ay isang gawain sa komunidad, ngunit ang proseso ng pagkumpirma ng mga transaksyon sa Bitcoin ay nangangailangan na ngayon ng napakalaking halaga ng hashing power na partikular sa algorithm ng pagmimina ng SHA-256.

Bilang resulta, ang halaga ng kuryenteng kinakailangan para maproseso at ma-verify ang mga transaksyon ay umabot sa isang napakalaking sukat.

Sa mga unang araw, kapag nagustuhan ng mga unang gumagamit ang huli Hal Finneynagsimulang mag-eksperimento sa Bitcoin, maaring buksan ng mga user ang maagang Bitcoin client at hayaan ang kanilang CPU na umikot, lumilikha ng mga bitcoin para sa mga fraction ng isang sentimos. Sa kabaligtaran, ang pagmimina ngayon ay nangangailangan ng sampu-sampung libong dolyar sa kagamitan, kuryente at opsyonal na gastos sa pagho-host.

Bilang resulta, ang mga may makabuluhang mapagkukunan sa pananalapi ay dumating upang dominahin ang espasyo sa pagmimina ng Bitcoin . Ang pagmimina ngayon ay kinapapalooban ng paglitaw ng istilo ng negosyo, mga operasyong pagmimina na naka-host sa datacenter.

Si Jackson Palmer, na lumikha ng scrypt algorithm-based, proof-of-work na altcoin Dogecoin, ay hindi masyadong positibo sa inaasahang pagmimina sa pangkalahatan, lalo na tungkol sa pagkonsumo ng enerhiya.

Sinabi niya sa CoinDesk:

“Hayaan akong tutol sa [patunay ng trabaho] na pagmimina bilang kinabukasan ng mga digital na pera batay sa dami ng enerhiya na naaaksaya nito, at pinsalang naidudulot nito sa kapaligiran – nang walang ibinalik na anuman bukod sa pagpapayaman sa fiat.”

Ang ONE posibleng solusyon na nai-deploy na sa digital currency ecosystem ay lumayo sa patunay ng trabaho, ngunit naglalaman pa rin ng mga prinsipyo ng isang hindi sentralisadong sistema.

Ang malaking lahi ng Technology

Ang isang pangunahing isyu na sumasalot sa pagmimina ngayon - ngunit maaaring hindi masyadong makatanggap ng pansin - ay ang application-specific integrated circuits (ASICs) para sa SHA-256 o scrypt mining ay may kakayahan lamang sa ONE proseso.

Maaaring magmina ang mga ASIC ng digital currency at magkumpirma ng mga transaksyon, ngunit kapag na-render na ang mga ito na hindi na ginagamit ng susunod na henerasyong kagamitan sa pagmimina, mabilis na mawawalan ng halaga ang kagamitan.

Bagama't ang karamihan sa mga bahagi sa kagamitan sa pagmimina ay nare-recycle, ang pagbabago mula sa paglikha ng produkto hanggang sa pagkamatay ng produkto sa industriyang ito ay maikli.

Upang mapagkumpitensyang magmina, mayroong patuloy na karera sa pagbuo at pagkuha ng mas makapangyarihang kagamitan.

Walang masama sa kaunting kumpetisyon, ngunit ang karera para makabuo ng mas mahuhusay na minero ay nakakita ng pagtaas ng napakalaking gastos sa pagpapatakbo. Bilang resulta, maraming minero ang naka-lock sa mga pangmatagalang return-on-investment (ROI) na mga scheme na madaling kapitan sa anumang makabuluhang pagbabago sa halaga ng palitan ng bitcoin.

Ang isang pagbaba sa presyo ng Bitcoin ay maaaring mabawasan ang insentibo para sa maraming minero na lumahok. Bagama't T ito hahantong sa anumang agarang pagkagambala, ang pangmatagalang kalusugan ng desentralisadong network ay maaaring malagay sa panganib dahil tanging ang mahusay na pinondohan na mga kagamitan sa pagmimina ang maaaring magpatuloy sa pagtatrabaho.

Dahil sa mga banta na ito, mayroon bang alternatibo sa mga proof-of-work system na naglalabas ng mga problema sa cryptographic at, sa lahat ng oras, gumagamit ng labis na halaga ng pera at likas na yaman?

Bagama't may ilang mga panukala na gumamit ng patunay ng trabaho para sa mabuting paggamit, tulad ng para sa paglutas ng mga PRIME number o pagtataguyod ng personal na kalusugan, maaaring hindi rin ito ang perpektong solusyon.

Solusyon sa pipeline?

Ang isang posibleng solusyon sa mga isyung nauugnay sa patunay ng trabaho ay maaaring magmula sa isang akademikong papel na inilathala nina Miguel Castro at Barbara Liskov mula sa MIT noong 1999 na nagtatanghal ng konsepto ng Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT).

Ang PBFT ay isang system na unang ginawa para sa mga low-latency na storage system – isang bagay na maaaring naaangkop sa mga digital asset-based na platform na T nangangailangan ng malaking halaga ng throughput, ngunit nangangailangan ng maraming transaksyon.

Daniel Feichtinger, co-founder ng isang startup na tinatawag Hyperledger na gumagamit ng PBFT, ay nagpapaliwanag kung paano gumagana ang distributed system nito:

"Ang bawat node ay nagpa-publish ng isang pampublikong key. Ang anumang mensahe na dumarating sa node ay nilagdaan ng node upang i-verify ang format nito. Kapag ang sapat na mga tugon na magkapareho ay naabot, pagkatapos ay maaari kang sumang-ayon na ito ay isang wastong transaksyon."

Binubuo ng kasunduang iyon ang tinatawag na 'consensus'. Tulad ng Bitcoin ay gumagamit ng isang desentralisadong sistema upang kumpirmahin ang mga transaksyon nang hindi nangangailangan ng isang pinagkakatiwalaang third party, ang PBFT ay umaasa sa napakaraming node upang kumpirmahin ang tiwala. Bilang resulta, hindi kinakailangan ang hashing power sa prosesong ito.

“Kapag nakipag-ugnayan ka sa maraming partido, kailangan mo ng isang uri ng mekanismo ng pinagkasunduan para matiyak na lahat ay nakakuha ng tamang mga talaan,” sabi ni Dan O’Prey, ang pangalawang co-founder sa Hyperledger.

Nasa trabaho na ang pinagkasunduan

Ang mga mekanismo ng transaksyon na nakabatay sa pinagkasunduan ay matagal nang nasa merkado. Ginagamit ng Ripple Labs ang diskarteng ito bilang bahagi ng pinagbabatayan nitong protocol, batay sa konsepto ng PBFT.

Ang Ripple Labs ay naglabas kamakailan ng a puting papel sa consensus algorithm nito na nagtuturo sa Problema ng Byzantine Generals sa pakikipag-ugnayan sa isang hindi mapagkakatiwalaang LINK, isang bagay na gustong lutasin ng PBFT.

Ang puting papel ay nagsasaad:

"Mapapatunayan na walang solusyon sa problema ng Byzantine Generals (na ipinapalagay na ang pagkakasabay, at kilalang mga kalahok) ang maaaring magparaya ng higit sa (n−1)/3 mga pagkakamali ng byzantine, o 33% ng network na kumikilos nang malisya."

Bilang isang tinidor ng Ripple, ang Stripe-backed na digital currency Stellar, na itinatag ni Jed McCaleb, ay sumasaklaw din sa parehong mga mithiing ito. Ang ideya, gaya ng ipinapakita sa mga graphics sa itaas, ay para sa bawat node na idinagdag sa Listahan ng Mga Pangkalahatang Node ng network, mas lumalakas ang system.

Gayunpaman, mayroong isang pangunahing kahinaan sa ganitong uri ng istraktura – ang pinagmulan ng insentibo – at ito ay isang patas na tanong na itanong. Hindi tulad ng pagmimina, anong insentibo ang umiiral para sa mga indibidwal o entity na mag-host ng mga node?

Parehong Ripple at Stellar, kasama ang Hyperledger, ay naniniwala na magkakaroon ng sapat na mga stakeholder upang suportahan ang mga sistema ng transaksyon na nakabatay sa PBFT.

Ang diskarte ng Hyperledger

Ang Hyperledger project ay nagbibigay-daan sa mga developer na gumawa ng sarili nilang mga digital asset gamit ang isang distributed ledger na pinapagana ng mga node na binuo sa prinsipyo ng PBFT.

Maaaring gamitin ang system para digitally back ang isang tunay na asset (gaya ng bahay), gumawa ng mga bagong barya, o bumuo ng isang fault-tolerant system ng consensus. Sinabi ng co-founder ng Hyperledger na si Feichtinger, gamit ang huling application, ang platform ng kanyang kumpanya ay maaari pang gamitin para sa mga advanced na IT system.

Ipinaliwanag niya:

"Kung ikaw ay Amazon na nagpapatakbo ng isang distributed file system para sa AWS [Amazon Web Services] sa iyong datacenter, [gusto mong] matiyak na ang isang error ay hindi makakasira sa AWS [at] T mo kailangan ng insentibo. Pinapatakbo mo ang mga node na gusto mo, [gamit] ang isang consensus system."

Ang ideya para sa paggamit ng Hyperledger ng PBFT ay higit pa sa mga asset-based system. Kailangan ang ideya ng isang algorithm para sa consensus at ginagamit ito para ipamahagi ang lahat ng uri ng teknikal na solusyon – hindi lang ang mababang latency, high-speed na solusyon sa pag-iimbak ng file na orihinal na ginawa nito para ibigay.

Maaaring ito ay isang mahusay na paraan ng pagsubok sa kapangyarihan ng mga node na hindi gumagamit ng insentibo upang mabuo ang kanilang lakas. Ano ang mangyayari kung walang ganoong mga reward? Ang mga sistema tulad ng Hyperledger ay naglalayong alamin.

"Kung gagamit ka ng Byzantine Fault Tolerance, pinakamainam na may mga problema sa [katiwalian]. Maaaring matanto ng iba pang mga node ang [isang] node ay hindi kumikilos, at hindi tumugon sa mga mensahe nito," sabi ni Feichtinger.

Pinagkasunduan bilang isang serbisyo

Maaaring may halaga sa pagbibigay ng consensus-as-a-service sa paraan ng pagbebenta ng mga cloud provider ng software-bilang-isang-serbisyo o imprastraktura-bilang-isang-serbisyo. Sa kaso ng Ripple at Stellar, ang consensus ay nagiging medium of value exchange.

Ipinaliwanag ni Feichtinger:

"Katulad ng Google ay nagpapatakbo ng sarili nilang mga DNS server - interes nila na magkaroon ng malusog na DNS. Nangangahulugan ito na mas mabilis nilang maihatid ang kanilang mga ad. Sa tingin ko, ang DNS ay magandang halimbawa para sa mababang antas na protocol na ito. Pagtaas ng kalusugan ng system."

Dahil sa katotohanan na ang mga sistema ng transaksyon na nakabatay sa pinagkasunduan ay nasa eksperimental na yugto pa rin (katulad ng kabuuan ng digital currency), asahan na makakita ng mga karagdagang solusyong tulad nito na lalabas sa merkado. Kung mapatunayan man nila na isang mabubuhay na kapalit sa patunay ng mga sistema ng trabaho ay mauuwi sa ONE bagay: kung ginagamit ang mga ito o hindi.

Si Palmer, na ang paglikha ng Dogecoin ay umaasa sa pantulong na patunay ng trabaho (o 'pagsamahin ang pagmimina') upang ma-secure ang network nito, idinagdag na mayroong mga bago at kongkretong solusyon tulad ng Hyperledger at Stellar. Ang mga ito, kasama ang Ripple, naniniwala siya, ay maaaring makatulong sa pagpapalago ng digital asset ecosystem sa kabuuan.

Nagtapos siya:

"Nasa unahan ang mga kapana-panabik na panahon. Napakagandang makita ang tunay na pagbabago sa espasyo ng digital currency kaysa sa higit pa. Pag-inom ng Kool-Aid.”

Larawan ng susi sa pag-encrypt sa pamamagitan ng Shutterstock