När klimatförändringarna blir mer påtagliga bör vi övervaka och begränsa vårt koldioxidavtryck.
Blockkedjor kan förbruka enorma mängder energi – beroende på vilken typ av konsensusalgoritm som används – och detta sätter en belastning på miljön. Konsensusalgoritmen för bevis på kapacitet (PoC) kombinerar fördelarna med andra algoritmalternativ utan den höga energiförbrukningen. Så det ser ut som att vi är inne på den grönaste konsensusalgoritmen hittills.
Vad är bevis på kapacitet?
PoC, även känd som proof of space, är en typ av konsensus där du visar intresse för en tjänst genom att erbjuda minnesutrymme till tjänsteleverantörerna. Denna modell låter dig, som gruvarbetare, byta ut dina lediga diskutrymmen mot kryptovaluta över ett decentraliserat nätverk. Den erbjuder en quid pro quo-tjänst, så ju mer utrymme du har, desto mer sannolikt kommer du att göra anspråk på gruvbelöningen.
PoC använder mindre energi än andra modeller eftersom den använder bara din lediga minnesstorlek för att verifiera block. Det är inte konstigt att mekanismen stöds som ett grönare alternativ till tidigare konsensusmekanismalgoritmer, såsom proof of work (PoW).
Hur fungerar algoritmen för bevis på kapacitet?
Föreställ dig att gå på ett datorbaserat test med en lista över möjliga svar på en hårddisk. Ju större hårddisk du har, desto fler svar kan du lagra. Och ju fler svar som finns tillgängliga, desto mer sannolikt kommer du att få de korrekta som krävs för att klara testet. Dessa testfrågor liknar datahashning problem PoC-gruvarbetare löser, medan svaren är plotten som ska lagras på hårddiskarna.
Blockeringstiderna som bevis på kapacitet är korta - bara cirka fyra minuter per block, till skillnad från tio minuter per block för bitcoin. Detta innebär att lösningarna för de komplexa gruvproblemen måste "plottas" i förväg för att hinna med tiden.
Blockbelöningar är slutmålet för att hantera blockkedjor, och PoC-algoritmen använder två steg för detta: plottning och gruvdrift.
Hårddiskplottning
Varje blockchain-gruvarbetare söker en nonce – ett unikt krypterat fyra-byte-nummer som används för att verifiera informationen som är inbäddad i ett block som bara används en gång (nonce står för "numred used once"). Alla möjliga nonce-värden kompileras på hårddisken via plottning, även innan mining startar ordentligt.
Varje plottad nonce har 8 192 hashar, från 0 till 8 191. Alla 8 192 hash är ihopkopplade till scoops, som är avgörande för gruvdriften som kommer att göras senare. Dessa nonces skapas av noder som hashning av data upprepade gånger; detta är den enda energikrävande delen av denna konsensusmekanism. Den kräver väldigt lite energi (ca 4 watt) jämfört med andra bevisalgoritmmekanismer.
Block Mining
I gruvaspekten av PoC-mekanismen används scoops för att beräkna ett deadlinevärde, vilket är den maximala tid som måste gå innan ett annat block produceras. Ju kortare tidsfristen är, desto mer sannolikt är det att ett block förfalskas och att noden gör anspråk på belöningen.
Du kommer till exempel på ett deadlinevärde på 20 sekunder. Du får förfalska blocket och göra anspråk på belöningen om ingen annan deltagare kan slå din 20 sekunders deadline.
Blockbrytning kräver ingen energiförbrukning, vilket gör PoC-mekanismen mycket grönare än andra konsensusmekanismalgoritmalternativ.
5 fördelar med bevis på kapacitet jämfört med andra gruvmetoder
Bevis på kapacitet vinner för närvarande mycket dragkraft eftersom det kombinerar de bästa egenskaperna från tidigare konsensusalgoritmmodeller samtidigt som det förblir miljövänligt.
1. Låg energiförbrukning
Med PoC konsensusalgoritmen kan energiförbrukningen sänkas med upp till 96 %. Att använda den här modellen är ett steg i rätt riktning mot grönare, renare gruvdrift och beräkningsmetoder.
2. Lågt underhåll och prisvärt
Det finns inget behov av dyra prylar när du använder mekanismen för bevis på kapacitet. Alla vanliga hårddiskar kommer att fungera, och du behöver inte oroa dig för att uppgradera hårddisken med jämna mellanrum. Det är lika lätt som mining från lagringen på din Android-telefon.
3. Decentraliserat nätverk
Eftersom i stort sett alla har någon form av hårddisk är PoC mycket decentraliserat. Detta är en anmärkningsvärd fördel gentemot PoW-algoritmmodellen.
4. Kortare gruvtid
Med hjälp av PoC-algoritmen kan du piska upp ett block på under fyra minuter, medan du kan spendera tio minuter med att använda PoW-algoritmen.
5. Återanvändbart utrymme
Om du vill ägna dig åt andra intressen kan du enkelt rensa all gruvdata som är cachad på din hårddisk och återanvända den till andra saker. Lagringen förblir din att använda.
4 Begränsningar av kapacitetsbevis
Med alla fördelarna med PoC-algoritmen har den några nackdelar jämfört med andra konsensusmekanismalgoritmalternativ.
1. Mindre säker
Med ökningen av gruvdrift kommer en ökning av skadlig programvara för gruvdrift. En utrymmesberoende algoritm som PoC är känslig för skadlig programvara eftersom mycket utrymme används, varav de flesta inte övervakas för konstiga filer.
Dessutom gör det rikliga lediga utrymmet i enheter som används för att cachehaha data det ännu svårare att upptäcka skadlig programvara.
2. Förespråkar Space Hoarders
Bevis på kapacitetsalgoritmen gynnar de med större diskutrymme. Mer lagringsutrymme krävs eftersom fler gruvarbetare läggs till i nätverket. Människor kan lätt börja köpa enorma enheter för att bryta en stor del av kryptovalutan. Detta gör gruvdrift mycket svårare om du har mindre enhetsstorlekar.
3. Begränsad räckvidd
Endast ett fåtal utvecklare använder PoC-algoritmen, till skillnad från PoW-konsensusalgoritmen.
4. Tekniska problem
Tekniska problem när det gäller PoC-algoritmer kan ta flera former. Till exempel, om en nod hoppar ur ett nätverk kan det ta ganska lång tid att rekonstruera plotfilerna, och i en kapplöpning mot tiden är det ofördelaktigt.
Bevis på kapacitet vs. Bevis på arbete & bevis på insats
Bevis på kapacitetsalgoritmer använder lagringsutrymme på hårddiskar som en resurs som ska mineras eller valideras i utbyte mot nätverkstokens över ett decentraliserat nätverk. Detta ger fördelarna med PoW och bevis på insats (PoS) modeller utan nackdelarna med någon av metoderna.
PoW-konsensusalgoritmer är långsamma och kräver en enorm beräkningskraft applikationsspecifika integrerade kretsar (ASIC). PoS-algoritmer lider av höga centraliseringsrisker och behovet av deltagare att tillhandahålla insättningar i förväg.
Även om det är mindre populärt än PoW- och PoS-konsensusalgoritmerna, tar PoC bort problemet med lagring av kryptovaluta i PoS och minskar avsevärt den höga beräkningsenergin som används i PoW.
Vilka kryptovalutor använder bevis på kapacitet?
Även om den är relativt ny, tillämpas och modifieras proof of capacitetsalgoritmen redan:
Brista
Innan det omstöptes till Signum år 2021, Brista banbrytande mekanismen för bevis på kapacitet. Detta innebar att man använde prisvärda, vanliga hårddiskar som använder energi så lågt som 4 watt i genomsnitt. Bursts energiförbrukning var mer hållbar än Bitcoin, med hjälp av specialiserade ASIC: er som kan förbruka i genomsnitt 1400 watt.
Burst, nu kallad Signum, har övergått till proof of commitment (POC+) konsensusalgoritmen, en avancerad nivå av PoC-modellen. Signum kan användas för crowdsourcing, betalningar, kryptokontrakt och krypterade meddelanden.
SpaceMint
Beviset på utrymme mekanism som används för gruvdrift den föreslagna SpaceMint crypto använder ett icke-interaktivt format. Som ett resultat måste deltagarna här skapa en graf som är svår att pebble, en mycket sammankopplad vertex som används för att beräkna hash. Detta skiljer den från andra användningar av algoritmen för bevis på kapacitet.
Chia nätverk
De Chia nätverk är en av de mest populära proof of capacity (PoC) algoritmapplikationerna. Chia är en blockchain-baserad plattform designad för att göra decentraliserad och distribuerad lagring säkrare, pålitligare och kostnadseffektivare. Chia har implementerat PoC-algoritmen för att skapa ett distribuerat nätverk av lagringsenheter, kända som gårdar, som lagrar och säkrar data. Faktiskt, Chia orsakade en global ökning i lagerpriser vid lansering!
Chia har dock mötts av kontroverser på grund av dess potential att orsaka förödelse på hårddiskar. Det fungerar genom att generera plotter av data på hårddisken som tar upp en stor mängd utrymme, vilket potentiellt kan orsaka allvarlig skada på hårdvaran om den inte övervakas och underhålls på rätt sätt. Detta har fått vissa användare att ifrågasätta nätverkets säkerhet och dess PoC-modells hållbarhet.
Trots detta verkar andra befintliga PoC-applikationer inte ha haft några problem relaterade till hårddiskskador. Till exempel, medan Burstcoin använder hårddiskar för att lagra data, genererar det inte stora dataplotter som potentiellt kan orsaka skada på hårdvaran. Som sådan verkar det som att PoC fortfarande är en gångbar konsensusalgoritm som kan implementeras utan att skada hårddiskarna.
Framtiden för blockchain är grön
Dator- och kryptovärlden har börjat inse vikten av att vara miljömedveten. Med tillkomsten av algoritmen för proof of capacity konsensusmekanism kan vi vara säkra på ett enklare, snabbare och grönare sätt för gruvdrift - möjligen det grönaste hittills.