Was ist Nakamoto-Konsens? Kompletter Anfängerleitfaden

Was ist Nakamoto-Konsens?

Konsensalgorithmen sind für die Überprüfung der Authentizität verteilter Blockchain-Plattformen von größter Bedeutung und bilden den Prozess der Vereinbarung zwischen einem Netzwerk von Teilnehmern, die sich gegenseitig misstrauen.

Nakamoto Consensus wurde von Satoshi Nakamoto für Bitcoin erstellt und bezieht sich auf das Regelwerk in Verbindung mit dem Konsensmodell für den Arbeitsnachweis im Netzwerk, das den Konsensmechanismus regelt und dessen Vertrauenswürdigkeit sicherstellt. Auf diese Weise wurde Bitcoin das erste offene und verteilte Peer-to-Peer-Netzwerk (P2P) mit byzantinischer Fehlertoleranz (BFT), das ein verteiltes Netzwerk anonymer Knoten verwendet, die nach Belieben beitreten und das Netzwerk verlassen können.

Byzantinische Fehlertoleranz (BFT)

Byzantinische Fehlertoleranz ist die Fähigkeit eines verteilten Computernetzwerks, trotz unvollständiger Informationen oder fehlerhafter Komponenten des Netzwerks mit gültigem Konsens fehlertolerant zu bleiben. Vor Bitcoin bestand die einzige Möglichkeit, ein BFT-P2P-Netzwerk aufrechtzuerhalten, darin, eine geschlossene oder halbgeschlossene Gruppe von Knoten zu verwenden. Darüber hinaus verwenden herkömmliche BFT-Algorithmen wie die praktische byzantinische Fehlertoleranz (pBFT) eine andere Knotenauswahlmethode als die derzeit im Nakamoto-Konsens verwendete.

Um BFT in einem offenen und verteilten Netzwerk wie Bitcoin aufrechtzuerhalten, müssen bestimmte Regeln verwendet werden, die sowohl auf Kryptographie als auch auf spieltheoretischen Mechanismen beruhen, um die vertrauenswürdige Umgebung zu schaffen, die erforderlich ist, um einen dezentralen Konsens über ein Netzwerk der Wertübertragung zu ermöglichen.

In pBFT-Systemen funktioniert das Konsensmodell nur in kleinen Gruppen geschlossener Knoten (~ 50), in denen ein erheblicher Kommunikationsaufwand besteht, der verhindert, dass diese Konsensmodelle in großem Maßstab arbeiten können. Um in Systemen mit willkürlichen Fehlern einen Konsens zu erzielen, ist normalerweise ein spezifisches Abstimmungssystem erforderlich, um einen Konsens zu erzielen. In Bezug auf Kryptowährungsplattformen, die pBFT-Konsensmodelle verwenden, basiert dieser Abstimmungsmechanismus auf einem System rotierender „Leader“ -Knoten in einem Round-Robin-Format. Da das System aus einem Netzwerk begrenzter, geschlossener Knoten besteht, ist es für diese Knoten trivial, effizient miteinander zu kommunizieren und zu bestimmen, wer der „Leiter“ ist, der jeden neuen Block vorschlägt.

Praktische byzantinische Fehlertoleranz

Lesen Sie mehr über die praktische byzantinische Fehlertoleranz

Wenn der Anführer böswillig handelt, können sie mit Stimmenmehrheit von den Knoten entfernt werden. Dies lässt sich jedoch in einem System wie Bitcoin, in dem der Konsens über den gesamten Status der Blockchain und die Gültigkeit aller Transaktionen auf Tausende von Knoten auf der ganzen Welt verteilt ist, die ständig eine Verbindung zum Netzwerk herstellen und trennen, eindeutig nicht gut skalieren. Darüber hinaus muss die Teilnahme an diesem Konsenssystem mit Kosten verbunden sein, um die Teilnehmer davon abzuhalten, böswillig zu handeln.

#Crypto ExchangeBenefits

1

Binance
Best exchange


VISIT SITE
  • ? The worlds biggest bitcoin exchange and altcoin crypto exchange in the world by volume.
  • Binance provides a crypto wallet for its traders, where they can store their electronic funds.

2

Coinbase
Ideal for newbies


Visit SITE
  • Coinbase is the largest U.S.-based cryptocurrency exchange, trading more than 30 cryptocurrencies.
  • Very high liquidity
  • Extremely simple user interface

3

eToro
Crypto + Trading

VISIT SITE
  • Multi-Asset Platform. Stocks, crypto, indices
  • eToro is the world’s leading social trading platform, with thousands of options for traders and investors.

Damit Bitcoin als byzantinisches fehlertolerantes P2P-Netzwerk betrieben werden kann, wurde ein PoW-Mining-Konsensalgorithmus in Verbindung mit einem bestimmten Regelwerk eingeführt, das den Mechanismus regelt, um einen vertrauenslosen Konsens im gesamten Netzwerk zu erzielen. Dies wird als klassischer Nakamoto-Konsens bezeichnet.

Wie funktioniert der Nakamoto-Konsens??

Der Nakamoto-Konsens kann in ungefähr 4 Teile unterteilt werden.

  • Arbeitsnachweis (PoW)
  • Blockauswahl
  • Knappheit
  • Anreizstruktur

Die Kombination und Harmonisierung dieser 4 Komponenten von Bitcoin ermöglicht es, das verteilte Netzwerk für die Wertübertragung zu werden, das es ist. Es arbeitet mit vertrauenslosem Konsens und wird sicher bleiben, solange der Großteil der zum Bergbauprozess beigetragenen Macht in den Händen ehrlicher Bergleute liegt, wie Sie als nächstes sehen werden.

Arbeitsnachweis

#CRYPTO BROKERSBenefits

1

eToro
Best Crypto Broker

VISIT SITE
  • Multi-Asset Platform. Stocks, crypto, indices
  • eToro is the world’s leading social trading platform, with thousands of options for traders and investors.

2

Binance
Cryptocurrency Trading


VISIT SITE
  • ? Your new Favorite App for Cryptocurrency Trading. Buy, sell and trade cryptocurrency on the go
  • Binance provides a crypto wallet for its traders, where they can store their electronic funds.

#BITCOIN CASINOBenefits

1

Bitstarz
Best Crypto Casino

VISIT SITE
  • 2 BTC + 180 free spins First deposit bonus is 152% up to 2 BTC
  • Accepts both fiat currencies and cryptocurrencies

2

Bitcoincasino.io
Fast money transfers


VISIT SITE
  • Six supported cryptocurrencies.
  • 100% up to 0.1 BTC for the first
  • 50% up to 0.1 BTC for the second

Insgesamt ist das Proof of Work-Konsensprotokoll die wichtigste Engine, die den Konsens in Bitcoin fördert. Grundsätzlich verwenden Bergleute einen bestimmten vollständigen Knoten, um an Bergbaublöcken teilzunehmen, um die Blockbelohnung zu erhalten, die für jeden erfolgreich abgebauten und validierten Block ausgegeben wird. Die Kosten für diesen Abbauprozess sind Elektrizität, die einen realen finanziellen Wert hat, wodurch die ausgegebene BTC für jeden abgebauten Block einen inhärenten Wert erhält.

Bitcoin Mining

Lesen Sie mehr über Bitcoin Mining

PoW in Bitcoin soll doppelte Ausgaben verhindern. Das digitale Signaturschema innerhalb des UTXO-Modells bietet zwar das überprüfbare Eigentum an den auszugebenden Transaktionsausgaben, ermöglicht jedoch nicht die Verhinderung doppelter Ausgaben. Die Blockchain ist eine Kette von zeitgestempelten Datenblöcken, die Transaktionen mit jedem zum vorherigen gehashten Block enthalten. Dies bietet Unveränderlichkeit für die Blockchain, aber wie können Sie feststellen, ob die Kette, an der Sie sich befinden, die richtige Kette ist? Hier kommt PoW ins Spiel.

Der Beitrag zum Mining basiert auf der Rechenleistung. Je mehr Leistung im Netzwerk vorhanden ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass Sie einen Block abbauen. Der Prozess ist jedoch stochastisch, so dass es sich im Grunde genommen um eine Lotterie mit zufälliger Gewinnchance handelt. Daher ist es unmöglich zu wissen, wer die nächste Runde gewinnt, und die Kosten für die Teilnahme werden weiter steigen. Aufgrund dieses Modells wird die längste Kette als gültige Kette angesehen, da sie aus dem größten Pool an Rechenleistung stammt. Die Validierungsregeln stellen sicher, dass für die vorgeschlagenen Blöcke die erforderlichen Rechenarbeiten ausgeführt werden, um akzeptiert zu werden. Solange die längste Kette und der Großteil der Hashing-Leistung des Netzwerks von ehrlichen Knoten gesteuert wird, wächst die ehrliche Kette am schnellsten und übertrifft konkurrierende Ketten.

Das Ergebnis dieses Systems ist, dass, sobald das kryptografische Rätsel für die Mining-Runde gelöst ist, ein Miner dem Netzwerk den Block vorschlägt, das Netzwerk den Block validiert, wenn nicht alle Transaktionen innerhalb des Blocks doppelt ausgegeben werden, und der Block hinzugefügt wird die längste Kette. Bei einem massiven verteilten Netzwerk wie dem von Bitcoin sind die Kosten für den Angriff auf das Netzwerk durch einen 51% igen Angriff enorm und werden nur größer, wenn das Netzwerk weiter wächst.

51% Angriffsrechner

51% Angriffsrechner

Blockauswahl

Der von Nakamoto Consensus verwendete Blockauswahlprozess ist eine der Schlüsselkomponenten, die ihn von anderen Konsensmodellen unterscheidet. Da das Modell auf einem PoW-Design basiert, bezieht sich der Blockauswahlprozess speziell auf den „Lotterie“ -Prozess für Bergleute, die um die Blockbelohnung für den Abbau des nächsten Blocks konkurrieren.

Denken Sie daran, dass in pBFT der Blockleiter durch einen Abstimmungsprozess ausgewählt und in jeder Runde in einem Round-Robin-Format ersetzt wird. In diesem System gibt es kein Mining. Blöcke werden ausgewählt, um vom Leiter zur Kette hinzugefügt zu werden, und müssen von mindestens ⅔ der anderen Knoten genehmigt werden. In Bitcoin gibt es keinen Abstimmungsprozess, um den Blockleiter zu bestimmen. Stattdessen wird ein kryptografisches Puzzle verwendet, das darauf basiert, eine Nonce im Block zu inkrementieren, bis der richtige Wert erreicht ist, der den Hash des Blocks darstellt und für den Beginn der Nonce null Bits benötigt.

Die Bergleute im Netzwerk kämpfen alle um die Lösung dieses Rätsels und der erste, der die Lösung findet, gewinnt die Runde der Lotterie. Der Block wird dann vom Miner über das Netzwerk an die anderen Mining-Knoten weitergegeben, die implizit dafür stimmen, den Block als gültig zu akzeptieren, indem der Block zur längsten Kette hinzugefügt wird. Ein sich daraus ergebender Effekt dieses Prozesses ist die Beseitigung des potenziellen Einflusses Dritter auf einen Blockleiter, da der Prozess zufällig ist und der Leiter nicht vorhergesagt werden kann. Die einzige Möglichkeit, die Lotterie zu gewinnen, besteht darin, in der Hoffnung auf einen Gewinn Hashing-Leistung in das Netzwerk einzubringen. Wenn Sie nicht gewinnen, wird die verbrauchte Energie zu einem gesunkenen Preis, was die Anreizstruktur des Bergbaus erhöht. Die Teilnahme ist mit Kosten verbunden, unabhängig davon, ob Sie erfolgreich Blöcke abbauen oder nicht.

Knappheit

Vor der Inflation dominierten Währungen, die sich aus dem fraktionierten Reservebankensystem ergaben, die globale Währungsszene, Edelmetalle waren die Hauptform der Wertspeicherung und des Handels. Einer der Hauptgründe, warum sie verwendet wurden und ihren historischen Wert behalten (denken Sie an Gold und Silber), ist, dass sie selten sind. Sie sind nicht nur selten, sondern es erfordert auch Anstrengung (PoW oben), sie abzubauen und zu nutzen.

Die Knappheit bei Bitcoin basiert auf dieser Prämisse, indem die Gesamtzahl der Bitcoin-Minen auf 21 Millionen begrenzt wird. Darüber hinaus kann Bitcoin nur durch den Mining-Prozess in das System injiziert werden. Es folgt einem deflationären Schema, bei dem die Blockbelohnung alle 210.000 Blöcke (~ 4 Jahre) halbiert wird..

Anreizstruktur

Das deflationäre Design von Bitcoin schafft einen Anreizmechanismus für langfristige Interessenbindungen von Bitcoin-Eigentümern und Teilnehmern des Bitcoin-Netzwerks, um das Netzwerk weiter zu sichern und zu validieren und gleichzeitig das Wertwachstum von Bitcoin selbst zu unterstützen. Der deflationäre Charakter von Bitcoin schafft auch ein iteriertes spieltheoretisches Modell, bei dem die Zusammenarbeit zwischen Einzelpersonen innerhalb des Netzwerks durch abgestimmte Interessen, die langfristig durch Deflation getrieben werden, optimal ist.

Bergleute erhalten einen Anreiz, das Netzwerk ehrlich zu validieren und zu sichern, da die Belohnung, die sie für den Abbau eines Blocks erhalten, Bitcoin ist. Wenn der Wert von Bitcoin sinkt oder das Netzwerk beeinträchtigt wird, wirkt sich dies auf das Endergebnis aus.

Wichtig ist, dass Bitcoin unter Verwendung des Nakamoto-Konsenses a sozial skalierbar Netzwerk. Durch Incentive-Designs, PoW und Regelwerke, die die Mechanismen zur Erzielung eines vertrauenslosen Konsenses regeln, überwindet Bitcoin inhärente Probleme der menschlichen Natur und wird zu einer zuverlässigen und legitimen Quelle von innerem Wert.

Fazit

Der Nakamoto-Konsens ist der erste Konsensmechanismus, der auf verteilte Hauptbuchsysteme angewendet wird, da er mit der Erfindung von Blockchains zusammenfiel und nach seinem mysteriösen Architekten benannt wird. Der Begriff „Blockchain“ wird heutzutage wahllos als Lösung für jedes Problem unter der Sonne verwendet.

Blockchains sind ein wichtiger Bestandteil von Kryptowährungen. Ihr großes Potenzial wäre jedoch nicht möglich, ohne mit anderen Komponenten der Plattformen verflochten zu sein. In Bitcoin und einigen anderen Beweisen für Arbeitskryptowährungen ist dies der Nakamoto-Konsens, und es ist wichtig, ein sozial skalierbares Netzwerk wie Bitcoin aufzubauen.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
Adblock
detector
map