Cryptocurrency menggunakan register yang didistribusikan atau blockchains untuk mencatat informasi - pertama-tama, tentang keseimbangan setiap alamat pada platform transfer nilai (misalnya, Bitcoin dan sebagian besar cryptocurrency), meskipun pendekatan ini dapat diterapkan pada informasi apa pun.
Syarat utamanya adalah bahwa jaringan harus secara kolektif mengoordinasikan isi register: didistribusikan di antara semua peserta dalam rantai alih-alih mentransfer manajemen akun terpusat ke satu entitas, misalnya, bank.
Jaringan ini membutuhkan konsensus di sekitar informasi yang direkam pada blockchain. Cara konsensus ini tercapai memengaruhi parameter keamanan dan ekonomi protokol. Berikut adalah lima contoh untuk mencapainya.
1. Bukti Kerja (PoW)
Bukti kerja adalah mekanisme konsensus terdistribusi pertama yang dibuat oleh pencipta Bitcoin, yang dikenal dengan nama samaran Satoshi Nakamoto. Banyak cryptocurrency mengikuti teladannya, termasuk Ethereum.
Dalam kasus PoW, semua komputer di jaringan yang ditugaskan untuk menjaga keamanan blockchain (dalam kasus Bitcoin mereka disebut penambang) sedang bekerja menghitung fungsi matematika yang disebut hash. Ini adalah tugas yang cukup sederhana (untuk komputer), tetapi terus-menerus berulang dan, karenanya, mahal dalam hal komputasi. Komputer bersaing untuk pencarian hash dengan properti khusus. Komputer yang menghitungnya terlebih dahulu akan menerima konfirmasi bahwa ia telah menyelesaikan pekerjaan yang diperlukan dan akan dapat menambahkan blok transaksi baru ke blockchain. Sebagai hadiah, ia akan menerima tahap bitcoin yang baru ditambang (saat ini 12,5 BTC per blok atau sekitar setiap 10 menit), ditambah semua biaya transaksi kecil yang dibayar pengguna untuk mengirim koin.
PoW bekerja sesuai dengan prinsip berikut: menambahkan tranche transaksi baru ke blockchain mahal, tetapi memeriksa apakah transaksi valid sangat mudah, berkat transparansi register. Penambang secara kolektif mengkonfirmasi validitas seluruh blockchain, dan transaksi tidak dianggap sepenuhnya "dikonfirmasi" sampai beberapa blok baru ditambahkan. Jika penyerang mencoba menggunakan koin secara ilegal, transaksinya akan diabaikan oleh seluruh jaringan. Satu-satunya cara bagi penyerang untuk melakukan penipuan semacam itu adalah memiliki sejumlah besar daya komputasi yang memungkinkan Anda untuk menambang blok demi blok dan mendapatkan konfirmasi pertama pekerjaan dari seluruh jaringan berulang-ulang. Metode ini disebut "serangan 51%," karena untuk mengimplementasikannya Anda harus memiliki lebih dari setengah dari total hash jaringan. Kenyataannya adalah bahwa tidak ada penambang yang dapat memiliki bagian hash seperti itu. Dengan kata lain, upaya penipuan semacam itu adalah 1) sangat mahal (karena membutuhkan peralatan dan biaya listrik, dan juga menimbulkan biaya peluang yang disebabkan oleh kurangnya pekerjaan dalam versi aktual dari blockchain dan menerima hadiah untuk itu) dan 2) sangat tidak mungkin. Oleh karena itu, penambang lebih baik (yaitu lebih menguntungkan) untuk tetap jujur.
2. Bukti Pasak
PoW adalah metode yang mahal dan intensif energi karena kekuatan pemrosesan yang diperlukan. Sekitar penciptaan peralatan khusus yang dirancang khusus untuk pertambangan, seluruh industri telah berkembang. Proof of stake (PoS) adalah metode alternatif yang tidak memerlukan peralatan khusus dan telah menjadi sangat populer dalam beberapa tahun terakhir. Dalam kasus PoW, kemungkinan bahwa seorang peserta akan menambah blok transaksi berikutnya ke rantai ditentukan oleh tingkat hash. Dalam kasus PoS, probabilitas ini ditentukan oleh jumlah koin peserta. Dengan kata lain, setiap node jaringan dikaitkan dengan alamat tertentu, dan semakin banyak koin milik alamat ini, semakin besar kemungkinan mereka akan menambang (atau "memecat" dalam kasus ini) blok berikutnya. Sepertinya lotere: pemenang ditentukan secara kebetulan, tetapi semakin banyak koin (tiket lotere) yang dimilikinya, semakin banyak peluang yang dimilikinya. Seorang penyerang yang ingin melakukan transaksi penipuan perlu memiliki lebih dari 50% koin untuk secara andal memproses transaksi yang diperlukan; membeli begitu banyak koin akan memicu kenaikan harga mereka dan membuat upaya semacam itu menjadi sangat mahal.
PoS pertama kali dikembangkan oleh Nxt. Karena ini tidak sekuat energi seperti PoW, biaya untuk mendapatkan koin tidak memerlukan imbalan seperti itu, seperti dalam kasus Bitcoin. Dengan demikian, sistem PoS sangat cocok untuk platform dengan jumlah koin tetap dan tidak ada inflasi dari blok yang sedang dibuat. Remunerasi peserta hanya terdiri dari biaya transaksi. Pendekatan ini digunakan oleh sebagian besar platform yang didanai crowdsale, di mana token didistribusikan berdasarkan investasi, dan investor tidak akan menyukai peningkatan jumlah koin, karena ini akan "melemahkan" bagian mereka.
Saat ini, bukti kepemilikan adalah mekanisme yang mapan untuk mencapai konsensus, tetapi tidak sering digunakan dalam bentuk aslinya. Keuntungan tertentu menawarkan dua varietasnya, LPoS dan DPoS.
3. Bukti Sewa Pasak (Bukti Leo Pasak, LPoS)
Dalam kasus PoS klasik, peserta jaringan dengan saldo kecil tidak mungkin dapat menambahkan blok ke rantai - sama seperti penambang kecil dengan tingkat hash rendah tidak mungkin membuat blok di rantai Bitcoin. Mungkin perlu bertahun-tahun sebelum peserta kecil cukup beruntung untuk membuat blok. Ini berarti bahwa banyak peserta jaringan dengan saldo kecil tidak memiliki node dan memungkinkan sejumlah kecil peserta yang lebih besar untuk mengelola jaringan. Karena keamanan jaringan meningkat dengan jumlah peserta, penting untuk mendorong peserta kecil ini untuk berpartisipasi.
Mekanisme LPoS memungkinkan peserta untuk melakukan ini dengan menyewakan dana mereka ke simpul besar. Dana sewaan tetap berada di bawah kendali penuh pemiliknya dan dapat ditransfer atau dibelanjakan kapan saja (setelah masa sewa berakhir). Koin sewaan meningkatkan "berat" node jaringan, meningkatkan peluangnya untuk menambahkan blok transaksi ke blockchain. Node dibagikan dengan pemilik mana pun dengan imbalan apa pun. Pendekatan ini berlaku Gelombang.
4. Bukti Delegasi Pasak, DPoS
BitShares dan sejumlah platform lain menggunakan pendekatan yang sedikit berbeda. Menggunakan DPoS, pemilik koin menggunakan alat mereka untuk memilih daftar node yang akan dapat membuat blok transaksi baru dan menambahkannya ke blockchain. Ini melibatkan semua pemegang koin dalam jaringan, meskipun mereka mungkin tidak menerima hadiah langsung, seperti dalam kasus LPoS. Pemegang koin juga dapat memberikan suara pada perubahan dalam parameter jaringan, yang meningkatkan pengaruhnya terhadap jaringan dan bagiannya di dalamnya.
5. Bukti Pentingnya (Bukti Pentingnya, PoI)
Variasi terbaru dari mekanisme pembangunan konsensus ini adalah PoI. NEM adalah platform cryptocurrency pertama yang mengimplementasikan metode ini. Dalam kasus PoI, tidak hanya jumlah koin yang penting. Sistem pembangunan konsensus NEM didasarkan pada gagasan bahwa imbalan harus untuk aktivitas jaringan yang produktif, bukan hanya kepemilikan koin. Kemungkinan membuat blok tergantung pada sejumlah faktor, termasuk dana yang tersedia, reputasi (ditentukan oleh sistem khusus yang terpisah) dan jumlah transaksi masuk dan keluar dari alamat ini. Ini memberikan gambaran yang lebih holistik dari anggota jaringan yang "berguna".
Ada banyak jenis pendekatan dasar ini, dan beberapa platform menggunakan kombinasi PoW dan PoS - yang pertama sering digunakan untuk mendistribusikan koin, dan kemudian platform beralih ke cara kedua untuk mempertahankan jaringan. Pendekatan lain adalah dengan menggunakan node utama dalam kombinasi dengan penambangan PoW, seperti halnya dengan DASH dan Crown. Mereka membantu memproses transaksi dan menerima bagian imbalan untuk kegiatan penambang.
Dalam semua kasus, tujuan dari pendekatan konsensus adalah untuk memastikan keamanan jaringan, terutama melalui sarana ekonomi: serangan terhadap jaringan harus terlalu mahal, dan perlindungannya lebih menguntungkan.
