Введение

Биткоин представил миру первый в истории механизм консенсуса в 2009 году. Это запустило начало новой эры, однако проблема избыточного энергопотребления стала проблемой, побудив разработчиков искать более жизнеспособные решения для недостатков механизмов, таких как Proof of Stake (PoS), Delegated Proof of Stake (DPoS) и новый механизм Proof of Space-Time, который сочетает лучшее из механизмов Proof of Space и Proof of Time.

Что такое Proof of Space (PoSpace)?

Доказательство пространства - это механизм согласования, основанный на доказательствах, который требует, чтобы участник доказал, что он зарезервировал установленное количество места для хранения, и что это пространство заполнено данными, указанными сетью. Это может быть выполнено с помощью хэш-функции для отображения данных в короткий выход, известный как "Обязательство".

После того как было сопоставлено, участник отправляет короткий вывод в сеть в качестве доказательства зарезервированного для него места хранения. После того, как сеть получает доказательство, она может запросить у участника часть данных, связанных с его обязательством. Участник предоставит это обязательство в течение определенного периода, чтобы доказать свою честность или активность.

Что такое Proof-of-Time (PoT)?

Proof-of-Time (PoT) - это децентрализованный алгоритм консенсуса, который выбирает валидаторов на основе их рейтинговых баллов и фиксированных ставок. Рейтинговый балл - это число, которое присваивается каждому валидатору алгоритмом сети, чтобы показать, насколько точно валидатор проверил предыдущие данные. Он также включает отзывы других валидаторов о своих взаимодействиях с валидатором.

Фиксированная ставка, однако, является методом ставок, который обязывает каждого валидатора ставить одинаковое количество собственного токена платформы для участия в процессе консенсуса. Хотя похожий, это отличается от механизма Proof-of-Stake (PoS), который позволяет валидаторам ставить большие суммы токенов платформы для участия в процессе консенсуса.

С помощью консенсуса Proof-of-Time (PoT) любой узел может стать валидатором, если он делает ставку на необходимое количество токенов и имеет хороший рейтинг. Это возможно благодаря функции верификации задержки (VDF), которая случайным образом выбирает предложителей блоков, известных как временные электоры, и подтверждающих блоки, известных как временные узлы.

Наконец, несмотря на то, что все узлы имеют равные доли токенов, функция проверяемой задержки (VDF) отдает приоритет узлам с более высокими оценками ранжирования для предложения или подтверждения блоков.

Что такое доказательство пространства-времени (PoST)?

Механизм консенсуса Proof-of-Space-Time (PoST) - это новая концепция, объединяющая Proof-of-Space (PoSpace) и Proof-of-Time (PoT), чтобы создать алгоритм консенсуса, позволяющий участникам сети доказать, что они зарезервировали определенное количество пространства хранения на определенный период времени, практически не используя вычислительные и электрические ресурсы.

Он был разработан для создания экологически чистых и масштабируемых децентрализованных сетей с использованием места хранения в качестве ресурса. Это сильно противопоставляется консенсусу Proof-of-Work (PoW), который зависит от решения криптографических головоломок, потребляющих огромное количество электроэнергии и вычислительной мощности.

Наконец, доказательство пространства-времени (PoST) может настраивать сложность доказательства путем изменения продолжительности хранения, а не путем увеличения вычислительных требований, повышая безопасность сети без необходимости потребления большего количества энергии. Сосредотачиваясь на хранении, доказательство пространства-времени (PoST) снижает затраты на операции сети, уменьшает негативное воздействие на окружающую среду и создает более децентрализованную сеть.

Как работает доказательство пространственно-временных интервалов (PoST)?

Для участия в сети PoST узел должен сначала создать большой набор данных на диске, известный как "Плот". Созданный Плот включает криптографические доказательства, построенные на общедоступных параметрах, известных как вызовы. Сеть регулярно обновляет вызовы, чтобы обеспечить активность участков и предотвратить их простое создание и забрасывание.

После создания узла следующим шагом является создание новых блоков в сети. Для этого узел должен представить доказательство того, что он хранил участок определенное время, известное как эпоха. Это доказательство является частью ранее созданного участка, совпадающей с текущей задачей сети.

После предоставления доказательства сеть проверяет его, убедившись, что оно соответствует поставленному вызову и предыдущим предоставленным доказательствам того же узла. Таким образом, сеть гарантирует, что узлы не изменяют или удаляют свои плоты во время каждой эпохи.

Наконец, узел, который может предоставить доказательства быстрее и точнее всего, получает право на производство следующего блока и заработок наград.

Преимущества Proof-of-Space-Time (PoST)

Сочетание хранения и времени дает преимущества консенсусу Proof-of-Space-Time, которые являются чрезвычайно полезными для сетей, использующих этот консенсус, и самих пользователей сети. Некоторые из этих преимуществ включают:

Эффективность затрат

Пока считается, что стоимость в значительной степени зависит от ёмкости, на самом деле она связана с продолжительностью использованного хранилища. Требуя доказательств того, что зарезервированное пространство не было нарушено в течение определенного периода, PoST гарантирует регулярное использование хранилища, что значительно снижает стоимость.

Энергоэффективность

В отличие от консенсуса о доказательстве работы, который потребляет огромное количество энергии во время добычи, консенсус о доказательстве пространства-времени потребляет значительно меньше энергии. Он больше полагается на дисковое пространство и доказательства, чем на вычислительную мощность и добычу.

Децентрализация

Консенсус Proof-of-Space-Time может оставаться действительно децентрализованным, в отличие от консенсуса Proof-of-Stake. Это возможно благодаря механизмам, позволяющим пользователям участвовать в предоставлении пространства для хранения, а не ставить большие суммы токенов сети, как в механизме Proof-of-Stake.

С помощью системы PoST хранилище становится ресурсом и используется вместо финансовых инвестиций. Это обеспечивает возможность активного участия каждого участника в сети, поскольку ни одна конкретная группа или участник не может доминировать в операциях сети.

Безопасность

Консенсус Proof-of-Space-Time имеет двойную систему безопасности, которая гарантирует, что только узлы, отвечающие требованиям пространства и времени, могут участвовать в сети. Это ограничивает возможные недобросовестные действия со стороны потенциально плохих узлов и снижает возможные атаки на сеть.

Блокчейны, использующие алгоритм консенсуса Proof of Space-Time

Хотя это пока еще новая концепция, несколько проектов приняли механизм консенсуса Proof of Space-Time. Некоторые из этих проектов включают:

Сеть Chia

Источник: Chia

The Сеть Chiaэто платежная система De-Fi, созданная для снижения стоимости транзакций и повышения эффективности сетевых операций. Протокол использует собственный язык программирования смарт-контрактов, называемый Chialisp, который является проверяемым, безопасным и прозрачным. Он также помогает создавать новые криптографические инструменты для повышения безопасности его смарт-контрактов.

Вместо использования механизма, основанного на токенах или майнинге, сеть Chia полагается на аппаратное обеспечение компьютерного хранилища через механизм консенсуса Proof of Space-Time. Фермеры сети получают вознаграждение токеном Chia, выделяя часть своего жесткого диска для хранения случайных данных, называемых плотами.

После создания сеть генерирует вызов, полученный из предыдущих блоков и отправляет его фермерам для поиска на их зарезервированном хранилище (плоты). Когда вызов найден и сеть оповещена, он передается участнику, называемому «Timelord», который затем выполняет расчеты, полученные из данных, предоставленных фермером.

С использованием согласования Proof of Space-Time она может предоставлять услуги, такие как Atomic Swaps, Recoverable Wallets, Authorized Pays, Rate-Limited Wallets, Clawback Escrow и Slow Paper Wallet.

Filecoin

Источник: Supra

Filecoin является сетью на основе блокчейна, предназначенной для децентрализованного хранения данных. Платформа позволяет пользователям работать с узлами Lotus через свои компьютеры. Эти узлы обеспечивают децентрализованные функции хранения для сети и позволяют пользователям добывать токены Filecoin с помощью метода Proof of Space-Time Consensus.

На Filecoin используется согласование Proof of Space-Time, чтобы доказать, что поставщики хранения продолжают предоставлять хранение, как они утверждают. Сделки заключаются между клиентами и поставщиками хранения для предоставления хранения на определенный период от 180 до 540 дней.

В течение указанных периодов поставщики хранения должны непрерывно доказывать, что данные, находящиеся в их распоряжении, доступны и неизменны. На платформе есть период доказательства, в течение которого каждый сектор хранения объемом 32 или 64 гигабайта проверяется один раз в сутки.

Каждый период доказательства разбивается на 48 отдельных 30-минутных сроков, которые остаются отдельными друг от друга. Затем пространство хранения группируется в разделы, которые всегда проверяются в пределах одного срока доказательства

Доказательство пространства-времени (PoST) против других механизмов консенсуса

Строительство на существующем согласии Proof of Space (PoSpace) и его совмещение с согласием Proof of Time (PoT) позволяет усилить безопасность и эффективность сетей. Это дает преимущества консенсуса перед другими механизмами консенсуса, такими как Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) и Proof-of-Capacity.

Proof-of-Work (PoW) Против Proof-of-Space-Time (PoST)

Proof-of-work - это механизм консенсуса, используемый Bitcoin. Он проверяет и добавляет новые блоки, заставляя майнеров решать сложные математические уравнения. Известен своей безопасностью, но также печален своим высоким энергопотреблением и необходимостью использования специализированного вычислительного оборудования.

Proof-of-Space-Time (PoST), однако, является механизмом, который гордится своей экологической дружелюбностью и низким энергопотреблением. Вместо того, чтобы сосредотачиваться на продвинутых вычислениях, как Proof-of-work (PoW), Proof-of-Space-Time (PoST) полагается на выделение хранилища участника на определенный срок.

С этими функциями Proof-of-Space-Time (PoST) может сохранять больше энергии и позволяет параллельное создание и проверку блоков, повышая масштабируемость. Наконец, в отличие от PoW, где первым пришел, тот и съел, и доступно только майнерам с продвинутым оборудованием, PoST справедлив и позволяет всем узлам создавать блоки без участия их уровня ресурсов или влияния.

Proof-of-Space-Time (PoST) против Proof-of-Stake (PoS)

Доказательство-пространственно-временных отношений (PoST) и Proof-of-Stake (PoS) Механизмы согласования хвастаются сниженными показателями энергопотребления, но отличаются в создании и проверке блоков. Согласование PoS фокусируется на количестве монет, которыми пользователь владеет и ставит на кон, в то время как PoST предназначен для вознаграждения участников за хранение данных на блокчейне.

Хотя оба механизма экологически безопасны, консенсус о доказательстве доли может стать централизованным и потерять свою систему без разрешения. Это происходит потому, что платформа полностью зависит от своего токена, позволяя пользователям с более крупным количеством токенов иметь больше влияния на процесс принятия решений в сети. Однако с помощью доказательства пространства-времени участники ставят в залог пространство хранения, которое они уже имеют, чтобы участвовать в проверке и создании блоков.

Доказательство пространства-времени (PoST) и доказательство емкости

Proof-of-Capacity и Proof-of-Space-Time имеют схожие атрибуты, причем оба механизма зависят от использования дискового пространства при валидации блоков. Однако, в отличие от PoST, консенсус Proof-of-Capacity позволяет узлам в сети использовать пустые места на своем жестком диске для майнинга токена сети. Он позволяет пользователям хранить список возможных решений на жестком диске своего устройства до начала процесса майнинга.

Это позволяет пользователям с более большим пространством для хранения сохранять больше возможных решений, что дает им лучшие шансы сопоставить требуемое хэш-значение, что приводит к большему количеству шансов на добычу и заработок наград.

Заключение

Консенсус Proof-of-Space-Time открывает новую эру механизмов консенсуса блокчейна, которые обеспечивают безопасность и эффективное использование ограниченных ресурсов. Комбинация Пространства и Времени обеспечивает улучшенную децентрализацию, способствуя большему принятию механизма.