Consensus algoritmen

De manier waarop een blockchain werkt, is gebaseerd op de manier waarop het een overeenkomst of consensus bereikt over een enkel punt van de gegevenswaarde. Ook wel consensus genoemd algoritmen. Op deze pagina beschrijven we de verschillende populaire consensusalgoritmen en hun voor- en nadelen.

Inhoudsopgave

Een consensusalgoritme is een proces dat bepaalt welke gegevensinvoer betrouwbaar is en ervoor zorgt dat overeenstemming wordt bereikt. Een overeenkomst zoals een transactie bijvoorbeeld. Voorkomen dat mensen met kwade bedoelingen valse transacties uitvoeren. 

Het bereiken van die juiste afspraken in blockchainplatforms is een grote uitdaging binnen de informatica. Er zijn verschillende soorten consensusalgoritmen, elk met zijn eigen voor- en nadelen. De meest bekende protocollen zijn: Proof-of-Work en Proof-of-Stake, maar er zijn anderen. We zullen kort uitleggen wat deze processen inhouden.

Consensusalgoritmen Blockchain Bitcoin

Wat zijn de verschillende soorten consensusalgoritmen?

PoW was het eerste consensusmechanisme dat werd gebruikt in een blockchain-platform. Gebruikt door zowel Bitcoin als Litecoin. In Proof-of-Work kan iedereen de rekenkracht van zijn computer ter beschikking stellen om berekeningen te maken. Deze berekeningen voegen nieuwe blokken toe aan de blockchain. Dit wordt mijnbouw genoemd. 

De persoon die een nieuw blok vindt/maakt, wordt beloond met een hoeveelheid cryptocurrency. Consensus wordt bereikt door te kijken naar de langste keten. Zolang meer dan 50% van de miners goede bedoelingen hebben, is de bereikte consensus te vertrouwen. Omdat beloningen alleen worden gegeven aan gemaakte blokken tot de langste en juiste keten, wordt deze 50% tot nu toe altijd behaald.

Voordelen

  • Betrouwbaar systeem

  • Werkt al een aantal jaren erg goed.

Nadelen

  • Relatief trage bevestigingstijden

  • Mijnbouw verbruikt veel elektriciteit en is daarom milieuonvriendelijk

Voorbeelden PoW cryptocurrencies

  • Bitcoin (BTC)
  • Litecoin (LTC)
  • Monero (XMR)

Byzantijnse fouttolerantie (BFT)

Gedelegeerde Byzantijnse fouttolerantie werkt als volgt; iedereen die een aandeel heeft in een specifieke cryptocurrency kan stemmen op een aantal vertegenwoordigers. Het selecte aantal vertegenwoordigers komt vervolgens zelf tot overeenstemming over de geldigheid van blokken binnen de blockchain. 

Andere vormen zoals Praktisch (pBFT) en Federal Byzantijnse fouttolerantie (fBFT) worden ook gebruikt. BFT heeft enkele overeenkomsten met een ander consensusalgoritme, namelijk het gedelegeerde Proof-of-Stake. Hierover later meer. Nogmaals, er zijn verschillende verschillen binnen Byzantijnse fouttolerantie - BFT.

Voordelen

  • Eenvoudig schaalbaar

  • Hoge transactiesnelheid, 1.000+ banden per seconde gemakkelijk mogelijk

Nadeel

  • Niet volledig gedecentraliseerd

Voorbeelden BFT cryptocurrencies

  • NEO (NEO)
  • Riple (XRP)
  • Stellaire lumen (XLM)

PoS is momenteel het meest populaire consensusalgoritme binnen de wereld van crypto. In Proof-of-Stake, “aandeelhoudersStem op de blokken die volgens hen geldig zijn. Als meer dan de helft op de juiste keten stemt, verliezen aandeelhouders die op de verkeerde keten hebben gestemd hun aandeel in de juiste keten. Dit dient als motivatie om tot een juiste consensus te komen.

Voordelen

  • schaalbaar

  • Efficiënt, vermindert het elektriciteitsverbruik aanzienlijk

Nadeel

  • Makkelijk te kopiëren en vorken te maken

Voorbeelden PoS cryptocurrencies

  • Digitaal geld (DASH)
  • PivX (PivX)
  • Reddcoin (RDD)

Gedelegeerd bewijs van inzet (DPoS)

Het principe van dPoS lijkt erg op dat van PoS zelf. Het belangrijkste verschil is dat er in het geval van gedelegeerde Proof-of-Stake geen directe stemming is over welke chain/blocks geldig zijn. In plaats daarvan stemt men op 'afgevaardigden‘. 

Deze afgevaardigden komen dan met elkaar tot overeenstemming. Over het algemeen zijn er tussen de 20 en 100 afgevaardigden en tot nu toe lijkt dPoS erg op dBFT. Een groot verschil is echter dat in dPoS een afgevaardigde kan worden weggestemd. Als een afgevaardigde nieuwe blokken niet vaak genoeg verifieert of elke keer op de verkeerde keten stemt, kan deze afgevaardigde worden weggestemd.

Voordelen

  • Heel snel, omdat een kleiner aantal afgevaardigden consensus moet vinden
  • Minder gecentraliseerd dan BFT

Nadelen

  • Niet volledig gedecentraliseerd

Voorbeelden DPoS-cryptocurrencies

  • EOS (EOS)
  • Lijst (LSK)
  • Solana (SOL)

 

Andere consensusalgoritmen die minder vaak worden gebruikt, zijn Proof-of-Authority, Proof-of-Weight, Proof-of-Importance en Directed Acylic Graphs.