Δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου στοιχεία του blockchain που να είναι πιο σημαντικά από τους αλγόριθμους και τα πρωτόκολλα. Μια πιο οριστική φράση και για τους δύο θα ήταν «είναι οι μηχανές του blockchain». Όταν το Bitcoin εισήχθη στον κόσμο το 2009, όροι όπως το πρωτόκολλο συναίνεσης έγιναν πιο συνηθισμένοι στο κοινό. Είναι ο μόνος τρόπος με τον οποίο τα αποκεντρωμένα συστήματα μπορούν να συμφωνήσουν για την εκτέλεση μιας διαδικασίας.
Ορισμός Βασικών Όρων
Πρώτα πρώτα, τι είναι ένας αλγόριθμος; Τι είναι ένα πρωτόκολλο; Ένας αλγόριθμος αναφέρεται σε ένα σύνολο κανόνων ή διαδικασιών που πρέπει να ακολουθούνται κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας επίλυσης προβλημάτων όπως οι υπολογισμοί. Ισχύουν κυρίως σε υπολογιστές, αλλά δεν περιορίζονται σε αυτούς.
Ένα πρωτόκολλο από την άλλη πλευρά είναι η καθορισμένη διαδικασία ή σύστημα κανόνων που διέπουν την εφαρμογή κάτι. Ένα πρωτόκολλο συναίνεσης προορίζεται με τη σειρά του να διέπει τι πρέπει να περιέχει ένα blockchain ανά πάσα στιγμή. Το πιο σημαντικό από αυτά που προσδιορίζονται είναι εάν ένα μπλοκ που προστίθεται είναι αυτό που συμφωνείται από όλους τους κόμβους του δικτύου. Οι όροι πρωτόκολλο συναίνεσης και αλγόριθμος συναίνεσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν εναλλακτικά.
The Consensus Protocol/ Consensus Algorithm
Όπως έχει διαπιστωθεί, ένα πρωτόκολλο συναίνεσης παίζει βασικό ρόλο στον καθορισμό των μπλοκ που προστίθενται σε μια αλυσίδα μπλοκ. Είναι αυτός ο προσδιορισμός μέσω συμφωνιών από όλους τους κόμβους στο δίκτυο blockchain που αναφέρεται ως το δίκτυο που επαληθεύει μια συναλλαγή.
Η διαδικασία είναι απαραίτητη για το blockchain που λειτουργεί ως σύστημα αποκεντρωμένων λογιστικών βιβλίων. Είναι επίσης αυτό που διασφαλίζει την ακεραιότητα του blockchain, καθιστώντας πολύ δύσκολο για έναν ηθοποιό να εξαπατήσει ή να χακάρει το σύστημα. Κάποιος πρέπει να νικήσει τον κανόνα επίθεσης 51% για να μπορέσει να αλλάξει ένα μπλοκ και να εξαπατήσει το σύστημα. Αυτό είναι εξαιρετικά απίθανο, ειδικά για οποιοδήποτε μεγάλο δίκτυο blockchain, καθώς πρέπει να ελέγχει χιλιάδες κόμβους υπολογιστή κάθε φορά. Δεν είναι όμως αδύνατο.
Οι κύριοι τύποι πρωτοκόλλων συναίνεσης
Ωστόσο, δεν υπάρχει ενιαίο πρωτόκολλο συναίνεσης εκεί έξω. Ο ίδιος ο χώρος έχει επιτύχει τεράστιες καινοτομίες και αλλαγές με τα χρόνια. Κάθε νέο πρωτόκολλο συναίνεσης δίνει στο blockchain τα χαρακτηριστικά του και μερικές φορές ένα πλεονέκτημα σε σχέση με τα προηγούμενα συστήματα blockchain. Το κλειδί μεταξύ των άκρων είναι το πώς το blockchain επιλύει την ευπάθεια επίθεσης κατά 51% ή πώς να βελτιώσει την ταχύτητα συναλλαγής. Παρακάτω είναι οι δύο κύριοι τύποι πρωτοκόλλων συναίνεσης.
Απόδειξη της εργασίας
Το πρωτόκολλο συναίνεσης απόδειξης εργασίας ήταν το πρώτο που χρησιμοποιήθηκε στο blockchain, καθώς ήταν στα πρώτα blockchain όπως το Bitcoin και το Litecoin. Το πρωτόκολλο λειτουργεί για την επικύρωση συναλλαγών μέσω του υπολογισμού των τιμών κατακερματισμού.
Για να υπολογίσει μια τιμή κατακερματισμού, ένας εξορύκτης πρέπει να λύσει ένα δύσκολο κρυπτογραφικό παζλ. Ένας ορισμένος αριθμός μηδενικών στο τέλος που βρίσκονται στην τιμή κατακερματισμού είναι αυτό που στοχεύει η διαδικασία. Ο αριθμός που δημιουργεί την τιμή κατακερματισμού με τον καθορισμένο αριθμό μηδενικών μετάδοσης στη συνάρτηση κατακερματισμού αναφέρεται ως nonce.
Το πρωτόκολλο συναίνεσης έχει σχεδιαστεί για δημόσια λογιστικά βιβλία χωρίς άδεια. Για να επιτευχθεί συναίνεση, η υπολογιστική ισχύς από τους κόμβους του συστήματος χρησιμοποιείται για την επίλυση ενός κρυπτογραφικού γρίφου και τη δημιουργία των κατακερματισμών.
Τα μπλοκ είναι διατεταγμένα γραμμικά, το καθένα αντιπροσωπεύει μια ομάδα συναλλαγών. Κάθε συναλλαγή στο μπλοκ επικυρώνεται και υπογράφεται ψηφιακά χρησιμοποιώντας τα ιδιωτικά και δημόσια κλειδιά κάθε χρήστη.
Μειονέκτημα
Το PoW είναι πολύ απαιτητικό όσον αφορά την ισχύ. Η διαδικασία εξόρυξης Bitcoin, για παράδειγμα, καταναλώνει περισσότερη ενέργεια από τη Δημοκρατία της Αργεντινής. Άλλα νεότερα πρωτόκολλα είναι λιγότερο απαιτητικά σε σύγκριση με την ενέργεια.
Απόδειξη του πονταρίσματος
Το πρωτόκολλο proof of stake είναι επίσης από τα παλαιότερα που χρησιμοποιούνται στο blockchain. Το Ethereum, το οποίο είναι το 2ο μεγαλύτερο blockchain, σηματοδότησε την εμφάνιση κορυφαίων παικτών που επέλεξαν το πρωτόκολλο.
Σε αντίθεση με την απόδειξη εργασίας, δεν δημιουργούνται κατακερματισμοί από τους εξορύκτες. Για την επικύρωση μιας συναλλαγής, σε κάθε miner εκχωρείται ένα μπλοκ. Αυτοί με τη σειρά τους πρέπει να αφήσουν στην άκρη ένα συγκεκριμένο μέρος των κρυπτονομισμάτων τους για να ξεκινήσουν την επικύρωση. Η διαδικασία είναι γνωστή ως ποντάρισμα, εξ ου και η ονομασία απόδειξη στοιχήματος. Κατά την επιτυχή επικύρωση μιας συναλλαγής, ο εξορύκτης λαμβάνει το κρυπτογράφημα που είχε ποντάρει προηγουμένως καθώς και τα τέλη συναλλαγής.
Οι εξορύκτες που κάνουν την επικύρωση επιλέγονται ανάλογα με το οικονομικό τους μερίδιο στο δίκτυο blockchain. Με αυτόν τον τρόπο, το πρωτόκολλο μπορεί να αποκεντρώσει τα κέντρα εξόρυξης καθώς και να παρέχει μια ευκαιρία πονταρίσματος σε κάθε συμμετέχοντα στο blockchain. Η υπερβολική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας είναι περιορισμένη.
Μειονέκτημα
Το PoS αυξάνει τα τρωτά σημεία ασφαλείας. Ένας εισβολέας πρέπει να ελέγχει λίγο περισσότερο από το 50% όλων των κόμβων σε σύγκριση με το 51% στο PoW. Υπάρχει επίσης πιθανότητα επίθεσης δωροδοκίας. Ένας εισβολέας μπορεί να αντιστρέψει τη συναλλαγή ενός θύματος και στη συνέχεια να δωροδοκήσει τους εισβολείς για να επικυρώσει τη συναλλαγή.
Άλλες χρήσεις αλγορίθμων και πρωτοκόλλων στο Blockchain
Ενώ τα πρωτόκολλα συναίνεσης είναι η κύρια εφαρμογή πρωτοκόλλων και αλγορίθμων σε μια αλυσίδα μπλοκ, υπάρχουν και άλλες περιπτώσεις χρήσης. Το πρώτο είναι κατά τη διεξαγωγή συναλλαγών. Οι αλγόριθμοι συναλλαγών κρυπτογράφησης εκτελούν εντολές συναλλαγών χρησιμοποιώντας αυτοματοποιημένες οδηγίες συναλλαγών. Οι οδηγίες είναι προγραμματισμένες εκ των προτέρων και έχουν σχεδιαστεί για να λαμβάνουν υπόψη σημαντικές μεταβλητές όπως ο χρόνος, ο όγκος συναλλαγών και οι τιμές.
Η άλλη χρήση των αλγορίθμων είναι με τη μορφή έξυπνων συμβολαίων. Είναι αυτοεκτελούμενες συμβάσεις μεταξύ δύο μερών και εγγράφονται απευθείας στον κώδικα του προγράμματος. Είναι απαραίτητες στον χώρο της Αποκεντρωμένης Χρηματοοικονομικής, που τυγχάνει να είναι ο πιο ζωντανός χώρος στο blockchain αυτή τη στιγμή. Είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία μάρκες και τις σαρωτικές καινοτομίες τους, όπως τα μη ανταλλάξιμα μάρκες (NFT)
Αφαιρώ
Οι αλγόριθμοι και τα πρωτόκολλα είναι ίσως η πιο σημαντική πτυχή των κρυπτονομισμάτων. Αποτελούν τη ραχοκοκαλιά των πιο βασικών λειτουργιών blockchain.
Μέσω πρωτοκόλλων συναίνεσης, αλγόριθμοι και πρωτόκολλα καθορίζουν τον τρόπο επικύρωσης των συναλλαγών από το μεγάλο δίκτυο των αποκεντρωμένων κόμβων. Βελτιώνουν την ασφάλεια του ίδιου του blockchain και το καθιστούν αδιάβροχο. Τα δύο κύρια πρωτόκολλα συναίνεσης, το Proof of Work και το Proof of Stake εξηγούνται καλά. Υπάρχουν πολλά άλλα όπως το Proof of Space, Proof of Lapsed-time, κ.λπ.
Οι αλγόριθμοι συναλλαγών και τα έξυπνα συμβόλαια αντιπροσωπεύουν τους άλλους τρόπους με τους οποίους οι αλγόριθμοι είναι ζωτικής σημασίας για τις αλυσίδες μπλοκ. Τέτοιες γνώσεις είναι ζωτικής σημασίας για όποιον ενδιαφέρεται για την τεχνολογία Blockchain.
Πηγή: https://crypto.news/algorithms-and-protocols-as-used-in-blockchain/