Алгоритм консенсуса – это механизм, посредством которого блокчейн осуществляет некоторые свои основные функции. Поскольку сеть является одноранговой, процесс валидации транзакций не может осуществляться решением регулятора. Необходим автоматизированный механизм подтверждения действительности – алгоритм консенсуса. Он используется для подтверждения того, что отдельные участники сети соблюдают её правила и что транзакции осуществляются правильным образом. Это крайне важно при работе с цифровой валютой, которую, чисто технически, довольно просто скопировать и подделать.
Впервые эффективный алгоритм консенсуса был разработан Сатоши Накамото на базе сети Bitcoin. Именно он и отвечал за высокую устойчивость всей системы и решение «Дилеммы византийских генералов».
Алгоритмы и протоколы
Несмотря на то, что эти термины часто используются для обозначения одинаковых явлений, это не совсем корректно. Если упрощать, то протокол – чёткая система прописанных правил, а алгоритм – исполнение этих самых правил.
Именно протокол определяет, какой будет та или иная сеть блокчейн. Это прописывается при создании и практически не поддаётся изменениям. Базовые правила, единые для всех участников. Алгоритм же – это действия, которые система должна осуществить, чтобы протокол был соблюдён. К примеру, Bitcoin и Ethereum – это протоколы, в которых нормальное взаимодействие реализуется посредством алгоритмов консенсуса Proof of Work и Proof of Stake.
Другой пример. В сети Bitcoin в протоколе прописано, как именно могут взаимодействовать друг с другом разные узлы и какие условия должны быть соблюдены, чтобы произошла успешная валидация. А алгоритм консенсуса будет отвечать за проверку цифровой подписи и баланса, а также за подтверждения транзакции или нового добытого блока.
Proof of Work (PoW)
Первый разработанный алгоритм консенсуса. Его суть состояит в том, что после успешного высчитывания хэша блока, остальные участники сети проверяют правильность этих вычислений – «подтверждают проделанную работу». Точно также они подтверждают правильность, последовательность и однократность транзакций в пределах блока, поскольку всё это хранится на каждой машине сети.
Proof of Stake (PoS)
Альтернатива «подтверждению работы», поскольку работает на принципе, не зависящем от вычислительных мощностей узла и всей системы. Достоверность транзакции подтверждает не система в целом, а один из узлов, выбранный с помощью псевдослучайного алгоритма, основанного на сумме средств на счету, «возрасте монеты» и ряда других параметров. Этот валидатор автоматически проверяет достоверность транзакции или получения нового блока, за что и получает некоторую долю прибыли. Если же подтверждается недостоверная информация, это узнают последующие валидаторы с помощью своих вычислений.
Именно на таком принципе будет работать блокчейн Ethereum. Уже сейчас идёт постепенный переход с PoW на PoS, поскольку второй вариант позволяет работать системе быстрее и обрабатывать больше транзакций в секунду.
Заключение
Само понятие «алгоритм консенсуса» - основа любой сети блокчейн, поскольку только так можно обеспечить эффективное взаимодействие между узлами глобальной сети, обладающими равными правами и не доверяющими друг другу. Кроме того, именно алгоритм консенсуса отвечает за устойчивость сети к целенаправленному внесению изменений. Поэтому необходимо совместное усилие более чем 51 процента общих мощностей сети, чтобы получить «большинство голосов» и на основании алгоритма консенсуса диктовать свои условия. Что, впрочем, технически очень сложно реализовать.