Energieffektivitet i blockchain-konsensus

Författare: Roger Morrison
Skapelsedatum: 28 September 2021
Uppdatera Datum: 21 Juni 2024
Anonim
4. Blockchain Basics & Consensus
Video: 4. Blockchain Basics & Consensus

Innehåll


Källa: iStock

Hämtmat:

Cryptocurrency gruvdrift och algoritm hashing använder enorma mängder energi, och storskalig antagande av cryptocurrency kan ha storskaliga konsekvenser för miljön.

Efter att bitcoin whitepaper först publicerades 2008, verkade utsikterna för livskraftig digital valuta plötsligt realistiskt, om inte oundvikligt, för ett växande antal människor. Den globala ekonomin var i fara, och centralbankerna var föremål för en bred populistisk ire. Dessa faktorer har bidragit till att driva intresset för bitcoin som en relativt decentraliserad valuta, liksom dess underliggande peer-to-peer-teknik (nu känd som ”blockchain”). Men proof of work (PoW) -mekanismen som validerar transaktioner i bitcoin-huvudboken kommer med energiförbrukningskostnader som ökar exponentiellt när nätverket expanderar. Nyare blockchain-konsensusmekanismer behandlar denna fråga, bland de främsta som bevis på insatser (PoS).


Poängen med en blockchain-konsensusmekanism, generellt sett, är att tillhandahålla ett tillförlitligt validering och feltolerans till ett peer-to-peer-nätverk. Detta är till stor del hur bitcoin har lyckats få så betydande fart som en valuta. Genom att lösa problem som det bysantinska generalsdilemmaet och problemet med dubbla utgifter kan bitcoin-huvudboken effektivt fungera som ett nätverk utan central punkt för myndighet eller misslyckande. (Vill du lära dig grunderna om bitcoin? Kolla in hur Bitcoin-protokollet faktiskt fungerar.)

Bevis på arbete

PoW-konsensus föregår faktiskt bitcoin med minst ett decennium, men användes aldrig allmänt förrän efter att Satoshi Nakamotos whitepaper offentliggjordes. Begreppet "bevis på arbete" myntades i ett dokument som publicerades 1999 av Markus Jakobsson och Ari Juels, och konceptet hade redan funnits i någon begränsad form redan 1993. I kon med bitcoin (och flera andra kryptokurser) är PoW inte bara ett sätt att säkra och validera ett peer-to-peer-nätverk, utan också en metod för att tjäna (eller ”min”) valuta. Varje gruvarbetare på bitcoin blockchain bidrar med datorkraft för att lösa ekvationerna som validerar boken och belönas i sin tur med cryptocurrency efter framgångsrikt slutförande.


PoW har varit mycket effektiv när det gäller att säkra blockchains och bevisa till viss del livskraften för digital valuta. Men det är också påvisande slöseri som en datoralgoritm. Mycket av den bearbetningskraft som ägnas åt PoW-konsensus går till spill, eftersom många av de hash som genereras inte uppfyller de nödvändiga kriterierna för att bryta / validera framgångsrikt. Och varje gång en framgångsrik hash uppnås och ett "block" läggs till blir PoW blockchain svårare (och ineffektivt) att validera. Särskilt året 2017 visade en betydande ökning av bitcoin-nätverksaktiviteten, och i juni året efter uppgav uppskattningar en kombinerad årlig energiförbrukning på cirka 70 terawattimmar för bitcoin och Bitcoin Cash.

Bevis för insats

Insatsbevis har funnits som ett koncept sedan minst 2011 och antogs gradvis av cryptocurrencies som Peercoin och Blackcoin under de kommande åren. Antagligen kom det mest anmärkningsvärda antagandet av PoS 2017 med Casper hårdgaffel av Ethereum blockchain. Istället för gruvarbetare utser PoS-protokollet noder som har en viss rikedomsträngning på blockchainen (vanligtvis inom dess kärnplånbok) som transaktionsvaliderare. Deras "insats" avser det belopp som de äger som är låst för validering, samt tidsstämplar för cirkulation som anger transaktionernas ålder. Även om det inte utan egna problem kräver PoS-valideringsmodellen betydligt mindre energiförbrukning (åtminstone på lång sikt) än PoW.

Det finns också ett antal anmärkningsvärda variationer av PoS-protokollet, liksom liknande modeller som inte nödvändigtvis använder insatser som en valideringsform. Till exempel genomför delegerade bevis för insatser (DPoS) och delegerad byzantinsk feltolerans (DBFT) båda samhällsval för att bevilja valideringsmakt till innehavsnoder. Bevis på viktiga (PoI) -modeller (som NEM-blockchain eller den kontroversiella Petromoneda cryptocurrency) belönar noder för positiva bidrag (som speciella betalningsprotokoll) till sina respektive nätverk.

Medan PoW och PoS båda delar det gemensamma målet om nätverksintegritet genom någon form av kollektiv validering, skiljer sig deras konsensusmetoder väsentligt i både filosofi och funktionalitet, vilket tenderar att ha olika effekter på blockchaingemenskapen som helhet. Den viktigaste skillnaden mellan de två protokollen är att PoW tillfälligt ägnar datorkraft för att säkra sitt nätverk, medan PoS tillfälligt ägnar befintlig rikedom (eller insats) som ett valideringsverktyg.

Kolfot

Miljöpåverkan är en växande oro som belyser betydande potentiella faror vid användning av PoW. Eftersom nyligen godkända studier överväldigande varnar för onormala ökningar i jordens yt- och havstemperaturer, stigande havsnivåer och alla typer av andra oroande förändringar i klimatdata, skulle den utbredda antagandet av en PoW-baserad cryptocurrency (som bitcoin) sannolikt väcka djupgående sociala och politiska förgreningar på grund av sin energiineffektivitet ensam (än mindre flera faktorer, till exempel finansiell reglering och global handel).

Inga buggar, ingen stress - din steg-för-steg-guide för att skapa livsförändrad programvara utan att förstöra ditt liv

Du kan inte förbättra dina programmeringsfärdigheter när ingen bryr sig om mjukvarukvalitet.

Ändå är potentialen för blockchain i många olika sektorer (inklusive fintech och därefter) för djup för att ignorera. Det finns aspekter av tekniken som erbjuder både transparens och anonymitet till system som sträcker sig från bank till media och kommunikation. Den blockchainens naturligt oföränderliga karaktär kan göra den lika ansvarig för allmänheten som den är feltolerant. Dessutom belyser decentraliserade applikationer (DApps) möjligheterna till blockchain-teknik som en plattform för mycket demokratiserad mjukvaruutveckling, distribution och integration. (Cryptocurrency är också ett arnested för hackare. Läs mer om hackningsaktiviteter öka tillsammans med Cryptocurrency-prissättning.)

Decentralisering

Konceptet med ett decentraliserat nätverk eller en storbok har gett blockchain-teknik för människor och institutioner över hela världen. Huruvida varken PoW eller PoS kan förbli rent decentraliserade på lång sikt är dock föremål för debatt. Med den gradvisa utvecklingen av bitcoin-validerare från CPU till GPU, och nu till specialiserade ASIC-gruvarbetare (för att inte tala om i mycket lokala gruvregioner), har PoW-hårdvara och gruvdrift i förlängningen blivit mycket centraliserade. Och PoS (som inte kontrolleras av alla samhällsstyrda normer eller begränsningar) tenderar att koncentrera rikedom, och därmed centralisera makten, till sin natur. Dessa problem kombinerar den möjliga fördelen med ett hybrid PoW / PoS-system såväl som för nyare modeller som DPoS och PoI.

Andra innovationer (som Bitcoin Lightning Network) arbetar för lösningar som möjligen kan lindra en del av energiförbrukningen i befintliga PoW-blockchains. Men om PoW-nätverk fortsätter att växa, verkar det osannolikt att de skulle upprätthålla en långsiktig energieffektivitetsstandard jämförbar med de nyare konsensusmodellerna (PoS, PoI, etc.). Och hur regeringar och reglerande organ hanterar den växande frågan om blockchain-teknik som helhet återstår att se.