Algoritmer och protokoll som används i Blockchain – crypto.news

Det finns knappast några komponenter i blockchain som är viktigare än algoritmer och protokoll. En mer definitiv fras för båda skulle vara "de är motorerna för blockchain". När Bitcoin introducerades för världen 2009 blev termer som konsensusprotokoll vanligare för allmänheten. Det är det enda sättet decentraliserade system kan komma överens om att köra en process.

Definition av nyckelbegrepp

Först till kvarn, vad är en algoritm? Vad är ett protokoll? En algoritm hänvisar till en uppsättning regler eller processer som ska följas under en process för att lösa problem som beräkningar. De är oftast tillämpliga i men inte begränsade till datorer.

Ett protokoll å andra sidan är det fastställda förfarandet eller regelsystemet som styr implementeringen av något. Ett konsensusprotokoll är i sin tur tänkt att styra vad en blockkedja ska innehålla vid varje given tidpunkt. Det viktigaste av det som bestäms är om ett block som läggs till är det som är överens om av alla noder i nätverket. Termerna konsensusprotokoll och konsensusalgoritm kan användas omväxlande.

Consensus Protocol/ Consensus Algoritm 

Som har konstaterats spelar ett konsensusprotokoll en nyckelroll för att avgöra vilka block som läggs till i en blockkedja. Det är denna bestämning via överenskommelser från alla noder i blockchain-nätverket som kallas det nätverk som verifierar en transaktion. 

Processen är oumbärlig för blockchain som fungerar som ett system av decentraliserade reskontra. Det är också det som säkerställer blockkedjans integritet, vilket gör det mycket svårt för en aktör att fuska eller hacka systemet. Man måste slå 51% attackregeln för att kunna ändra ett block och lura systemet. Det är högst osannolikt, särskilt för alla större blockchain-nätverk eftersom man måste kontrollera tusentals datornoder åt gången. Det är dock ingen omöjlighet.

De viktigaste typerna av konsensusprotokoll

Det finns dock inget enhetligt konsensusprotokoll där ute. Utrymmet i sig har uppnått enorma innovationer och förändringar genom åren. Varje nytt konsensusprotokoll ger blockkedjan dess egenskaper, och ibland ett försprång gentemot tidigare blockkedjesystem. Nyckeln bland kanterna är hur blockkedjan löser sårbarheten på 51% attack eller hur man kan förbättra transaktionshastigheten. Nedan är de två huvudtyperna av konsensusprotokoll.

Bevis på arbete

Konsensusprotokollet för bevis på arbete var det första som användes i blockchain, efter att ha varit i de första blockkedjorna som Bitcoin och Litecoin. Protokollet fungerar för att validera transaktioner via beräkning av hashvärden. 

För att beräkna ett hashvärde måste en gruvarbetare lösa ett svårt kryptografiskt pussel. Ett visst antal efterföljande nollor som finns i hashvärdet är det som processen syftar till. Siffran som genererar hashvärdet med det angivna antalet avslutande nollor i hashfunktionen kallas nonce.

Konsensusprotokollet är utformat för tillståndslösa offentliga reskontra. För att nå konsensus används beräkningskraften från noderna i systemet för att lösa ett kryptografiskt pussel och generera hasharna. 

Blocken är ordnade linjärt, vart och ett representerar en grupp av transaktioner. Varje transaktion i blocket valideras och signeras digitalt med hjälp av varje användares privata och publika nycklar.

Nackdel

PoW är mycket krävande när det gäller makt. Processen att bryta Bitcoin förbrukar till exempel mer ström än Argentina. Andra nyare protokoll är mindre energikrävande i jämförelse.

Bevis på insats

Protokollet för bevis på insats är också bland de äldsta som används i blockchain. Ethereum, som är den 2:a största blockkedjan, markerade framväxten av toppspelare som valde protokollet. 

Till skillnad från bevis på arbete genereras inga hashs av gruvarbetare. För att validera en transaktion tilldelas varje gruvarbetare ett block. De i sin tur måste avsätta en viss del av sina kryptoinnehav för att börja validera. Processen är känd som staking, därav namnet bevis på insats. Efter framgångsrik validering av en transaktion tilldelas gruvarbetaren krypton de tidigare hade satsat samt transaktionsavgifter.

Gruvarbetarna som gör valideringen väljs ut enligt deras ekonomiska andel i blockchain-nätverket. Genom att göra det kan protokollet decentralisera gruvcentra samt ge alla deltagare i blockkedjan en insatsmöjlighet. Överdriven elförbrukning är begränsad.

Nackdel

PoS ökar säkerhetssårbarheterna. En angripare behöver kontrollera drygt 50 % av alla noder jämfört med 51 % i PoW. Det finns också risk för en mutattack. En angripare kan ångra ett offers transaktion och sedan muta angripare för att validera transaktionen.

Andra användningar av algoritmer och protokoll i blockchain

Medan konsensusprotokoll är den primära tillämpningen av protokoll och algoritmer i en blockkedja finns det andra användningsfall. Den första är när man gör affärer. Kryptohandelsalgoritmer utför handelsorder med hjälp av automatiserade handelsinstruktioner. Instruktionerna är förprogrammerade och utformade för att ta hänsyn till viktiga variabler som tid, handelsvolym och priser.

Den andra användningen av algoritmer är i form av smarta kontrakt. De är självutförande kontrakt mellan två parter och skrivs direkt in i programmets kod. De är oumbärliga i det decentraliserade finansområdet, som råkar vara det mest levande utrymmet i blockchain för närvarande. Det är ansvarigt för skapandet av tokens och deras omfattande innovationer som Non-Fungible Tokens (NFTs)

Ta bort

Algoritmer och protokoll är kanske den viktigaste aspekten av kryptovalutor. De utgör ryggraden i de mest grundläggande blockchain-operationerna.

Via konsensusprotokoll bestämmer algoritmer och protokoll hur transaktioner valideras av det stora nätverket av decentraliserade noder. De förbättrar säkerheten för själva blockkedjan och gör den manipuleringssäker. De två huvudsakliga konsensusprotokollen, Proof of Work och Proof of Stake, är väl förklarade. Många fler finns såsom bevis på utrymme, bevis på förfluten tid, etc.

Handelsalgoritmer och smarta kontrakt representerar andra sätt som algoritmer är avgörande för blockkedjor. Sådan kunskap är avgörande för alla som är intresserade av Blockchain-teknik.