Im Kopf des Blockchain-Entwicklers: Blockchain-Konsens, Teil 1

Cointelegraph verfolgt die Entwicklung einer völlig neuen Blockchain von den Anfängen bis zum Mainnet und darüber hinaus durch seine Serie Inside the Blockchain Developer’s Mind. In früheren Teilen, Andrew Levine der Koinos Group diskutiert einige der Herausforderungen Das Team, mit dem das Team konfrontiert war, seit es die wichtigsten Probleme identifiziert hat, die es lösen möchte, und drei der „Krisen“ skizziert, die die Einführung von Blockchain bremsen: Aufrüstbarkeit, Skalierbarkeit, und Führung. Diese Serie konzentriert sich auf den Konsensalgorithmus: Teil 1 dreht sich um Proof-of-Work, Teil 2 um Proof-of-Stake und Teil 3 um Proof-of-Burn.

In diesem Artikel möchte ich meine einzigartige Perspektive nutzen, um dem Leser zu einem tieferen Verständnis eines beliebten Konzepts in der Blockchain-Technologie zu verhelfen, das jedoch auch bedauerlicherweise missverstanden wird: des Konsens-Algorithmus.

Um ein tiefes Verständnis für diese Komponente einer Blockchain zu erlangen, mache ich in diesen Artikeln unter anderem immer gerne einen Schritt zurück und betrachte das große Ganze, denn der Konsens-Algorithmus ist nur ein kleiner Teil von a viel größeres System.

Blockchains sind ein Spiel, bei dem Spieler um die Validierung von Transaktionen konkurrieren, indem sie sie in Blöcke gruppieren, die den von anderen Spielern erstellten Transaktionsblöcken entsprechen. Kryptographie wird verwendet, um die Daten zu verbergen, die es diesen Leuten ermöglichen würden, zu betrügen. Ein zufälliger Prozess wird verwendet, um digitale Token an Personen zu verteilen, die nach den Regeln spielen und Blöcke produzieren, die den von anderen Personen eingereichten Blöcken entsprechen. Diese Blöcke werden dann miteinander verkettet, um eine überprüfbare Aufzeichnung aller Transaktionen zu erstellen, die jemals im Netzwerk durchgeführt wurden.

Wenn Leute neue Blöcke mit unterschiedlichen Transaktionen produzieren, nennen wir dies einen „Fork“, weil die Kette jetzt in zwei verschiedene Richtungen abzweigt. Das ist das genaue Gegenteil von dem, was wir wollen. Der ganze Wert einer Blockchain ergibt sich aus der Tatsache, dass sich alle einig sind – und sich einig geworden sind – welche Transaktionen wann stattgefunden haben. Konsensalgorithmen sollen daher Forks auflösen.

Satoshis wahre Innovation

Am Ende des Tages läuft es darauf hinaus, wie sie bestraft werden, wenn sie es nicht tun. Die Protokolle enthalten Regeln für die ordnungsgemäße Anordnung von Transaktionen, aber wenn es keine Konsequenzen für die Verletzung dieser Regeln gibt, sind sie unwirksam. Die wirkliche Innovation, die Satoshi Nakamoto im Bitcoin (BTC)-Whitepaper lieferte, war seine elegante Nutzung wirtschaftlicher Anreize.

Satoshi Nakamoto hat die Idee der „elektronischen Münze“ nicht erfunden. Er schuf ein elegantes System zur Kombination von Kryptographie mit Wirtschaftswissenschaften, um elektronische Münzen, die heute als Kryptowährungen bezeichnet werden, zu nutzen, um Anreize zu nutzen, um Probleme zu lösen, die Algorithmen allein nicht lösen können. Sein Design zwang die Leute, Geld zu opfern, um Transaktionsblöcke zu minen. Die Leute müssten dieses Geld immer und immer wieder opfern, indem sie nach den Regeln des Systems spielen und versuchen, Transaktionen in Blöcken zu organisieren, die von allen anderen im Netzwerk akzeptiert werden. Wenn sie dies lange genug taten, erhielten sie eine Belohnung in der Währung der Plattform.

Natürlich kann die Blockchain nicht wissen, dass Geld in Form von USD, Yen oder Euro ausgegeben wurde, weshalb er einen Proxy in Form von sinnloser Arbeit verwendet hat. Er machte das Mining von Blöcken unnötig schwer, sodass jeder, der erfolgreich einen Block abgebaut hat, unbedingt Geld für Hardware und die Energie ausgegeben haben muss, um diese Hardware zu betreiben. Jeder erfolgreich abgebaute Block wird also durch Geld gedeckt, das nicht nur für die Hardware geopfert wurde, sondern auch für die Energie, die erforderlich ist, um diese Hardware zu betreiben und diesen Block zu produzieren. Wann immer es Forks gibt, sind Proof-of-Work (PoW)-Konsensalgorithmen ein automatisiertes System, bei dem der Fork, hinter dem die meiste Arbeit steht, der „richtige“ Fork ist.

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Das bedeutet, dass jeder, der weiterhin Blöcke auf dieser Gabel produziert, Belohnungen erhält und dass jeder, der weiterhin Blöcke auf der anderen Gabel produziert, keine Belohnungen erhält. Da diese Leute ihr Geld bereits ausgegeben haben, um Hardware zu erwerben und sie zur Produktion von Blöcken zu betreiben, ist die Bestrafung einfach, da sie bereits monetär bestraft wurden. Sie haben ihr Geld ausgegeben, also wenn sie weiterhin Blöcke in der falschen Kette produzieren wollen, ist das in Ordnung. Sie werden keine Belohnungen verdienen und ihr Geld nicht zurückverdienen. Sie werden dieses Geld für nichts geopfert haben. Ihre Blöcke werden vom Netzwerk nicht akzeptiert und sie werden keine Token verdienen.

Dieses Proof-of-Work-System stellt sicher, dass jemand, der sich nicht an die Regeln halten will, ein böswilliger Akteur, mehr Hardware beschafft und betreibt als alle anderen zusammen, beispielsweise durch einen 51-%-Angriff.

Das ist die Eleganz hinter Proof-of-Work. Das System kann nicht funktionieren, ohne immer mehr Kapital zu opfern. Satoshi kombinierte Kryptographie und Ökonomie, um ein Transaktionsbuch zu erstellen, das so vertrauenswürdig ist, dass es vertrauenswürdig ist.

Es gibt jedoch verschiedene Konsensalgorithmen, die auf leicht unterschiedliche Weise funktionieren. Der bekannteste davon ist der Proof-of-Stake (PoS), auf den ich im nächsten Artikel dieser Serie eingehen werde. Danach werde ich den Algorithmus diskutieren, den wir in Koinos verwenden werden, der in einer Allzweck-Blockchain einzigartig ist.

Die hier geäußerten Ansichten, Gedanken und Meinungen sind allein die des Autors und spiegeln nicht notwendigerweise die Ansichten und Meinungen von Cointelegraph wider.