กลไกฉันทามติเป็นแนวคิดหลักในการขุด การบำรุงรักษา และความปลอดภัยของบล็อคเชน มาดูกันว่าพวกเขาคืออะไรและภารกิจของพวกเขาคืออะไร
อะไรคือบทบาทของกลไกฉันทามติ?
กลไกฉันทามติมีอยู่เพราะมีความสำคัญต่อการรักษาข้อตกลง ความไว้วางใจ และความปลอดภัยของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่กระจายอำนาจ
และเนื่องจากบล็อคเชนที่สกุลเงินดิจิทัลทำงานเป็นเครือข่ายแบบกระจายอำนาจ – พวกมันไม่ต้องอาศัยการตรวจสอบจากหน่วยงานกลาง – จำเป็นต้องมีสูตรที่สอดคล้องกันแบบกระจายศูนย์
กลไกเหล่านี้ ซึ่งไม่มีอะไรมากไปกว่าอัลกอริธึมที่ซับซ้อน เป็นหัวใจของความทันสมัย ใช้งานได้จริง และเชื่อถือได้ blockchain.
ความพยายามที่จะสร้างเงินเสมือนจริงในช่วงปี 1980 และ 1990 นั้นมักจะล้มเหลวเสมอ เพราะไม่เคยประสบความสำเร็จในการแก้ปัญหาในการรักษาบล็อคเชนให้อยู่ได้ด้วยตัวเองแบบกระจายอำนาจ
ในที่สุด ปัญหาใหญ่นี้ก็เอาชนะได้ในปี 2008 ด้วยการสร้างซอฟต์แวร์ที่เปิดใช้งาน Bitcoin
เมื่อนามแฝง Satoshi Nakamoto สร้างสกุลเงินดิจิทัลตัวแรก (Bitcoin) เพื่อไม่ให้พึ่งพาบุคคลที่สามและยังคงกระจายอำนาจ เขาได้สร้างกลไกฉันทามติที่เรียกว่า Proof of Work ซึ่งเราจะพูดถึงด้านล่าง
ในปัจจุบัน กลไกฉันทามติที่มีอยู่จะต้องเป็น:
- ที่มีประสิทธิภาพ
- ธรรม
- สามารถทำงานได้ตามเวลาจริง
- การทำงาน
- น่าเชื่อถือ
- ปลอดภัย
- ป้องกันความผิดพลาด
- ซึ่งกระจายอำนาจ
- พึ่งตัวเอง
- การควบคุมตนเอง
มันเยอะไม่ใช่เหรอ? นั่นเป็นสาเหตุที่การแก้ปัญหาที่ซับซ้อนมาก
กลไกฉันทามติใดที่มีอยู่?
อัลกอริธึมฉันทามติมีหลายประเภทและแตกต่างกัน แต่ละขั้นตอนใช้หลักการต่างกัน ที่นี่เราจะตรวจสอบสิ่งสำคัญที่สุดบางส่วน
หลักฐานการทำงาน (PoW):
นี่เป็นครั้งแรกที่เปิดตัวด้วย Bitcoin ยังคงเป็นที่รู้จักกันดีและยังคงเป็นสกุลเงินหลักเช่น Bitcoin หรือ Ethereum (แต่อาจมีการเปลี่ยนแปลงในอนาคตอันใกล้นี้)
ในระบบนี้ “นักขุด” แข่งขันกันเองเพื่อไขปริศนาทางคณิตศาสตร์ขั้นสูงโดยใช้การเข้ารหัส เพื่อให้บล็อกใหม่ที่เพิ่มเข้ามาในเครือข่ายได้รับการยืนยันและถูกต้องตามกฎหมาย
“ผู้ขุด” เป็นโหนดที่ทำการคำนวณ PoW และบล็อกใหม่จะมีแฮชของบล็อกก่อนหน้าเสมอ หากต้องการเปลี่ยนประวัติลูกโซ่ คุณจะต้องเปลี่ยนบล็อกที่มีอยู่ทั้งหมด
เมื่อพูดถึงบล็อคเชนที่ใช้ PoW การโจมตี 51% อธิบายว่าผู้โจมตีสามารถควบคุมแฮชได้มากกว่า 51% หากทำได้ ผู้โจมตีสามารถจัดการข้อมูลบนบล็อคเชนนั้นได้
แต่ความสามารถในการควบคุมมากกว่า 51% ในเครือข่ายที่จัดตั้งขึ้นซึ่งมีโหนดหลายพันโหนดนั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย ไม่ต้องพูดถึงพลังงานจำนวนมหาศาลที่จะทำเช่นนั้น
โมเดลนี้ถูกวิพากษ์วิจารณ์อย่างมากเนื่องจากผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากต้องใช้พลังประมวลผลจำนวนมาก
กระบวนการขุด Bitcoin ใช้ไฟฟ้าประมาณ 91 เทราวัตต์ต่อชั่วโมงต่อปี ซึ่งเกือบจะเหมือนกับหลายประเทศในโลก เช่น ออสเตรียที่มีประชากรเกือบ 9 ล้านคน
การวิจารณ์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งเกี่ยวกับระบบ PoW คือประสิทธิภาพที่ต่ำ เนื่องจากสามารถประมวลผลการทำงานได้ไม่กี่อย่างในเวลาเดียวกัน
ตัวอย่างเช่น เครือข่าย Bitcoin ประมวลผลเพียง 7 ธุรกรรมต่อวินาที เพื่อให้ได้แนวคิด เครือข่ายของ VISA สามารถประมวลผลได้ประมาณ 1,700 ต่อวินาที
ปัจจุบัน Ethereum ยังคงทำงานในรูปแบบ Proof of Work แต่มีแผนที่จะเปลี่ยนเป็นระบบ Proof of Stake (PoS) ซึ่งเราจะกล่าวถึงด้านล่าง การเปลี่ยนแปลงนี้มีการวางแผนสำหรับ 2022
หลักฐานการเดิมพัน (PoS):
Proof of Stake เป็นกลไกสำหรับเหรียญรุ่นล่าสุดที่มีส่วนแบ่งการตลาดมหาศาล กรณีเหล่านี้คือกรณีของ Cardano (ADA), รูปหลายเหลี่ยม (MATIC), Polkadot (DOT), Algorand (ALGO) เป็นต้น
มันถูกมองว่าเป็นทางเลือกแทน PoW เนื่องจากมีต้นทุนการทำธุรกรรมที่ต่ำกว่า ใช้พลังงานน้อยกว่ามาก และมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นมาก
วิธีการทำงานของอัลกอริธึมฉันทามติแตกต่างจาก PoW ที่นี่ไม่มีการขุดและไม่มีรางวัลสำหรับการขุด
หากใน Bitcoin มีรางวัลสำหรับคนแรกที่ยืนยัน/เพิ่มบล็อกใหม่ ที่นี่ใน PoS ใครก็ตามที่บริจาค (เรียกว่าผู้ปลอมแปลงหรือคนขุดแร่) จะได้รับค่าธรรมเนียมการโอน
อัลกอริทึมจะเลือกผู้เข้าร่วมที่มีจำนวนเหรียญเดิมพัน (สงวนไว้) สูงสุดเป็นผู้ตรวจสอบความถูกต้อง โดยสมมติว่าผู้มีส่วนได้ส่วนเสียสูงสุดจะได้รับสิ่งจูงใจเพื่อให้แน่ใจว่าธุรกรรมได้รับการประมวลผล
แนวคิดก็คือผู้ที่มีเหรียญหมุนเวียนมากที่สุดจะมีโอกาสสูญเสียมากที่สุด ดังนั้นพวกเขาจึงอยู่ในตำแหน่งที่จะทำงานเพื่อประโยชน์ของเครือข่าย
เพื่อให้สามารถตรวจสอบธุรกรรมบนเครือข่ายได้ ผู้ใช้จะต้องวางเหรียญไว้ในกระเป๋าเงิน (หรือพื้นที่เฉพาะภายใน) กระเป๋าเงินนี้ 'หยุด' เหรียญ หมายความว่าไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้ในขณะที่กำลังถูกใช้เพื่อสนับสนุนเครือข่าย
ไม่ต้องกลัวว่าจะสามารถถอนออก/ใช้งานได้ตามที่คุณต้องการ
ตามที่คุณอาจเข้าใจแล้ว ในตัวอย่างนี้ คุณต้องมีเหรียญเพื่อเข้าร่วมในการบำรุงรักษาและตรวจสอบเครือข่าย ที่นี่จำเป็นต้องมีการลงทุนเหรียญเริ่มต้น
มาดูตัวอย่างกัน โดยใช้หนึ่งในเหรียญที่เป็นสื่อกลางมากที่สุดในเดือนที่ผ่านมา: Cardano (ADA)
ใครก็ตามที่เป็นเจ้าของ Cardano สามารถเดิมพันและกลายเป็นโหนดตรวจสอบได้ เมื่อ Cardano ต้องการตรวจสอบการบล็อก โปรโตคอล Ouroboros จะเลือกตัวตรวจสอบความถูกต้อง ผู้ตรวจสอบจะตรวจสอบบล็อก เพิ่ม และรับ Cardano สำหรับงานของเขามากขึ้น
อย่างไรก็ตาม หากผู้ตรวจสอบเสนอให้เพิ่มบล็อกด้วยข้อมูลที่ไม่ถูกต้องหรือเป็นอันตราย บล็อกนั้นจะสูญเสียมูลค่าเดิมพันทั้งหมดเป็นค่าปรับ
โปรดทราบว่าภายในรูปแบบ PoS โปรโตคอลที่ผู้ตรวจสอบความถูกต้องเลือกอาจแตกต่างกันอย่างมาก
นี่คือเหตุผลที่ผู้เข้าร่วมส่วนใหญ่เข้าร่วมกลุ่มการปักหลัก เจ้าของกลุ่มการปักหลักสร้างโหนดตรวจสอบและกลุ่มคนรวบรวมเหรียญของพวกเขาเพื่อโอกาสที่ดีกว่าในการชนะบล็อกใหม่
รางวัลจะแบ่งตามจำนวนเหรียญที่คุณตั้งไว้ เจ้าของกลุ่มการปักหลักสามารถได้รับค่าธรรมเนียมเล็กน้อย
นี่คือรูปแบบหนึ่งของรายได้แบบพาสซีฟที่เรียกว่า ปักหลัก และอธิบายโดยละเอียดในบทความ
กลไกที่เป็นเอกฉันท์สองแบบที่พบบ่อยที่สุดในปัจจุบันนี้มีการอภิปรายกันอย่างถี่ถ้วนระหว่างทั้งข้อดีและข้อเสีย ดังนั้นเรามาใส่ทั้งสองไว้ในตารางด้านล่างกัน
| หลักฐานการทำงาน (PoW) | Proof of of Stake (PoS) |
| การขุดถูกกำหนดโดยการคำนวณของคนงานเหมือง | ความน่าจะเป็นของการตรวจสอบบล็อกใหม่นั้นพิจารณาจากจำนวนเหรียญที่เป็นเจ้าของ (ในการปักหลัก) |
| รางวัลจะมอบให้กับผู้ขุดคนแรกที่แก้ปัญหาการเข้ารหัสที่เรียกร้องของแต่ละบล็อก | คุณจะไม่ได้รับรางวัลสำหรับการขุด แต่มีค่าธรรมเนียมจากเครือข่าย |
| เครือข่ายนักขุดแข่งขันกันเองโดยใช้คอมพิวเตอร์สุดขั้วและพลังอำนาจ | ต้นทุนพลังงานลดลงอย่างมากแม้ว่าจะยังมีข้อสงสัยอยู่บ้างเพราะค่อนข้างใหม่ |
| ผู้ใช้ที่เป็นอันตรายจำเป็นต้องสามารถควบคุมพลังการแฮชได้มากกว่า 51 เปอร์เซ็นต์ เพื่อที่จะเปลี่ยนประวัติเครือข่ายทั้งหมด | ผู้ใช้ที่เป็นอันตรายต้องมีเงินเดิมพัน 51% ในเครือข่ายเพื่อโจมตี 51% |
Proof-of-Stake ที่ได้รับมอบหมาย (DPoS):
Proof of Stake ที่ได้รับมอบอำนาจเป็นรูปแบบหนึ่ง (บางคนเรียกว่าวิวัฒนาการ) ของ PoS ที่อธิบายข้างต้น
ที่นี่ ผู้ใช้เครือข่ายโหวตและเลือกผู้รับมอบสิทธิ์เพื่อตรวจสอบบล็อกถัดไป ผู้แทนจะเรียกอีกอย่างว่าพยาน เมื่อใช้ DPoS คุณสามารถลงคะแนนให้ผู้แทนโดยรวบรวมเหรียญของคุณในกลุ่มการปักหลัก ซึ่งเชื่อมต่อกับผู้รับมอบสิทธิ์คนใดคนหนึ่ง คุณไม่ได้โอนเหรียญของคุณไปยังกระเป๋าเงินอื่น แต่ใช้ผู้ให้บริการสำหรับสิ่งนี้
สำหรับแต่ละบล็อกใหม่ จะมีการเลือกจำนวนผู้ได้รับมอบหมายที่จำกัด (โปรโตคอลส่วนใหญ่เลือกระหว่าง 20 ถึง 100) ดังนั้นผู้รับมอบสิทธิ์ในหนึ่งบล็อกอาจไม่ใช่ผู้รับมอบสิทธิ์ในบล็อกถัดไป
ตัวแทนที่ได้รับการเลือกตั้งจะได้รับค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมของบล็อกที่ตรวจสอบแล้ว จากนั้นรางวัลนั้นจะถูกแบ่งปันกับผู้ใช้ที่จองเหรียญของพวกเขาไว้ในกลุ่มการปักหลักของผู้ได้รับมอบหมายที่ประสบความสำเร็จ ยิ่งเดิมพันมากเท่าไหร่ ส่วนแบ่งของรางวัลบล็อกที่ได้รับก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
เนื่องจากเป็นวิวัฒนาการโดยตรงของ PoS จึงช่วยให้ทำธุรกรรมได้ราคาถูกลง ปรับขนาดได้มากขึ้น และประหยัดพลังงานได้อย่างยอดเยี่ยม
นอกจากนี้ยังถือว่าเป็นวิธีการที่เป็นประชาธิปไตยมากขึ้นในการเลือกว่าใครเป็นผู้ตรวจสอบความถูกต้องของกลุ่มต่อไป แต่ด้วยเหตุนี้จึงมีการรวมศูนย์บางส่วนซึ่งเป็นข้อเสีย
เหรียญบางส่วนที่ใช้อัลกอริทึมนี้คือ EOS หรือ BitShares
หลักฐานประวัติศาสตร์ (PoH):
Proof-of-History จนถึงปัจจุบันใช้เพียงเหรียญเดียว: Solana (SOL) แต่เนื่องจากมันไม่ใช่แค่เหรียญใดๆ และโซลานาเป็นบล็อกเชนระดับโลกที่มีศักยภาพมหาศาล นี่จึงเป็นหนึ่งในกลไกที่เป็นเอกฉันท์ที่จะได้รับการแก้ไขด้วย
ด้วยกลไกนี้ แทนที่จะอาศัยการประทับเวลาของธุรกรรม คุณจะต้องพิสูจน์ว่าธุรกรรมนั้นเกิดขึ้นก่อนและหลังเหตุการณ์
PoH เป็นฟังก์ชันหน่วงเวลาตรวจสอบความถี่สูง ฟังก์ชันการหน่วงเวลาที่ตรวจสอบได้ต้องใช้จำนวนขั้นตอนตามลำดับที่เฉพาะเจาะจงในการประเมิน แต่ให้ผลลัพธ์ที่ไม่เหมือนใครซึ่งสามารถตรวจสอบได้อย่างมีประสิทธิภาพและเปิดเผยต่อสาธารณะ
โปรโตคอลนี้แตกต่างจากรูปแบบปัจจุบันของโครงสร้างพื้นฐาน blockchains ที่เราได้พูดถึงโดยที่ไม่พึ่งพาการผลิตแบบต่อเนื่องของบล็อกที่ล่าช้าโดยรอการยืนยันผ่านเครือข่ายก่อนที่จะดำเนินการต่อไป
สำหรับผู้เชี่ยวชาญบางคน PoH แสดงถึงความก้าวหน้าขั้นพื้นฐานในโครงสร้างของเครือข่ายที่เกี่ยวกับความเร็วและความจุ
หลักฐานความจุ (PoC):
ที่นี่ นักขุดใช้ที่เก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์แทนวิธีการขุดแบบ Proof of Work (PoW) ทั่วไป ซึ่งเกี่ยวข้องกับการคำนวณแบบถาวรและใช้พลังงานมากกว่ามาก
เช่นเดียวกับรูปแบบอื่นๆ รูปแบบนี้เกิดขึ้นโดยมุ่งเน้นที่การต่อสู้กับการใช้พลังงานที่ไร้สาระของระบบ PoW
โปรโตคอล PoC ประกอบด้วยกระบวนการสองขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับการจัดสรรครั้งแรกแล้วจึงขุด
PoC อนุญาตให้อุปกรณ์การขุด หรือที่เรียกว่าโหนด บนเครือข่าย ใช้พื้นที่ว่างบนฮาร์ดไดรฟ์เพื่อขุด cryptocurrencies ที่มีอยู่
แทนที่จะเปลี่ยนตัวเลขซ้ำๆ ในส่วนหัวของบล็อกและทำซ้ำแฮชสำหรับค่าโซลูชันเช่นเดียวกับในระบบ PoW PoC ทำงานโดยจัดเก็บรายการโซลูชันที่เป็นไปได้ในฮาร์ดไดรฟ์ของอุปกรณ์ขุด แม้กระทั่งก่อนที่กิจกรรมการขุดจะเริ่มต้นขึ้น
ยิ่งฮาร์ดดิสก์มีขนาดใหญ่เท่าใด ค่าโซลูชันก็จะยิ่งสามารถเก็บไว้ในฮาร์ดดิสก์ได้มากเท่านั้น โอกาสที่นักขุดจะต้องตรงกับค่าแฮชที่ต้องการในรายการของเขามากขึ้น ส่งผลให้มีโอกาสได้รับรางวัลการขุดมากขึ้น
สามารถใช้ดิสก์ใดก็ได้ รวมถึงระบบที่ใช้ Android
ไม่จำเป็นต้องใช้ฮาร์ดแวร์เฉพาะ (และมักจะมีราคาแพง) หรืออัพเกรดดิสก์ของคุณอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากข้อมูลที่ใช้สามารถลบออกเพื่อใช้งานอีกครั้งได้อย่างง่ายดาย
จนถึงปัจจุบันยังไม่มีการนำวิธีการนี้ไปใช้มากนัก เหรียญที่ใช้คือ Chia, Burst และ Storj
กลไกฉันทามติ: บทสรุป
แก่นแท้ของบล็อคเชนคือกลไกหนึ่งที่เป็นเอกฉันท์ดังกล่าว
อัลกอริธึมฉันทามติช่วยให้ผู้เข้าร่วมเครือข่ายเห็นด้วยกับเนื้อหาของบล็อคเชนในลักษณะที่กระจายออกไปและไม่ต้องพึ่งพาเอนทิตีระดับอุดมศึกษาหรือส่วนกลาง
อย่าคิดว่าเราได้ครอบคลุมพวกเขาทั้งหมดแล้ว เนื่องจากมีเพียงไม่กี่โหลและรูปแบบที่หลากหลาย แต่เราได้ครอบคลุมกลไกที่เป็นเอกฉันท์หลักในปัจจุบันอย่างแน่นอน
แม้ว่าโปรโตคอล Proof of Work และ Proof of Stake จะเป็นโปรโตคอลที่ควบคุมอยู่ในปัจจุบัน แต่ก็ควรค่าแก่การจดจำว่าเทคโนโลยีทั้งหมดนี้ยังคงเป็น 'สีเขียว' และเราจะยังคงเห็นการปรับปรุงและการอัปเดตมากมาย
เราอาจมีกลไกที่เป็นเอกฉันท์ที่ยังไม่ได้สร้างขึ้นและจะครอง cryptocurrencies ในอนาคต
