Skip to content
Ohjelmisto.net » Blogi » Tunnetko virtuaalivaluuttojen konsensusalgoritmit?

Tunnetko virtuaalivaluuttojen konsensusalgoritmit?

Tunnetko Virtuaalivaluuttojen Konsensusalgoritmit?

Virtuaalivaluutoista voidaan jo puhua ilmiönä ja niistä puhutaan jopa valtamedioissa yhä enemmän. Kryptovaluuttojen ydintoimintaan kuuluvat konsensusalgoritmit, joita on olemassa jo monia erilaisia. Paneudumme tarkemmin kahteen yleisempään, Proof of Workiin ja Proof of Stakeen.

Konsensusalgoritmit ovat nimensä mukaisesti algoritmeja, jotka määrittävät tavan muodostaa verkon konsensuksen. Se on erittäin tärkeä komponentti virtuaalivaluuttojen toiminnassa, koska ne ovat lähtökohdiltaan hajautettuja. Tämä tarkoittaa, ettei virtuaalivaluutta ole ainoastaan yhden keskistetyn toimijan käsittelyssä.

Konsensusalgoritmi ja virtuaalivaluutta

Kryptovaluuttojen toiminta on periaatteessa uudenlainen. Melkein jokaisen virtuaalivaluutan ohjelmiston voi ladata vapaasti. Myös kuka tahansa voi kytkeä oman palvelimensa, jolloin siitä tulee yksi verkon solmu. Tällä solmulla voi hyväksyä esimerkiksi virheellisiä transaktioita.

Tämän takia konsensusalgoritmien rooli on tärkeää. Niiden ydintehtäviin kuuluu kestää erilaisia virheitä ja hyökkäyksiä. Algoritmit määrittelevät myös insentiivit ja niitä tulee jakaa reilusti verkon eri osallistujille. Käytännössä tämä ilmenee esimerkiksi palkkioina, joita myönnetään nodeille ja louhijoille.

Konsensusalgoritmi on siis pelisääntöjen kokonaisuus, joiden puitteissa verkon eri toimijat ylläpitävät lohkoketjua. Lohkoketju on keskeinen osa virtuaalivaluuttojen toimintaa ja se on tavallaan kryptovaluutan tietovarasto. Käymme seuraavaksi läpi kaksi ehkä tunnetuinta konsensusalgoritmia, jotka ovat Proof of Work ja Proof of Stake.

Proof of Work ja virtuaalivaluutta

Proof of Work lienee tunnetuin konsensusalgoritmi ja se tunnetaan laajalti Bitcoinin ansiosta. Bitcoin on ehdottomasti maailman suurin ja tunnetuin kryptovaluutta. Se on myös vanhin käytössä oleva virtuaalivaluutta. Se käyttää toiminnassaan Proof of Work –konsensusalgoritmia. Myös monet muut suuret virtuaalivaluutat käyttävät PoW-algoritmia.

PoW:n suuri suosio nojaa osittain sen historiaan. Kun suurimmat kryptovaluutat lanseerattiin, ei esimerkiksi Proof of Stake ollut vielä suuressa suosiossa. Nykyisin Proof of Stake on PoW:n rinnalla suosittu vaihtoehto, josta kerromme tarkemmin myöhemmin tässä artikkelissa.

Proof of Workin louhinnassa käytetään fyysisiä louhintalaitteita. Tässä mallissa verkon toimijoita on kahta erilaista: louhijat ja nodet. Nodet voidaan kääntää suomeksi solmuiksi, jotka vahvistavat verkkoon siirretyt transaktiot. Solmuille ei myönnetä tyypillisesti palkkioita.

Louhijat tekevät vaativamman työn. Työhön kuuluu esimerkiksi transaktioiden kerääminen yhteen. Tämän avulla ne pystyvät rakentamaan transaktioista lohkon. Louhijat ratkaisevat monimutkaisia matemaattisia laskuja jatkuvalla syötöllä.

Ne pyrkivät jatkuvasti saavuttamaan paikan seuraavan lohkon luomiseen, koska se oikeuttaa palkkioon. Esimerkiksi Bitcoinin louhintaan liittyvä toiminta on massiivista ja sitä hallinnoivat suuret louhintayritykset.

Proof of Work on ainakin Bitcoinin tapauksessa turvallinen. Turvallisuus johtuu siitä, että mahdollinen hyökkäys lohkoketjuun edellyttäisi suuren määrän laskentatehoa ja sen uhraamista. Tästä koituva hyöty olisi suhteellisen pieni, mikä ei tekisi hyökkäyksestä kannattavaa. Pienempien kryptovaluuttojen kohdalla asia voi olla toinen.

Proof of Stake ja virtuaalivaluutat

Proof of Work –konsensusalgoritmi ei ole toiminnaltaan täydellinen ja sen haasteet havaittiin melko nopeasti 2010-luvun alussa. Suuri kritiikki kohdistuu sen valtavaa energiakulutukseen, joka on ympäristölle haitallista. Lisäksi fyysisissä louhintalaitteissa on tiettyjä pullonkauloja.

Tämän takia Proof of Stake voi olla monelle kryptovaluutalle houkutteleva vaihtoehto. Se esiteltiin vuonna 2012 ja esittelijöinä toimivat Scott Nadal ja Sunny King. Proof of Stake –algoritmia käytti ensimmäisenä Peercoin-niminen kryptovaluutta.

PoS-algoritmissa ei suoriteta louhintaa samalla tapaa kuin Proof of Workissa. Verkossa on validaattoreita louhijoiden sijaan ja louhijat ovat käytännössä node-palvelimia. Näillä node-palvelimilla on verkossa korkea status. Validaattoriksi voi päästä, jos steikkaa tarpeeksi kohteena olevaa valuuttaa.

Steikkaaminen, eli staking tarkoittaa, että validaattori lukitsee suuren määrän kohteena olevaa virtuaalivaluuttaa staking-työtä varten. Tällä tavoin steikkaaja voi suorittaa ylläpidon hyvin, koska virheellinen tai vilpillinen toiminta haittaisi steikkaajan oman panoksen.