După cum se știe, blockchain-urile trebuie să obțină un consens între nodurile care o mențin, asigurând rețeaua în general, validând adesea tranzacțiile care au loc și definind care sunt legitime pentru a fi adăugate pe lanțul principal.

Bitcoin a fost prima criptomonedă care a adus termenul ”algoritm de consens”, deoarece, așa cum știm bine, utilizează algoritmul Proof of Work (PoW), astăzi fiind obiectul unei discuții ample datorită cheltuielilor sale excesive de energie. Principalul său obiectiv rămâne același: atingerea consensului într-o rețea blockchain.

Proof-of-Work (PoW)

Așa cum am menționat mai devreme, acesta este primul algoritm de consens blockchain și a fost folosit pentru prima dată de Bitcoin. În minatul PoW, minerii rezolvă puzzle-uri matematice complexe care necesită multă putere de calcul.

Primul care rezolvă puzzle-ul creează un bloc și primește o recompensă pentru acesta. Modul de rezolvare este practic o ”ghicitoare”, deoarece nu există altă metodă decât încercarea și eroarea.

Algoritmul PoW asigură că minerii pot valida un nou bloc de tranzacții și îl pot adăuga în lanț dacă nodurile distribuite ale rețelei ajung la consens și acceptă hash-ul găsit de miner ca fiind valabil.

Criptomonedele care utilizează PoW

Potrivit site-ului CryptoSlate, un total de 522 de monede din cele peste 3.000 care există în prezent utilizează PoW ca mecanism de consens, chiar și cu unele derivări și/sau îmbunătățiri, cum ar fi platforma Komodo, care își generează consensul folosind dPoW (delayed proof of work) – o schemă de bază a PoW, dar modificată.

Bitcoin folosește algoritmul SHA 256 pentru a-și semna tranzacțiile, prin urmare monedele precum Bitcoin Cash, Bitcoin SV și Syscoin implementează în esență aceeași metodologie de la Bitcoin, dar cu o îmbunătățire a dimensiunii blocului care permite creșterea timpilor de generare și validare.

În general, Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH), Litecoin, Monero, Dash, Bitcoin Cash, Bitcoin SV, Ethereum Classic, Zcash, printre altele, folosesc algoritmul Proof of Work.

Aceste platforme, datorită analogiei lor cu moneda principală, sunt numite platforme blockchain de primă generație, iar marea majoritate sunt situate în Top 20 criptomonede, în ceea ce privește capitalizarea pieței, cu un domeniu de 83.71% din piață sau aproximativ 220.69 miliarde USD

Proof-of-Stake (PoS)

Acest algoritm de consens este născut ca o alternativă la PoW și propune obținerea unui consens distribuit. A fost utilizat pentru prima dată de Peercoin și a fost creat în 2011.

Funcționarea sa diferă foarte mult de algoritmul anterior. În loc să-i facă pe mineri să demonstreze că fiecare dintre tranzacții este legitimă, Proof-of-Stake sau Proof-of-Participation impune ca o utilizator să parieze, să dețină sau să blocheze monedele și să își valideze dreptul la proprietate. Pe scurt, acest algoritm înlocuiește activitatea de minat intensivă a PoW cu un mecanism în care blocurile sunt validate în funcție de ”participarea” celor implicați.

Deși există diferite moduri în care noul creator de bloc este selectat pentru a evita centralizarea prin cantitatea de monede care pot fi blocate sau ”pariate”. În general, blockchain-ul este securizat printr-un proces de selecție aleatoriu pseudo care ia în considerare ”bogăția” nodului și ”vârsta” monedelor împreună cu un factor de randomizare.

Există aproximativ 415 monede care folosesc acest algoritm: Binance Coin, Stellar, Dash, Neo, Cosmos, Ontology, printre altele. Împreună, acest sector reprezintă aproximativ 9.27 miliarde USD, cu 3.52% din piață.

Proof-of-Delegated-Participation (DPoS)

Proof-of-Delegated-Participation(DPoS) este un mecanism de consens foarte rapid și bine cunoscut pentru implementarea sa în EOS și este adesea denumit drept democrație digitală, datorită sistemului său de vot ponderat.

Modul în care funcționează: utilizatorii votează pentru ”delegații” cărora li se dă puterea de a face profit rulând un nod complet. Puterea votului  depinde de participarea  sau de blocarea monedelor.

Întrucât delegații doresc să primească cât mai multe voturi, ei sunt încurajați în mod constant să creeze lucruri valoroase pentru comunitate.

Se presupune că această metodă este mai eficientă și protejează utilizatorii împotriva reglementărilor nedorite. Cu toate acestea, cel mai mare susținător al său, EOS, a fost supus în ultimele săptămâni unui exod al dezvoltatorilor inițiali, acuzând sistemul că este centralizat și nesecurizat.

Printre criptomonedele de top din acest grup, avem EOS, Tron, Cardano, Tezos, Lisk, Bitshares, Steem, care au un număr total de 24 de blockchain-uri care utilizează acest algoritm. Domeniul sectorului este destul de ridicat, având în vedere numărul mic de proiecte implicate, reprezentând 2.64% din totalul pieței din punct de vedere al capitalizării de piață, adică aproximativ 6.97 miliarde de dolari.

Byzantine-Tolerance-to-Delegated-Failure (dBFT)

Obținerea condiției acestui consens este una cu adevărat simplă: atâta timp cât mai puțin de 1/3 din noduri sunt rău-intenționate, se poate ajunge la un eventual consens și toată lumea va fi fericită.

dBFT garantează că, dacă ajungi la un consens, nu puteți ajunge la un consens diferit ulterior. Atâta timp cât utilizatorii de rea-credință sunt mai puțin de 1/3, atunci totul este în regulă.

Algoritmul a fost propus de NEO și de atunci a dezvoltat aplicații descentralizate în cadrul acestui mecanism.

Proof-of-Activity (PoA)

Conceptul a fost introdus pentru prima dată în 2012 ca o alternativă la Proof-of-Stake (PoS). PoA este, în esență, o structură alternativă pentru Bitcoin și este o combinație a două dintre cele mai populare mecanisme de consens: Proof-of-Work și Proof-of-Stake. Proof-of-Activity a fost introdusă pentru a reduce temerile cu privire la sfârșitul activității de minat Bitcoin.

Acest mecanism funcționează începând cu Proof-of-Work, unde minerii rezolvă în esență un puzzle criptografic și își revendică recompensa dacă reușesc. Diferența constă în faptul că blocurile minate conțin doar anteturi și adresele de recompensă a minerului, în loc să conțină tranzacții.

Printre cele mai populare monede care o folosesc sunt Decred (DCR) și Espers (ESP).

Proof-of-Burn (PoB)

Proof-of-Burn face paralelă la conceptul că este imposibil ca cineva să șteargă datele dintr-un blockchain. Prin urmare, conceptul este de ”a arde” monedele. Acesta constă în furnizarea de dovezi că unele monede au fost arse în procesul de trimitere a unei tranzacții la o adresă care nu poate fi utilizată.

Această metodă funcționează numai cu monedele extrase din monedele criptografice ale Proof-of-Work. Utilizatorii vor încerca să ardă cele mai multe monede pentru a ”câștiga” recompensa blocului. De cele mai multe ori testul de ardere a fost introdus pentru a încetini alte monede distrugând valoarea uneia.

Se presupune că procesul de selecție este întâmplător, dar, în același timp, se spune că, cu cât se ard mai multe monede, cu atât sunt mai mari șansele de a fi selectat pentru a mina următorul bloc. Acest lucru este oarecum similar cu procesul Bitcoin în care investiția se află în puterea de calcul care trebuie îmbunătățită pentru a obține rate mai bune de hash.

Slimcoin (SLM) este unul dintre cele mai bune exemple ale acestui algoritm. De asemenea, TGCoin sau Third Generation Coin, folosește algoritmul. Cu toate acestea, moneda auxiliară pentru Counterparty, o extensie a software-ului Bitcoin cu funcționalitatea monedă color (token care reprezintă un activ din lumea reală), a fost distribuită printr-un proces de testare a arderilor. Participanții au fost nevoiți să trimită BTC la o adresă nesigură și au primit în schimb token-uri Counterparty.

Proof-of-Capacity (cunoscut și sub numele de Proof-of-Space/PoSpace)

Proof-of-Capacityeste un mecanism de consens care utilizează un proces numit tracing (urmărire). Cu PoW, minerii folosesc calculul pentru a ghici soluția corectă; cu toate acestea, cu PoC, soluțiile sunt stocate anterior în magazinele digitale (cum ar fi hard disk-urile). Acest proces se numește tracing.

După ce spațiul de stocare a fost completat cu soluții (plotted), se poate participa la procesul de creare a blocurilor.

Cine are soluția cea mai rapidă pentru puzzle-ul unui bloc (nou), poate crea noul bloc. Cu cât aveți mai multă capacitate de stocare, cu atât puteți stoca mai multe soluții, cu atât sunt mai mari șansele de crearea a  unui bloc.

Burstcoin a fost primul proiect care a introdus acest concept. Alte exemple sunt Chia și SpaceMint.

Proof-of-Elapsed-time (PoET)

PoET este adesea utilizat în rețelele blockchain autorizate pentru a decide drepturile de minat sau câștigătorii de blocuri din rețea. Rețelele blockchain autorizate sunt cele care necesită identificarea oricărui participant potențial înainte de a se putea alătura. Bazat pe principiul unui sistem corect de loterie unde fiecare nod este în egală măsură să fie câștigător, mecanismul PoET se bazează pe distribuirea echitabilă a șanselor de a câștiga printre cel mai mare număr posibil de participanți la rețea.

În esență, fluxul de lucru este similar cu mecanismul de consens urmat de algoritmul Bitcoin PoW, dar fără consumul său de mare putere. Cel mai bun exemplu al acestui protocol este Hyperledger Sawtooth.

Algorimtul de consens Obelisk

Obelisk este un algoritm promițător de consens ce are ca scop eliminarea deficiențelor algoritmilor Proof of Work (PoW) și Proof of Stake (PoS), făcând posibilă menținerea statutului de blockchain în rețeaua distribuită cu o putere de calcul minimă și fără a fi nevoie de participare. Acesta reduce nevoia de minat, îmbunătățind semnificativ viteza tranzacțiilor și oferind o securitate îmbunătățită.

Obelisk încearcă să ocolească problemele PoW și PoS distribuind influența în rețea conform unui concept numit ”trust network”, unde densitatea rețelei de abonați a unui nod determină influența sa în lanț. Cel mai exemplar caz al acestui algoritm de consens se găsește în proiectul numit SkyCoin.

Proof-of-Assignment (PoA)

PoA este un mecanism de consens al noii ere, care necesită mai puțină putere și poate funcționa pe un hardware de o performanță mai scăzută. Mecanismul de lucru PoA permite aplicațiilor zilnice Internet of Things (IoT) să fie utilizate pentru capacitățile de minat de bază cu capacitate limitată. Cu puterea lor de procesare, dispozitivele compatibile IoT pot fi utilizate pentru minatul de criptomonede.

Cu toate acestea, din moment ce memoria disponibilă și puterea de procesare pe aceste dispozitive sunt limitate, contribuția lor la minat rămâne mică. Mecanismul de lucru al algoritmului PoA facilitează acest tip de minerit ”light”.

Cel mai notabil exemplu este în blockchain-ul IOTW.

Proof-of-Checkpoint (PoC)

Proof-of-Checkpoint este un sistem hibrid care folosește orice sistem Proof-of-Stake cu un sistem Proof-of-Work. Ideea acestui concept este de a atenua atacurile asupra sistemului PoS. Cu toate acestea, este încă predispus la un atac asupra unui nod care a fost deconectat pentru o perioadă lungă de timp, putând fi folosit pentru a furniza informații false despre blockchain.

Fiecare număr de blocuri din sistemul PoS necesită eliminarea unui bloc PoW. Niciun bloc PoW nu conține tranzacții și este direct conectat atât la rețeaua Proof-of-Work, cât și la rețea Proof-of-Participation.

Proof-of-Formulation (PoF)

Noul algoritm de consens propus de platforma sud-coreeană FLETA denumit Proof-of-Formulation (PoF) încearcă să rezolve deficiențele din PoW (cheltuieli de energie), PoS (probleme de securitate) și dPoS (centralizarea) prin combinarea celor mai bune caracteristici ale fiecăruia într-un singur mecanism de consens.

În cadrul PoF, minarea și generarea de blocuri se realizează diferit în comparație cu platformele blockchain existente. ”Formulatorii” acționează ca generatori de blocuri pe platforma FLETA. Observatorii permit confirmarea în timp real a blocurilor generate și evitarea dublelor cheltuieli. Formulatorii sunt de fapt ”coloana vertebrală” a algoritmului PoF. Algoritmul PoF diferă de PoW prin faptul că nu necesită o putere de calcul enormă și diferă și de DPoS, unde numai delegații aleși pot participa la minerit.

Datorită timpului scurt al blocului, de doar jumătate de secundă, minatul este de mare viteză, cu doar patru secunde pe bloc. În plus, în ecosistemul de minat FLETA, blocurile sunt confirmate instant prin intermediul ”Observer Nodes”. Printre cele cinci noduri de ”observare”, 3 dintre ele ar trebui să valideze blocurile imediat după generarea lor, permițând ca blocurile să se răspândească rapid.