Mit takar a blokklánc konszenzusmechanizmusa fogalom?

Képzeld el, hogy egy hadsereg parancsnoka vagy, amely több katonai szakaszból áll, és mindegyik különböző ledobási pontra van telepítve. Egyetlen megerősített területet tervezel megtámadni egy meghatározott időpontban. Ehhez össze kell hangolnod a műveletet minden egyes szakaszoddal, hogy mindannyian ismerjék a pontos időpontot, helyszínt és cselekvési tervet.

Ez azonban számos problémát vet fel. Mi történik, ha egy vagy több szakasz az utolsó pillanatban visszavonul? Mi van, ha túl korán támadnak? Mi van, ha rossz helyszínre érkeznek? Mi van, ha egy szakaszban árulók vannak, akik megpróbálják szabotálni a tervet? 

Ahhoz, hogy a támadás sikeres legyen, létfontosságú, hogy mindenki egyhangú megállapodásra jusson – más néven konszenzusra – a tervet illetően. Ez a példa a Bizánci tábornokok problémáján alapul; egy 1982-ben publikált koncepción, amely bemutatja, milyen nehézségekbe ütközik egy olyan robusztus kommunikációs rendszer kiépítése, ahol feltételezhető, hogy a rendszer résztvevői esetleg nem őszintén járnak el. 

A Bitcoin lett az első decentralizált rendszer, amely megoldotta ezt a régóta fennálló problémát egy úgynevezett konszenzusmechanizmus bevezetésével.

A blokklánc-konszenzusmechanizmus egy olyan automatizált rendszer, amely két fő cél elérésére törekszik.

1. Biztosítja, hogy a hálózati validátorok elosztott, vezető nélküli közössége hatékonyan és egyhangúlag meg tudjon egyezni a blokkláncfőkönyvben szereplő új és meglévő adatokkal kapcsolatban.
    
2. Biztosítja, hogy minden hálózati validátor betartsa a protokoll szabályait, és becsületesen lássa el a feladatát.

Az adatvalidálás az új információk pontosságának és érvényességének ellenőrzését jelenti. Ez rendkívül fontos egy decentralizált rendszerben, különösen egy decentralizált monetáris rendszerben. Ha érvénytelen tranzakciós információ kerülhetne be a blokkláncba, például hamis egyenleg vagy dupla költéses tranzakció formájában, az teljes mértékben aláásná az adott adatbázis integritását.

Integritással nem rendelkező adatbázisban senki sem bízna meg, és senki sem használná.

Van még egy másik kulcsfontosságú probléma is, amelynek megoldására a konszenzusmechanizmusokat használják: a hálózatbiztonság. 

Satoshi Nakamoto, a Bitcoin megalkotója, elsőként ismerte fel, hogy a konszenzusmechanizmusok hatékony rendszerként is szolgálhatnak arra, hogy elrettentsék a rosszindulatú szereplőket attól, hogy többségi támadással próbálják átvenni a hálózat irányítását (a hálózat több mint 50%-ának megszerzésével). Ez forradalmi újítás volt, és hozzájárult ahhoz, hogy a Bitcoin-protokoll az első globálisan életképes decentralizált kriptovaluta legyen.

Bár számos különböző típusú konszenzusmechanizmust alkalmaznak a különböző blokkláncok, többségük alapvetően úgy működik, hogy megköveteli a validátor csomópontoktól, hogy valamilyen befektetést eszközöljenek és/vagy bizonyos mértékű erőfeszítést tegyenek, mielőtt jogot kapnának új adatblokkok javaslására és validálására.

Az alapelv egyszerű. Azok a validátorok, akik saját idejüket és pénzüket fektették a hálózatban való részvételbe, elméletileg kevésbé valószínű, hogy megpróbálják megrontani azt, mivel van veszítenivalójuk.

Röviden, a konszenzusmechanizmusok olyan rendszerek, amelyek kényszerítés (büntetés kilátásba helyezése) és/vagy ösztönzés (jutalom szerzése a megfelelő magatartásért) révén arra ösztönzik a validátorokat, hogy betartsák a szabályokat.

Ahogyan említettük, a mai kriptoiparban számos különböző módszert alkalmaznak a különböző blokkláncok a konszenzus elérésére.

A két legnépszerűbb azonban az úgynevezett proof-of-work (PoW) és proof-of-stake (PoS) konszenzusmechanizmus.

A Proof-of-work az a konszenzusmechanizmus, amelyet a Bitcoin és számos más kriptovaluta használ. 

Eredetileg 1993-ban fejlesztette ki Cynthia Dwork és Moni Naor informatikus az e-mail-spam megelőzésére, majd Nakamoto átvette a koncepciót, és egy decentralizált monetáris rendszerben való alkalmazásra alakította át.

A PoW úgy működik, hogy megköveteli a validátoroktól, az úgynevezett „bányászoktól”, hogy számítástechnikai eszközöket vásároljanak, béreljenek vagy kiszervezzenek, és ezt a teljesítményt egy kriptográfiai alapú verseny megnyerésére irányítsák jutalomért cserébe. Ez a folyamat közismertebb nevén kriptobányászat.

A bányászat teljes részleteit itt találod.

Azzal, hogy megköveteli a validátoroktól a számítástechnikai eszközökbe történő befektetést és az azok működtetésével járó folyamatos költségek fedezését, a PoW mögötti elképzelés az, hogy a potenciális rosszindulatú szereplőket elriassza a szükséges erőfeszítéstől. Hasonlóképpen, a blokkjutalmak ösztönző rendszere – vagyis a bányászati verseny megnyerésével megszerezhető jutalmak – azt jelenti, hogy a becsületes részvétel megfelelően jutalmazható.

A biztonság szempontjából, ahogy egyre több bányász csatlakozik a hálózathoz és az eszközök egyre fejlettebbé válnak, a Bitcoin-blokklánc elleni támadás költsége exponenciálisan növekszik. Ennek oka, hogy az elkövetőnek rendkívül nagy mennyiségű számítási kapacitást kellene biztosítania ahhoz, hogy 51%-os többséget szerezzen a hálózat többi részével szemben. Még ekkor sem lenne garancia arra, hogy tízpercenként megnyerné a bányászati versenyt, és így sikeresen létrehozhatna egy érvénytelen új blokkláncot.

A proof-of-stake egy viszonylag új típusú konszenzusmechanizmus, amelyet Sunny King és Scott Nadal vezetett be 2012-ben. A proof-of-work mechanizmushoz hasonlóan a PoS ugyanazokat az alapvető célokat valósítja meg, de egy teljesen eltérő módon.

Ahhoz, hogy valaki validátorrá váljon egy PoS-alapú blokkláncon, a résztvevőknek meg kell vásárolniuk és egy okosszerződésben le kell kötniük az adott projekt natív kriptovalutájának egy meghatározott mennyiségét. Ezt nevezik stakingnek.

A staking okosszerződés lényegében letéti számlaként működik, és a tokeneket egy meghatározott vagy változó időtartamra zárolja az adott blokklánc-protokoll feltételeitől függően.

A validátorokat a protokoll véletlenszerűen választja ki új blokkok javaslatára meghatározott időszakokon belül – ezeket gyakran epochnak nevezik. A stakelők növelhetik annak valószínűségét, hogy kiválasztják őket új blokkok javaslatára, ha növelik a stakingre szánt tokenek vagy coinok mennyiségét.

Ez a rendszer a lottóhoz hasonlóan működik, ahol minél több szelvénnyel rendelkezel, annál nagyobb az esélyed a főnyereményre. Ugyanakkor, akárcsak a lottón, itt sincs garancia arra, hogy minden alkalommal nyersz. Valaki egyetlen szelvénnyel is legyőzhet olyat, akinek több ezer lottószelvénye van. Ugyanez igaz a kriptostakingre is.

A Peercoin volt az első kriptovaluta, amely ezt a mechanizmust alkalmazta, bár talán a Ethereum a legismertebb példa a PoS-alapú blokkláncra, miután 2022-ben befejezte a PoW-ról való átállását.

A tokenek zárolásán túl egyes PoS konszenzusmechanizmusok, például az Ethereum által használt, büntetéseket is alkalmaznak a tisztességtelen magatartásért egy „slashing” nevű folyamat keretében. 

Ha a protokoll rosszindulatú tevékenységet gyanít, a zárolt összegeket részben vagy egészben, előzetes figyelmeztetés nélkül elkobozhatják, vagyis „megvághatják”. Ez kényszerítő módon visszatartja a rosszindulatú viselkedést, és segít biztosítani, hogy a hálózat minden résztvevője betartsa a szabályokat.

A PoW és a PoS mellett több tucatnyi eltérő konszenzusmechanizmus is megjelent, amelyek az előbb említett mechanizmusok új vagy hibrid változatai. Mindegyik különböző módon próbálja megoldani a Bizánci tábornokok problémáját. Ide tartoznak az alábbiak:

• Proof-of-Activity (PoA)
• Proof-of-History (PoH)
• Proof-of-Importance (PoI)
• Proof-of-Capacity (PoC)
• Proof-of-Burn (PoB)
• Proof-of-Authority (PoA)
• Delegated Proof-of-Stake (DPoS)
• Proof-of-Elapsed Time (PoET)

Bár nincs egyértelmű győztes a legjobb konszenzusmechanizmus tekintetében, sokan a PoS- és a PoW-rendszereket tartják a leghatékonyabbnak.

A PoW (bányászat) fő előnye a PoS-szal (staking) szemben az, hogy jelentősen nagyobb biztonságot nyújt az 51%-os többségi támadásokkal szemben. Ugyanakkor a bányászok összességében hatalmas mennyiségű energiát használnak fel ennek a magas szintű biztonságnak az eléréséhez, ami miatt az elmúlt években számos környezetvédő, szabályozó hatóság és globális vállalat komoly aggodalmát fejezte ki. A PoW energiafelhasználása összetett téma, amelyet részletesebben is bemutattunk a Kriptomítoszok megdöntése: „A Bitcoin tönkreteszi a környezetet.” című cikkünkben.

A PoS ezzel szemben jelentősen energiahatékonyabb. A stakinghez nincs szükség nagy energiafogyasztású gépekre, és több blokk is validálható párhuzamosan olyan skálázási megoldások révén, mint a sharding. 

Ennek ellenére egyik megoldás sem tökéletes, és mindkettőnek megvannak a saját centralizációs problémái. Mindkét esetben azok, akik több tőkével rendelkeznek, tisztességtelen előnyre tehetnek szert a hálózat többi résztvevőjével szemben.

A PoW rendszerekben a nagy bányászvállalatok uralják az iparágat, és pénzügyileg megvalósíthatatlanná teszik a kisebb, hobbi bányászok részvételét. 

A PoS rendszerekben azok, akik hatalmas mennyiségű tokent stakelnek, jóval nagyobb eséllyel javasolhatnak új blokkokat és szerezhetnek jutalmat, mint a hálózat többi résztvevője.

Mindazonáltal érvelhető, hogy ez a legtöbb – ha nem az összes – konszenzusmechanizmus természetes velejárója.

Most, hogy mindent tudsz a konszenzusmechanizmusokról, készen állsz megtenni a következő lépést, és kriptót vásárolni a Krakennel? Kattints az alábbi gombra, és fektess be kriptovalutába a Krakenen még ma!