Apakah mekanisme konsensus blok rantai?

Bayangkan anda ialah komander sebuah tentera yang terdiri daripada beberapa platun askar, setiap platun diletakkan di titik penghantaran yang berbeza. Anda merancang untuk menyerang satu kawasan berkubu pada waktu tertentu. Untuk melakukan serangan ini, anda mesti menyelaraskan dengan setiap platun anda untuk memastikan mereka semua tahu waktu, lokasi dan rancangan tindakan yang betul.

Tetapi ini menimbulkan beberapa masalah. Bagaimana jika satu atau berbilang platun memutuskan untuk berundur pada saat-saat akhir? Bagaimana jika mereka menyerang terlalu awal? Bagaimana jika mereka tiba di lokasi yang salah? Bagaimana jika terdapat pengkhianat dalam satu platun yang cuba mensabotaj rancangan? 

Untuk menjayakan serangan ini, semua orang perlu mencapai persetujuan sebulat suara— juga dikenali sebagai mencapai konsensus— mengenai rancangan itu. Contoh ini berdasarkan Masalah Jeneral Byzantine; satu konsep yang diterbitkan dalam kertas kerja 1982 yang menggambarkan masalah membina sistem komunikasi yang kukuh yang peserta yang diandaikan dalam sistem itu mungkin bertindak tidak jujur. 

Bitcoin menjadi sistem ternyahpusat pertama yang menyelesaikan masalah yang berpanjangan ini dengan melaksanakan sesuatu yang dipanggil mekanisme konsensus.

Mekanisme konsensus blok rantai ialah sejenis sistem automatik yang bertujuan untuk mencapai dua objektif utama.

1. Memastikan komuniti pengesah rangkaian yang teragih dan tanpa pemimpin dapat bersetuju dengan cekap dan sebulat suara mengenai data baharu dan sedia ada dalam lejar blok rantai.
    
2. Memastikan semua pengesah rangkaian mengikuti peraturan protokol dan melaksanakan peranan mereka dengan jujur.

Pengesahan data merujuk kepada pengesahan bahawa maklumat baharu adalah tepat dan sah. Ini sangat penting dalam sistem ternyahpusat, terutamanya sistem kewangan ternyahpusat. Jika maklumat transaksi yang tidak sah dibenarkan untuk ditambahkan pada blok rantai seperti baki palsu atau transaksi perbelanjaan berganda, integriti pangkalan data itu akan terjejas sepenuhnya.

Tanpa pangkalan data yang penting, tiada sesiapa yang akan mempercayai dan menggunakan pangkalan data itu.

Terdapat juga satu lagi masalah utama yang mekanisme konsensus digunakan untuk selesaikan: keselamatan rangkaian. 

Satoshi Nakamoto, pencipta Bitcoin, adalah yang pertama menyedari bahawa mekanisme konsensus juga boleh berfungsi sebagai sistem yang berkesan untuk menghalang pelaku jahat daripada cuba mengambil alih rangkaian melalui serangan majoriti (mengawal lebih daripada 50% rangkaian). Ini ialah inovasi yang revolusioner dan yang mengukuhkan protokol Bitcoin sebagai mata wang kripto ternyahpusat pertama yang boleh digunakan secara global.

Walaupun terdapat banyak jenis mekanisme konsensus yang digunakan oleh pelbagai blok rantai, kebanyakan daripada jenis itu secara asasnya berfungsi dengan memerlukan nod pengesah untuk membuat sejenis pelaburan dan/atau mengeluarkan sejumlah usaha sebelum diberikan hak untuk mencadangkan dan mengesahkan blok data baharu.

Idea di sebalik ini adalah mudah. Pengesah yang telah melaburkan masa dan wang mereka sendiri untuk menyertai rangkaian secara teorinya kurang berkemungkinan untuk cuba merosakkannya kerana mereka berisiko kehilangan sesuatu jika mereka melakukannya.

Secara ringkas, mekanisme konsensus ialah sistem yang menggalakkan pengesah untuk mematuhi peraturan melalui paksaan (ancaman hukuman) dan/atau insentif (mendapat ganjaran untuk tingkah laku baik).

Seperti yang telah kami sebutkan, terdapat banyak kaedah berbeza yang digunakan oleh pelbagai blok rantai untuk mencapai konsensus dalam industri kripto hari ini.

Namun, dua kaedah yang paling popular dikenali sebagai mekanisme konsensus bukti kerja (PoW) dan bukti pertaruhan (PoS).

Bukti kerja ialah mekanisme konsensus yang digunakan oleh bitcoin dan pelbagai mata wang kripto lain. 

Pertama kali dibangunkan pada tahun 1993 oleh saintis komputer, Cynthia Dwork dan Moni Naor, sebagai cara untuk mencegah spam e-mel, Nakamoto mengambil konsep ini dan mengadaptasikannya untuk digunakan dalam sistem kewangan ternyahpusat.

PoW berfungsi dengan memerlukan pengesah, yang dipanggil "pelombong", untuk membeli, menyewa atau menyumberluarkan peralatan pengkomputeran dan mengarahkan kuasa itu untuk memenangi pertandingan berasaskan kriptografi sebagai pertukaran untuk ganjaran. Proses ini lebih dikenali sebagai perlombongan kripto.

Butiran penuh tentang perlombongan boleh didapati di sini.

Dengan memerlukan pengesah melabur dalam peralatan pengkomputeran dan menampung kos berterusan yang berkaitan dengan pengendaliannya, idea di sebalik PoW adalah bahawa kemungkinan agen berniat jahat akan dihalang daripada melalui semua usaha itu. Begitu juga, struktur insentif ganjaran blok— ganjaran yang diperoleh selepas memenangi pertandingan perlombongan— bermakna penyertaan yang jujur boleh diberikan pampasan yang berbaloi.

Dari segi keselamatan, apabila lebih banyak pelombong menyertai rangkaian dan kecanggihan peralatan meningkat, kos untuk menyerang blok rantai Bitcoin meningkat secara eksponen. Hal ini kerana seorang pelaku perlu mendapatkan sejumlah besar kuasa pengkomputeran untuk memperoleh majoriti 51% ke atas seluruh rangkaian. Walaupun begitu, tiada jaminan mereka akan memenangi pertandingan perlombongan setiap sepuluh minit untuk berjaya menubuhkan rantai blok baharu yang tidak sah.

Bukti pertaruhan ialah sejenis mekanisme konsensus yang agak baharu yang diperkenalkan oleh Sunny King dan Scott Nadal pada tahun 2012. Seperti bukti kerja, PoS memenuhi objektif utama yang sama bagi mekanisme konsensus tetapi dengan cara yang unik dan berbeza.

Untuk menjadi pengesah pada blok rantai berasaskan PoS, peserta dikehendaki membeli dan mengunci sejumlah mata wang kripto asli projek yang sepadan dalam kontrak pintar. Ini dikenali sebagai pertaruhan.

Kontrak pintar pertaruhan pada dasarnya bertindak seperti akaun escrow dan mengunci token untuk tempoh tetap atau berubah-ubah bergantung pada syarat khusus setiap protokol blok rantai.

Pengesah dipilih secara rawak oleh protokol untuk mencadangkan blok baharu dalam slot masa yang ditetapkan—biasanya dipanggil epoch. Orang yang bertaruh boleh meningkatkan kemungkinan dipilih untuk mencadangkan blok baharu dengan meningkatkan jumlah token atau syiling yang didedikasikan untuk penguncian.

Sistem ini berfungsi dengan cara yang serupa dengan sistem loteri, iaitu semakin banyak tiket yang anda miliki, semakin besar peluang anda untuk memenangi cepumas. Tetapi sekali lagi, tiada jaminan anda akan menang setiap kali, sama seperti loteri. Seseorang dengan satu tiket masih boleh mengalahkan seseorang dengan ribuan tiket loteri. Perkara yang sama berlaku untuk pertaruhan kripto.

Peercoin ialah mata wang kripto pertama yang menampilkan mekanisme ini, walaupun Ethereum mungkin ialah contoh blok rantai PoS yang paling terkenal selepas menyelesaikan peralihan daripada PoW pada tahun 2022.

Selain mengunci token, beberapa mekanisme konsensus PoS seperti yang digunakan oleh Ethereum memberikan penalti untuk tingkah laku tidak jujur melalui proses yang dipanggil “slashing.” 

Jika protokol mengesyaki aktiviti berniat jahat, dana yang dikunci seseorang boleh dirampas, atau “slashed,” sebahagian atau sepenuhnya tanpa amaran. Ini menghalang tingkah laku buruk secara paksaan dan memastikan semua peserta rangkaian mematuhi peraturan.

Selain PoW dan PoS, terdapat puluhan mekanisme konsensus yang berbeza yang mewakili versi novel atau hibrid mekanisme yang disebutkan di atas. Setiap percubaan untuk menyelesaikan Masalah Jeneral Byzantine dengan pelbagai cara. Yuran-yuran ini termasuk:

• Bukti Aktiviti (PoA)
• Bukti Sejarah (PoH)
• Bukti Kepentingan (PoI)
• Bukti Kapasiti (PoC)
• Bukti Hangus (PoB)
• Bukti Kuasa (PoA)
• Bukti Pertaruhan Diwakilkan (DPoS)
• Bukti Masa Berlalu (PoET)

Walaupun tiada pemenang yang jelas dari segi mekanisme konsensus terbaik, ramai yang menganggap sistem PoS dan PoW sebagai yang paling berkesan.

Kelebihan utama PoW (perlombongan) berbanding dengan PoS (pertaruhan) adalah bahawa mekanisme itu menawarkan keselamatan yang jauh lebih tinggi terhadap 51% serangan majoriti. Namun, sejumlah besar tenaga digunakan secara kolektif oleh pelombong untuk mencapai keselamatan tinggi ini; sesuatu yang telah menimbulkan kebimbangan besar dalam kalangan banyak aktivis alam sekitar, pengawal selia dan perniagaan global dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Penggunaan tenaga PoW ialah topik yang kompleks dan sesuatu yang kami bincangkan dengan lebih mendalam dalam artikel kami Menghapuskan Mitos Kripto: “Bitcoin Memusnahkan Alam Sekitar."

Sebaliknya, PoS jauh lebih cekap dari segi tenaga. Tiada mesin yang menggunakan banyak elektrik diperlukan untuk pertaruhan dan berbilang blok mempunyai potensi untuk disahkan secara serentak melalui penyelesaian penskalaan seperti sharding. 

Walau bagaimanapun, kedua-duanya tidak sempurna dan kedua-duanya mempunyai masalah pemusatan masing-masing. Dalam kedua-dua kes, mereka yang mempunyai wang paling banyak boleh mendapatkan kelebihan yang tidak adil berbanding dengan peserta lain dalam rangkaian.

Dalam sistem PoW, syarikat perlombongan besar mendominasi industri dan menjadikannya tidak berdaya dari segi kewangan bagi pelombong hobi kecil untuk mengambil bahagian. 

Dalam sistem PoS, mereka yang mempertaruhkan jumlah token yang besar jauh lebih berkemungkinan untuk mencadangkan blok baharu dan memperoleh ganjaran berbanding dengan semua orang lain dalam rangkaian.

Walau bagaimanapun, boleh dikatakan bahawa ini ialah hasil sampingan semula jadi bagi kebanyakan, jika tidak semua, mekanisme konsensus.

Kini anda sudah mengetahui tentang mekanisme konsensus, adakah anda bersedia untuk mengambil langkah seterusnya dan membeli beberapa kripto dengan Kraken? Klik butang di bawah untuk melabur dalam mata wang kripto di Kraken hari ini!