Одним из самых первых и известных алгоритмов консенсуса является Proof of Work. Его принцип основан на том, что узлы сети, называемые майнерами, решают сложные криптографические задачи. Тот, кто первым находит решение, получает право добавить новый блок в цепочку и вознаграждается. Такой механизм обеспечивает высокий уровень безопасности, так как злоумышленнику необходимо обладать огромной вычислительной мощностью, чтобы переписать историю блоков. Недостатком является высокая энергоемкость и ограниченная масштабируемость.

Proof of Stake (PoS)

Вместо вычислительной мощности PoS использует принцип подтверждения доли. Валидаторы вносят свои токены в стейкинг и в зависимости от их количества получают шанс добавить новый блок. Чем больше доля, тем выше вероятность быть выбранным. Такой подход значительно снижает энергозатраты по сравнению с PoW и делает систему более экологичной. Кроме того, злоумышленнику придется владеть значительной частью токенов, чтобы атаковать сеть, что делает мошенничество экономически невыгодным.

Delegated Proof of Stake (DPoS)

DPoS развивает идею PoS, добавляя систему голосования. Владельцы токенов делегируют свои голоса избранным валидаторам, которые занимаются подтверждением транзакций и созданием блоков. Это повышает скорость работы сети и позволяет масштабировать ее под большое количество операций. Однако такая модель частично снижает децентрализацию, так как решения принимают ограниченные группы валидаторов.

Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT)

PBFT используется в сетях с ограниченным числом участников, чаще всего в приватных или корпоративных блокчейнах. Алгоритм основан на взаимодействии узлов, которые совместно подтверждают корректность блока. Он обеспечивает высокую скорость и устойчивость даже при наличии части неисправных или вредоносных узлов. Такой подход делает PBFT популярным в бизнес-приложениях, где требуется надежность и быстрота, а открытая децентрализация не является приоритетом.

Proof of Authority (PoA)

В этом алгоритме консенсуса право создавать новые блоки предоставляется ограниченному кругу доверенных валидаторов, обладающих определенной репутацией или полномочиями. PoA применяется в частных блокчейнах и позволяет достичь высокой пропускной способности при минимальных затратах. Однако в нем отсутствует полноценная децентрализация, так как управление сетью зависит от небольшого числа участников.

Proof of Burn (PoB)

В Proof of Burn подтверждение права на создание блоков осуществляется путем "сжигания" части токенов. Это означает, что валидатор отправляет монеты на недоступный адрес, жертвуя ими ради получения шанса формировать новые блоки. Такой метод создает долгосрочную заинтересованность участников в честной работе, так как потраченные токены не возвращаются.

Proof of Capacity (PoC)

Алгоритм основан на использовании дискового пространства. Участники выделяют часть памяти своих накопителей для хранения криптографических решений, и чем больше объем зарезервированного пространства, тем выше вероятность добавить блок. Такой метод более энергоэффективен, чем PoW, и подходит для участников с ограниченными вычислительными ресурсами.

Hybrid-алгоритмы

Помимо классических решений существуют гибридные модели, которые комбинируют разные подходы. Например, некоторые блокчейны используют одновременно PoW и PoS: сначала блок создается майнером, а затем его подтверждают валидаторы. Это позволяет объединять сильные стороны различных алгоритмов, повышая безопасность и эффективность системы.

Разнообразие алгоритмов консенсуса

Наличие большого числа алгоритмов связано с тем, что каждая сеть блокчейна имеет разные цели: одни стремятся к максимальной децентрализации и безопасности, другие — к высокой скорости и масштабируемости. Поэтому выбор конкретного механизма всегда зависит от задач, которые решает экосистема.