Algoritmos de consenso en Blockchain

Prerrequisitos: Introducción a la tecnología Blockchain | Conjunto 1 , Conjunto 2 Sabemos que Blockchain es una red descentralizada distribuida que brinda inmutabilidad, privacidad, seguridad y transparencia. No hay una autoridad central presente para validar y verificar las transacciones, sin embargo, cada transacción en Blockchain se considera completamente segura y verificada . Esto es posible solo debido a la presencia del protocolo de consenso, que es una parte central de cualquier red Blockchain. Un algoritmo de consenso es un procedimiento a través del cual todos los pares de la red Blockchain llegan a un acuerdo comúnsobre el estado actual del libro mayor distribuido. De esta forma, los algoritmos de consenso logran confiabilidad en la red Blockchain y establecen confianza entre pares desconocidos en un entorno de computación distribuida. Esencialmente, el protocolo de consenso se asegura de que cada nuevo bloque que se agrega a Blockchain sea la única versión de la verdad acordada por todos los Nodes de Blockchain. El protocolo de consenso de Blockchain consta de algunos objetivos específicos, como llegar a un acuerdo, colaboración, cooperación, igualdad de derechos para todos los Nodes y participación obligatoria de cada Node en el proceso de consenso. Por lo tanto, un algoritmo de consenso tiene como objetivo encontrar un acuerdo común que sea una victoria para toda la red. Ahora, discutiremos varios algoritmos de consenso y cómo funcionan.

1. Prueba de trabajo (PoW): este algoritmo de consenso se utiliza para seleccionar un minero para la próxima generación de bloques. Bitcoin utiliza este algoritmo de consenso PoW. La idea central detrás de este algoritmo es resolver un rompecabezas matemático complejo y dar fácilmente una solución. Este acertijo matemático requiere mucha potencia computacional y, por lo tanto, el Node que resuelve el acertijo lo antes posible obtiene el siguiente bloque. Para obtener más detalles sobre PoW, lea el Consenso de prueba de trabajo (PoW)
2. Tolerancia práctica a fallas bizantinas (PBFT): consulte el artículo existente sobre Tolerancia práctica a fallas bizantinas (pBFT) .
3. Prueba de participación (PoS):Esta es la alternativa más común a PoW. Ethereum ha pasado del consenso PoW al consenso PoS. En este tipo de algoritmo de consenso, en lugar de invertir en hardware costoso para resolver un rompecabezas complejo, los validadores invierten en las monedas del sistema encerrando algunas de sus monedas como apuesta. Después de eso, todos los validadores comenzarán a validar los bloques. Los validadores validarán bloques haciendo una apuesta si descubren un bloque que creen que se puede agregar a la string. Según los bloques reales agregados en Blockchain, todos los validadores obtienen una recompensa proporcional a sus apuestas y su apuesta aumenta en consecuencia. Al final, se elige un validador para generar un nuevo bloque en función de su participación económica en la red. Por lo tanto, PoS alienta a los validadores a través de un mecanismo de incentivos para llegar a un acuerdo.
4. Prueba de quemado (PoB):Con PoB, en lugar de invertir en costosos equipos de hardware, los validadores ‘queman’ monedas enviándolas a una dirección desde la que no se pueden recuperar. Al enviar las monedas a una dirección inalcanzable, los validadores obtienen el privilegio de minar en el sistema en función de un proceso de selección aleatorio. Por lo tanto, quemar monedas aquí significa que los validadores tienen un compromiso a largo plazo a cambio de su pérdida a corto plazo. Dependiendo de cómo se implemente el PoB, los mineros pueden quemar la moneda nativa de la aplicación Blockchain o la moneda de una string alternativa, como bitcoin. Cuantas más monedas quemen, mayores serán sus posibilidades de ser seleccionados para extraer el siguiente bloque. Si bien PoB es una alternativa interesante a PoW, el protocolo aún desperdicia recursos innecesariamente.
5. Prueba de capacidad: en el consenso de Prueba de capacidad, se supone que los validadores deben invertir su espacio en el disco duro en lugar de invertir en hardware costoso o quemar monedas. Cuanto más espacio en el disco duro tengan los validadores, mayores serán sus posibilidades de ser seleccionados para extraer el siguiente bloque y ganar la recompensa del bloque.
6. Prueba de tiempo transcurrido: PoET es uno de los algoritmos de consenso más justos que elige el siguiente bloque utilizando solo medios justos. Es ampliamente utilizado en redes Blockchain autorizadas. En este algoritmo, cada validador en la red tiene una oportunidad justa de crear su propio bloque. Todos los Nodes lo hacen esperando una cantidad de tiempo aleatoria, agregando una prueba de su espera en el bloque. Los bloques creados se transmiten a la red para consideración de otros. El ganador es el validador que tiene menos valor de temporizador en la parte de prueba. El bloque del Node validador ganador se agrega a Blockchain. Hay verificaciones adicionales en el algoritmo para evitar que los Nodes siempre ganen la elección, evitar que los Nodes generen un valor de temporizador más bajo.

También existen otros algoritmos de consenso como Prueba de actividad, Prueba de peso, Prueba de importancia, Prueba de participación arrendada, etc. Por lo tanto, es importante elegir sabiamente uno según el requisito de la red comercial porque las redes Blockchain no pueden funcionar correctamente sin los algoritmos de consenso. para verificar todas y cada una de las transacciones que se están realizando.