Sve decentralizovane blockchain mreže moraju imati način da čvorovi dostignu konsenzus o trenutnom stanju ledgera. Način na koji to postižu znatno se razlikuje između mreža, ali sve koriste neki oblik konsenzus mehanizma. Trenutno su Proof of Work i Proof of Stake daleko najpopularnije opcije, dok se Proof of History pojavljuje kao rješenje za povećanje efikasnosti tih mehanizama.
Solana je pokrenula prvi blok 16. marta 2020. godine, uvodeći svijet u prednosti i mogućnosti Proof of History tehnologije. Opisan kao decentralizovani sat, ovaj mehanizam dramatično poboljšava skalabilnost blockchaina jer prošle transakcije mogu biti efikasno verifikovane, a zahtjevi za skladištenjem podataka su svedeni na minimum. Ako još nisi upoznat s tim šta je Solana i kako funkcionira kao blockchain platforma, preporučujemo da počneš tamo.
Šta Je Konsenzus Mehanizam?
Jedan od ključnih izazova u distribuiranom računarstvu je postizanje pouzdanih performansi sistema čak i kada neki njegovi dijelovi zakaže. Problem je opisan kroz Problem bizantskih generala, koji opisuje misaoni eksperiment u kom svi učesnici sistema moraju se dogovoriti oko strategije kako bi izbjegli neuspjeh. On naglašava teškoće postizanja dogovora u mreži gdje neki učesnici mogu djelovati nepredvidivo ili zlonamjerno. Da bi se to spriječilo, potrebni su otporni koordinacioni procesi koji uspostavljaju jedan izvor istine. Procese koji pomažu sistemu da se dogovori oko jednog izvora istine nazivamo konsenzus algoritmima.
Zamislite prometno raskršće bez semafora. Bio bi to potpuni kaos sa automobilima, kamionima, biciklima i pješacima koji pokušavaju ići svaki na svoju stranu. Konsenzus algoritmi su semafori blockchain mreža. Oni postavljaju pravila za to kako se transakcije dodaju na blockchain, stvaraju siguran i efikasan tok podataka kroz mrežu i primjenjuju ta pravila na ujednačen, transparentan način.
Bez konsenzus algoritama ne bismo imali jedinstven način validacije podataka u adversarialnom okruženju. Umjesto toga, bili bismo primorani da se vratimo na centralnog posrednika za validaciju jer bismo bili preopterećeni Sybil napadima i dvostrukom potrošnjom. Konsenzus algoritmi su neophodni kako bi blockchain ostao siguran, nepromijenljiv i decentralizovan.
Šta Je Proof of Work (PoW)?
Prvi konsenzus mehanizam ikad, Proof of Work koristi mrežu moćnih računara poznatih kao rudari kako bi čuvao decentralizovane mreže i osigurao da se transakcije mogu procesirati i potvrđivati na peer-to-peer osnovi. Originalno korišten za osiguranje Bitcoin mreže, PoW je prihvatilo i više novijih platformi. Sam sistem je dizajniran da validacija novih transakcija bude sve teža, osiguravajući da mreža ostane sigurna čak i kada ukupni hash rate poraste.
Kako PoW Radi?
Proof of Work blockchain mreže zahtijevaju od učesnika da rješavaju složene matematičke zagonetke koristeći značajnu količinu računarske snage. Cilj je pogoditi 64-cifreni heksadecimalni broj, poznat kao hash. Pronalaženje tog hasha zvuči jednostavno, ali nije kada se uzme u obzir da je hash rezultat procesiranja svih informacija o transakcijama u bloku zajedno s nasumičnim nonceom (broj koji se koristi samo jednom) koristeći SHA-256 algoritam. Prvom učesniku koji riješi zagonetku dozvoljeno je dodavanje sljedećeg bloka transakcija na blockchain i dobija nagradu. Ovaj proces validacije transakcija i dodavanja na blockchain poznat je kao rudarenje, a učesnici mreže su rudari.
Prednosti i Nedostaci Proof of Work (PoW)
Glavna prednost Proof of Work blockchain mreža je da bilo ko može učestvovati u rudarenju, što promoviše decentralizovanu distribuiranu mrežu. Računarska snaga potrebna za napad na PoW mrežu je ogromna, što napad čini izuzetno teškim, iako je teoretski moguć. Proof of Work je relativno jednostavan konsenzus algoritam koji je implementiran i testiran na velikom obimu putem Bitcoina.
Ipak, postoji niz nedostataka. Visoki troškovi vezani za hardver za rudarenje i struju mogu dovesti do centralizacije rudarenja u područjima s niskim troškovima energije. Ove visoke prepreke za ulaz znače da se nagrade raspodjeljuju neravnomjerno, favorizirajući one koji si mogu priuštiti moćne rudarske mašine. Zbog visoke energetske potrošnje, pokrenuta su i brojna pitanja o uticaju na okoliš. To je jedan od glavnih razloga zašto je Ethereum prešao na Proof of Stake.
Šta Je Proof of Stake (PoS)?
Proof of Stake je vrsta konsenzus mehanizma koji koristi stake (vlasništvo) kriptovalute mreže za validaciju transakcija, umjesto računarske snage kao u Proof of Work. Korisnici koji posjeduju značajan iznos nativnog kripto tokena mreže mogu stakati svoje tokene kako bi postali validatori. Ti validatori se biraju nasumično za validaciju transakcija i za to dobijaju nagrade. Što više tokena korisnik stakuje, generalno je veća šansa da bude odabran za validatora.
Kako PoS Radi?
Proof of Stake pojednostavljuje proces validacije transakcija i produkcije blokova potpunim eliminisanjem procesa rudarenja, koristeći umjesto toga algoritam za pseudonasumičan odabir koji čvor, poznat kao validator, dobija pravo da popuni sljedeći blok i doda ga na blockchain. Da bi se pridružio mreži kao validator, korisnik mora stakovati dio nativnih tokena mreže, što ga dodaje u pool validatora. Tačan mehanizam kojim PoS mreže biraju sljedećeg validatora varira od implementacije do implementacije, ali većina koristi randomizovani odabir bloka baziran na veličini stakea korisnika.
Prednosti i Nedostaci Proof of Stake (PoS)
Proof of Stake je energetski efikasnije rješenje jer potpuno eliminiše energetski zahtjevne rudare u korist ekonomičnijih validator čvorova, što blockchain sistemima omogućava rad s dijelićem potrošnje energije. PoS blockchain mreže generalno imaju niži latency i sposobne su da generišu i distribuiraju blokove brže od PoW blockchain mreža, što im omogućava postizanje višeg throughputa transakcija.
Međutim, mnoge Proof of Stake blockchain mreže pate od visokih prepreka za ulaz, s korisnicima koji moraju ispuniti skupe minimalne zahtjeve za stake i hardver. Neki tvrde da ovo čini Proof of Stake blockchain mreže plutokratskim i centralizovanijim, jer manje imućni pojedinci u suštini ne mogu priuštiti pokretanje validatora, što ograničava ukupan broj potencijalnih validatora u poolu.
Šta Je Proof of History (PoH)?
Proof of History, ili PoH, je nova tehnika koja se koristi u blockchain sistemima kako bi se osiguralo da su historijski podaci tačni i da nisu (i ne mogu biti) izmijenjeni. To postiže korištenjem hash funkcije za kreiranje jedinstvenog “otiska prsta” skupa podataka kao što su prošle transakcije. Taj otisak se tada uključuje u blok blockchaina i može biti verificiran od strane čvorova koji trenutno osiguravaju blockchain mrežu.
Budući da je hash funkcija deterministična, sve promjene podataka rezultiraće različitim otiskom prsta, koji bi tada čvorovi detektirali kao lažan i blok bi bio odbačen.
Napomena: Proof of History nije konsenzus mehanizam sam po sebi, već način poboljšanja efikasnosti blockchain sistema.
Kako PoH Radi?
Proof of History funkcionira kreiranjem timestampa za svaki blok, a zatim korištenjem Verifiable Delay Function (VDF) za dokazivanje da je timestamp generisan u određenom vremenskom periodu. Radi se o hashu prethodnog PoH i trenutnog bloka. Lanac tih timestampova poznat je kao timechain i dokazuje da su blokovi dodani na blockchain u određenom trenutku u vremenu.
Timestamp se distribuira mreži i svi čvorovi mogu ga verificirati i pohraniti. VDF je kriptografska funkcija koja zahtijeva veliku količinu računarskog rada za izračunavanje, ali se lako verificira. Čvorovi mogu lako verificirati da su timestampovi generisani u ispravnoj količini vremena i da nisu bili unaprijed izračunati prije nego što je blok dodan na lanac.
Koristeći PoH, Solana je u stanju da značajno smanji količinu podataka koje treba pohraniti i verificirati, što mreži omogućava procesiranje više transakcija i opsluživanje više korisnika. Korištenjem VDF-a osigurava se da bi mijenjanje jednog hasha zahtijevalo preračunavanje svih prethodnih hashova, što bi bilo izuzetno skupo i lako uočljivo.
Zamislite grad u kom svaka transakcija dobija pečat koji uključuje tačno vrijeme. Do trenutka kad poruka stigne do validatora, već nosi pečate svih prethodnih čvorova. Validator odmah zna kojim redom su se transakcije desile, bez potrebe da kontaktira sve ostale čvorove u mreži. Time se štedi ogromna količina vremena i resursa u poređenju s tradicionalnim blockchain mrežama.
Prednosti i Nedostaci Proof of History (PoH)
Glavna prednost PoH tehnike je što dramatično poboljšava skalabilnost blockchaina, budući da prošle transakcije mogu biti efikasno verifikovane, a zahtjevi za pohranom podataka su svedeni na minimum. PoH je izuzetno energetski efikasan i smanjuje ugljični otisak blockchain mreža koje ga koriste. Kombinovanjem ovoga s PoH za procesiranje transakcija u konstantnom vremenu, Solana blockchain je sposobna da procesira oko 65.000 transakcija u sekundi. To je čini dobro prikladnom za aplikacije s visokim throughputom kao što su blockchain gaming, NFT marketplace platforme i DeFi protokoli.
Takođe, bilo ko može verificirati redoslijed i vrijeme transakcija zahvaljujući kriptografskim timestampovima. Sa sigurnošću se zna kada se transakcija desila bez potrebe za brigom o validnosti wallclock timestampova, što promoviše transparentnost i odgovornost.
Ipak, PoH nije savršen. Ovaj model dodaje veliku kompleksnost arhitekturi Solana mreže, što ga čini težim za razumijevanje i potencijalno povećava rizik od grešaka ili ranjivosti u kodu. Pročitajte članak kako se Solana poredi s Ethereumom.
Mogući Problemi sa Proof of History (PoH)
Daleko najznačajniji problem je centralizacija. U srcu PoH sistema su PoH generatori koji se koriste za produciranje PoH sekvence. Budući da postoji samo jedan PoH generator u jednom trenutku, oni predstavljaju jedinstvenu tačku kvara, i neki smatraju da uvode neprihvatljiv stepen centralizacije.
Osim toga, generisanje Proof of History hashova je računarski zahtjevno, što pokretanje čvora čini kompleksnijim i skupljim. Prema zvaničnoj dokumentaciji Solane, validator čvorovi su obavezni da ispune stroge hardverske zahtjeve: CPU s 12 jezgara (24 niti) ili više, 128 GB RAM-a i 500 GB do 1 TB prostora za pohranu. To pomaže u održavanju brzine i efikasnosti mreže, ali može predstavljati značajne tehničke i finansijske prepreke za ulaz, ograničavajući decentralizaciju PoH blockchain mreža.
Uz to, cijeli sistem zavisi od pouzdanosti PoH generatora koji ima glavnu ulogu u sigurnosti i pouzdanosti mreže. Ako PoH generator postane nepouzdan, to može negativno uticati na cijelu mrežu. Ove prepreke Solana rješava kroz projekat Firedancer, nezavisni validator klijent koji razvija Jump Crypto, čiji je cilj smanjiti ove rizike i povećati otpornost mreže.
Često Postavljana Pitanja
Da li je Proof of History konsenzus mehanizam?
Ne. Proof of History nije konsenzus mehanizam sam po sebi, već komponenta koja pomaže u postizanju konsenzusa. Bolje ga je posmatrati kao decentralizovani sat za mrežu koji pruža način za dokazivanje vremena i redosljeda kojim su se eventi desili, bez oslanjanja na treću stranu.
Zašto druge blockchain mreže ne koriste PoH?
Generisanje Proof of History hashova je računarski zahtjevno, što pokretanje čvora čini skupljim. Tradicionalne blockchain mreže kao što su Bitcoin i Ethereum razvile su se oko Proof of Work i Proof of Stake mehanizama koji su decenijama testirani na velikom obimu. Prelazak na PoH zahtijevao bi potpunu promjenu arhitekture mreže.
Šta je VDF i zašto je važan?
Verifiable Delay Function (VDF) je kriptografska funkcija koja zahtijeva veliku količinu računarskog rada za izračunavanje, ali se lako verificira. VDF osigurava da bi mijenjanje jednog hasha u lancu zahtijevalo preračunavanje svih prethodnih hashova, što tamperingom čini izuzetno skupim i lako uočljivim za sve učesnike mreže.
Koliko transakcija Solana može da procesira zahvaljujući PoH?
Kombinovanjem Proof of History s Proof of Stake, Solana blockchain je sposobna da procesira do 65.000 transakcija u sekundi u teoriji. U praksi, mreža stabilno radi na 1.000 do 4.000 transakcija u sekundi, što je i dalje znatno više od Bitcoina (3 do 7 transakcija u sekundi) ili Ethereuma (15 do 20 transakcija u sekundi na glavnom sloju).
