Naarmate de klimaatverandering duidelijker wordt, moeten we onze ecologische voetafdruk bewaken en beperken.
Blockchains kunnen enorme hoeveelheden energie verbruiken, afhankelijk van het type consensusalgoritme dat wordt gebruikt, en dit belast het milieu. Het proof of capacity (PoC) consensusalgoritme combineert de voordelen van andere algoritmeopties zonder het hoge energieverbruik. Het lijkt er dus op dat we op weg zijn naar het groenste consensusalgoritme tot nu toe.
Wat is een bewijs van capaciteit?
PoC, ook wel proof of space genoemd, is een vorm van consensus waarbij u interesse toont in een dienst door geheugenruimte aan te bieden aan de dienstverleners. Met dit model kun je als miner je vrije schijfruimte inwisselen voor cryptocurrency via een decentraal netwerk. Het biedt een tegenprestatie-service, dus hoe meer ruimte je hebt, hoe groter de kans dat je de mijnbeloning claimt.
PoC gebruikt minder energieverbruik dan andere modellen omdat het alleen uw vrije geheugengrootte gebruikt om blokken te verifiëren. Het is geen wonder dat het mechanisme wordt ondersteund als een groener alternatief voor eerdere consensusmechanisme-algoritmen, zoals Proof of Work (PoW).
Hoe werkt het bewijs van capaciteitsalgoritme?
Stel je voor dat je een computertest gaat doen met een lijst met mogelijke antwoorden op een harde schijf. Hoe groter uw harde schijf, hoe meer antwoorden u kunt opslaan. En hoe meer antwoorden er beschikbaar zijn, hoe groter de kans dat u de juiste antwoorden krijgt die nodig zijn om de test te halen. Deze testvragen zijn vergelijkbaar met de gegevens hashen problemen die PoC-mijnwerkers oplossen, terwijl de antwoorden de plots zijn die op de harde schijven moeten worden opgeslagen.
De bloktijden in bewijs van capaciteit zijn kort - slechts ongeveer vier minuten per blok, in tegenstelling tot tien minuten per blok voor bitcoin. Dit betekent dat de oplossingen voor de complexe mijnbouwproblemen van tevoren moeten worden "uitgezet" om de tijd te halen.
Blokbeloningen zijn het einddoel van het omgaan met blockchains, en het PoC-algoritme gebruikt hiervoor twee stappen: plotten en minen.
Plotten van harde schijven
Elke blockchain-mijnwerker zoekt een nonce - een uniek gecodeerd nummer van vier bytes dat wordt gebruikt om de informatie te verifiëren die is ingebed in een blok dat maar één keer wordt gebruikt (nonce staat voor "een keer genummerd gebruikt"). Alle mogelijke nonce-waarden worden via plotten op de harde schijf gecompileerd, zelfs voordat het minen goed begint.
Elke geplotte nonce heeft 8.192 hashes, beginnend van 0 tot 8.191. Alle 8.192 hashes zijn gekoppeld in scoops, die een belangrijke rol spelen bij de mijnbouw die later zal worden gedaan. Deze nonces worden gemaakt door knooppunten die herhaaldelijk gegevens hashen; dit is het enige energieverslindende onderdeel van dit consensusmechanisme. Het vereist heel weinig energie (ongeveer 4 watt) in vergelijking met andere mechanismen voor bewijsalgoritmen.
Blok mijnbouw
In het mining-aspect van het PoC-mechanisme worden de scoops gebruikt om een deadlinewaarde te berekenen, wat de maximale tijd is die moet verstrijken voordat een ander blok wordt geproduceerd. Hoe korter de deadline, hoe groter de kans dat een blok wordt vervalst en dat de node de beloning opeist.
Je bedenkt bijvoorbeeld een deadlinewaarde van 20 seconden. Je mag het blok vervalsen en de beloning claimen als geen enkele andere deelnemer je deadline van 20 seconden kan verslaan.
Block mining vereist geen energieverbruik, waardoor het PoC-mechanisme veel groener is dan andere algoritme-alternatieven voor consensusmechanismen.
5 voordelen van bewijs van capaciteit ten opzichte van andere mijnbouwmethoden
Bewijs van capaciteit wint momenteel veel aan populariteit omdat het de beste eigenschappen van eerdere consensusalgoritmemodellen combineert en tegelijkertijd milieuvriendelijk blijft.
1. Laag energieverbruik
Met het PoC-consensusalgoritme kan het energieverbruik tot wel 96% worden verlaagd. Het gebruik van dit model is een stap in de goede richting bij het nastreven van groenere, schonere mijnbouw- en computerpraktijken.
2. Onderhoudsarm en betaalbaar
Er zijn geen dure gadgets nodig bij het gebruik van het bewijs van capaciteitsmechanisme. Elke gewone harde schijf werkt en u hoeft zich geen zorgen te maken over het periodiek upgraden van de harde schijf. Het is net zo eenvoudig als mijnbouw uit de opslag van je Android-telefoon.
3. Gedecentraliseerd netwerk
Aangezien vrijwel iedereen een of andere vorm van harde schijf heeft, is PoC sterk gedecentraliseerd. Dit is een opmerkelijk voordeel ten opzichte van het PoW-algoritmemodel.
4. Kortere mijntijd
Met het PoC-algoritme kun je een blok in minder dan vier minuten maken, terwijl je met het PoW-algoritme tien minuten kunt besteden.
5. Herbruikbare ruimte
Als u andere interesses wilt nastreven, kunt u eenvoudig alle mijngegevens in de cache op uw harde schijf wissen en deze voor andere dingen hergebruiken. De opslag blijft van jou om te gebruiken.
4 Beperkingen van bewijs van capaciteit
Met alle voordelen van het PoC-algoritme, heeft het een paar nadelen in vergelijking met andere algoritme-alternatieven voor consensusmechanismen.
1. Minder veilig
Met de toename van mining komt ook een toename van mining-malware. Een ruimte-afhankelijk algoritme zoals PoC is vatbaar voor malware omdat er veel ruimte wordt gebruikt, waarvan de meeste niet wordt gecontroleerd op vreemde bestanden.
Bovendien maakt de overvloedige vrije ruimte in schijven die worden gebruikt om hashgegevens in de cache op te slaan, het nog moeilijker om malware te detecteren.
2. Gunst Space Hoarders
Het proof of capacity-algoritme is in het voordeel van degenen met grotere schijfruimte. Er is meer opslagruimte nodig naarmate er meer miners aan het netwerk worden toegevoegd. Mensen kunnen gemakkelijk beginnen met het kopen van gigantische schijven om een groot deel van de cryptocurrency te minen. Dit maakt minen een stuk moeilijker als je kleinere schijven hebt.
3. Beperkt bereik
Slechts enkele ontwikkelaars gebruiken het PoC-algoritme, in tegenstelling tot het PoW-consensusalgoritme.
4. Technische problemen
Technische problemen met betrekking tot PoC-algoritmen kunnen verschillende vormen aannemen. Als bijvoorbeeld een node uit een netwerk valt, kan het behoorlijk wat tijd kosten om de plotbestanden te reconstrueren, en in een race tegen de klok is dat nadelig.
Bewijs van capaciteit vs. Bewijs van werk en bewijs van inzet
Bewijs van capaciteitsalgoritmen gebruiken opslagruimte op harde schijven als een bron die moet worden ontgonnen of gevalideerd in ruil voor netwerktokens via een gedecentraliseerd netwerk. Dit biedt de voordelen van PoW en bewijs van inzet (PoS) modellen zonder de nadelen van beide benaderingen.
PoW-consensusalgoritmen zijn traag en vereisen enorme rekenkracht toepassingsspecifieke geïntegreerde schakelingen (ASIC's). PoS-algoritmen hebben te kampen met hoge centralisatierisico's en de noodzaak voor deelnemers om vooraf stortingen te doen.
Hoewel minder populair dan de PoW- en PoS-consensusalgoritmen, verwijdert PoC het probleem van het aanleggen van cryptocurrency-voorraden in PoS en vermindert het aanzienlijk de hoge rekenenergie die wordt gebruikt in PoW.
Welke cryptocurrencies gebruiken een bewijs van capaciteit?
Hoewel relatief nieuw, wordt het proof of capacity-algoritme al toegepast en aangepast:
Uitbarsting
Voordat het werd omgedoopt tot Signum in 2021, Uitbarsting was een pionier in het bewijs van capaciteitsmechanisme. Dit betrof het gebruik van betaalbare, reguliere harde schijven die gemiddeld slechts 4 watt aan energie verbruikten. Het energieverbruik van Burst was duurzamer dan Bitcoin, met behulp van gespecialiseerde ASIC's die gemiddeld 1400 watt kunnen verbruiken.
Burst, nu Signum genaamd, is overgegaan naar het proof of commitment (POC+) consensusalgoritme, een geavanceerd niveau van het PoC-model. Signum kan worden gebruikt voor crowdsourcing, betalingen, cryptocontracten en gecodeerde berichtenuitwisseling.
SpaceMint
Het proof of space-mechanisme dat wordt gebruikt voor het minen van de voorgestelde SpaceMint crypto maakt gebruik van een niet-interactief formaat. Als gevolg hiervan moeten de deelnemers hier een moeilijk te kiezelen grafiek maken, een sterk onderling verbonden hoekpunt dat wordt gebruikt bij het berekenen van hashes. Dit onderscheidt het van andere toepassingen van het proof of capacity-algoritme.
Chia-netwerk
De Chia-netwerk is een van de meest populaire algoritmetoepassingen voor proof of capacity (PoC). Chia is een op blockchain gebaseerd platform dat is ontworpen om gedecentraliseerde en gedistribueerde opslag veiliger, betrouwbaarder en kosteneffectiever te maken. Chia heeft het PoC-algoritme geïmplementeerd om een gedistribueerd netwerk van opslagapparaten, ook wel farms genoemd, te creëren die gegevens opslaan en beveiligen. In werkelijkheid, Chia zorgde voor een wereldwijde toename in opslagprijzen bij lancering!
Chia is echter op controverse gestuit vanwege het potentieel om grote schade aan te richten op harde schijven. Het werkt door gegevensplots op de schijf te genereren die een grote hoeveelheid ruimte in beslag nemen, wat mogelijk ernstige schade aan de hardware kan veroorzaken als deze niet goed wordt gecontroleerd en onderhouden. Dit heeft ertoe geleid dat sommige gebruikers de beveiliging van het netwerk en de duurzaamheid van het PoC-model in twijfel hebben getrokken.
Desondanks lijken andere bestaande PoC-applicaties geen problemen te hebben gehad met betrekking tot schade aan de harde schijf. Hoewel Burstcoin bijvoorbeeld harde schijven gebruikt om gegevens op te slaan, genereert het geen grote hoeveelheden gegevens die mogelijk schade aan de hardware kunnen veroorzaken. Als zodanig lijkt het erop dat PoC nog steeds een levensvatbaar consensusalgoritme is dat kan worden geïmplementeerd zonder harde schijven te beschadigen.
De toekomst van Blockchain is groen
De computer- en cryptowereld begint zich te realiseren hoe belangrijk het is om milieubewust te zijn. Met de komst van het algoritme voor het bewijs van capaciteitsconsensusmechanisme kunnen we verzekerd zijn van een eenvoudigere, snellere en groenere manier van mijnbouw - mogelijk de groenste tot nu toe.
