Was ist der Beweis für Autorität (POA)?

Beweis für Autorität verstehen (POA)

Proof of Authority (POA) ist ein Konsensmechanismus, der in Blockchain -Netzwerken verwendet wird, um Transaktionen zu validieren und neue Blöcke zu erstellen. Im Gegensatz zum Nachweis der Arbeit (POW) oder des Einsatzes (POS) stützt sich POA nicht auf Bergbau oder die Einstellung von Kryptowährung. Stattdessen hängt es von einer ausgewählten Gruppe von vorab genehmigten Validatoren ab, die für die Bestätigung von Transaktionen und die Aufrechterhaltung der Integrität des Netzwerks verantwortlich sind. Diese Validatoren sind identifizierte Personen oder Unternehmen, deren Identität und Ruf im System festgelegt sind. Das Kernprinzip von POA ist das Vertrauen durch Identität und Rechenschaftspflicht, was es besonders für private oder Konsortiumblockchains geeignet ist.

In einem POA -Netzwerk können nur autorisierte Validatoren Blöcke produzieren. Diese Validatoren werden anhand ihrer verifizierten Identität und nachgewiesenen Zuverlässigkeit ausgewählt. Weil ihre reale Identität bekannt und mit ihrer Rolle verbunden ist, haben sie einen starken Anreiz, ehrlich zu handeln. Jegliches bösartiges Verhalten oder Versagen bei der Ausführung von Pflichten kann zu einem Verlust des Rufs und zur Entfernung des Validator -Satzes führen. Dieser Mechanismus verringert das Risiko von Angriffen wie Doppelausgaben oder 51% Angriffen, die in anonymen Systemen machbarer sind.

Wie der Beweis der Autorität funktioniert

Der Betrieb eines POA -Konsens umfasst mehrere Schlüsselkomponenten: Identitätsprüfung, Blockerstellung und Transaktionsvalidierung. Validatoren müssen zunächst einen strengen Identitätsprüfungsprozess durchlaufen, bevor er die Autorität erteilt wird. Nach der Genehmigung werden sie mit der Verantwortung für die Vorschläge und Validierung neuer Blöcke betraut.

• Validatoren wechseln abwechselnd neue Blöcke basierend auf einem vorgegebenen Algorithmus wie der Round-Robin-Planung.
• Jeder Block wird vom Validator kryptografisch signiert, um Rückverfolgbarkeit und Authentizität zu gewährleisten.
• Andere Knoten im Netzwerk überprüfen die Signatur und die Richtigkeit von Transaktionen im Block.
• Wenn der Block die Validierung übergeht, wird er der Blockchain hinzugefügt.
• Es wird erwartet, dass Validatoren online und reaktionsschnell bleiben. Eine längere Inaktivität kann zu einer vorübergehenden Suspension führen.

Dieser Prozess sorgt für eine schnelle Transaktionsfinalität und einen hohen Durchsatz. Da keine energieintensiven Berechnungen oder große Beteiligungen erforderlich sind, erreichen die POA-Netzwerke sowohl die Zeit als auch die Ressourcenverwendung Effizienz . Netzwerke wie Vechain und POA Network haben POA erfolgreich implementiert, um Anwendungen für Unternehmensqualität zu unterstützen, die Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit erfordern.

Unterschiede zwischen POA und anderen Konsensmechanismen

POA unterscheidet sich auf verschiedene grundlegende Weise von anderen Konsensmodellen. Im Nachweis der Arbeit (POW) konkurrieren Bergleute um die Lösung komplexer mathematischer Rätsel und erfordern eine erhebliche Rechenleistung und Energie. Im Gegensatz dazu eliminiert POA diesen Wettbewerb, indem sie vertrauenswürdigen Knoten Blockproduktionsrechten zugewiesen.

In ähnlicher Weise wählt der Nachweis des Stake (POS) Validatoren basierend auf der Menge an Kryptowährung aus, die sie haben, und sind bereit, als Sicherheiten zu „Pfahl“ zu „Pfahl“. Während POS wirtschaftliche Anreize für schlechtes Benehmen einführt, kann dies dennoch durch die Vermögenskonzentration beeinflusst werden. POA priorisiert jedoch Identität und Ruf gegenüber finanziellen Investitionen.

• Die Validator-Auswahl in POA basiert auf der realen Identität und Autorisierung der realen Welt, nicht auf Rechenleistung oder Token-Beständen.
• Die Transaktionsgeschwindigkeit in POA ist aufgrund der begrenzten Anzahl von Validatoren und der Abwesenheit von Minenverzögerungen erheblich schneller.
• Der Energieverbrauch ist minimal und macht POA im Vergleich zu POW umweltfreundlich.
• Die Zentralisierungsbedenken sind in POA höher, da sich die Kontrolle auf einige bekannte Einheiten konzentriert.

Diese Unterschiede machen POA ideal für Erlaubnisblockchains, bei denen die Teilnehmer bekannt und reguliert sind, wie z. B. Lieferkettenmanagement oder Unternehmensdatenverfolgungssysteme.

Einrichten eines POA-Netzwerks: Schritt-für-Schritt-Anleitung

Erstellen einer POA-basierten Blockchain erfordert eine sorgfältige Konfiguration von Knoten und Konsensregeln. Eine der häufigsten Plattformen für die Implementierung von POA ist Geth (Go Ethereum) mit der Clique Consensus Engine. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Anleitung zum Einrichten eines einfachen POA -Netzwerks.

• Installieren Sie Geth auf allen teilnehmenden Maschinen und stellen Sie sicher, dass sie auf die neueste Version aktualisiert werden.
• Initialisieren Sie eine benutzerdefinierte Genesis -Datei , die die Netzwerkparameter, einschließlich der Verwendung der Clique -Engine, definiert.
• Stellen Sie die Konfiguration von 'Clique' in der Genesis -Datei mit Parametern wie Periode (Blockzeit in Sekunden) und Epoche (Anzahl der Blöcke, nach denen die Stimmen zurückgesetzt werden).
• Generieren Sie für jeden Validator Ethereum-Adressen und fügen Sie sie mithilfe von hexcodiertem Format in das Feld "Extradata" des Genesis-Blocks ein.
• Verteilen Sie die Genesis -Datei an alle Knoten und initialisieren Sie die Blockchain mit dem Befehl geth init genesis.json .
• Starten Sie jeden Knoten mit den Flaggen --syncmode 'full' , --networkid und --port , und aktivieren Sie die Optionen --mine und --miner.threads auf Validatorknoten.
• Verwenden Sie die Befehle personal.signer .

Überwachen Sie nach dem Einrichten die Knotenkonnektivität mit admin.peers und überprüfen Sie die Blockproduktion über eth.blockNumber . Stellen Sie sicher, dass alle Validatoren in regelmäßigen Abständen synchronisiert sind und Blöcke produzieren, die durch den Wert "Perioden" in der Genesis -Datei definiert sind.

Sicherheits- und Vertrauensmodell in POA

Die Sicherheit eines POA -Netzwerks hängt vom Ruf und der Rechenschaftspflicht seiner Validatoren ab. Da jeder Validator eine bekannte Einheit ist, sind seine Handlungen transparent und nachvollziehbar. Diese Transparenz entmutigt böswilliges Verhalten, da ein Fehlverhalten zu rechtlichen oder organisatorischen Konsequenzen führen kann.

Netzwerke implementieren häufig Abstimmungsmechanismen, bei denen Validatoren abstimmen können, um andere Validatoren hinzuzufügen oder zu entfernen. Auf diese Weise kann sich das Netzwerk an Änderungen anpassen und gleichzeitig die Kontrolle innerhalb vertrauenswürdiger Parteien beibehalten. Wenn beispielsweise ein Validator -Knoten häufig offline geht, können andere abstimmen, um ihn zu ersetzen.

• Validatoren müssen eine hohe Fahrt halten, um die Netzwerkstabilität zu gewährleisten.
• Private Schlüssel, die zum Signieren von Blöcken verwendet werden, müssen sicher, vorzugsweise in Hardware -Sicherheitsmodulen (HSMs), gespeichert werden.
• Regelmäßige Audits und Überprüfung der Identität tragen dazu bei, die Integrität des Validator-Satzes aufrechtzuerhalten.
• Die begrenzte Anzahl von Validatoren reduziert die Angriffsoberfläche, erhöht jedoch die Abhängigkeit von der Zuverlässigkeit jedes Knotens.

Trotz seiner Stärken ist POA anfällig für Absprache, wenn eine Mehrheit der Validatoren unehrlich handelt. Daher müssen Governance -Strukturen die Vielfalt und Unabhängigkeit zwischen Validatoren sicherstellen, um die Zentralisierung der Macht zu verhindern.

Anwendungsfälle und reale Implementierungen

POA wird in Umgebungen, in denen Geschwindigkeit, Skalierbarkeit und regulatorische Einhaltung von entscheidender Bedeutung sind, weit verbreitet. Die Vechainthor Blockchain verwendet POA, um eine transparente Lieferkettenverfolgung für Luxusgüter, Arzneimittel und Lebensmittelsicherheit zu ermöglichen. Validatoren auf Vechain werden aus seriösen Organisationen ausgewählt, um das Vertrauen in die Datenintegrität zu gewährleisten.

Ein weiteres Beispiel ist die Binance Smart Chain (BSC) , die zunächst ein Poa-inspiriertes Modell verwendete, bevor er zu einem hybriden Ansatz überging. Enterprise -Lösungen wie Blockchain Workbench von Microsoft Azure unterstützen auch POA für den Aufbau privater Blockchains, die auf geschäftliche Anforderungen zugeschnitten sind.

• Enterprise Logistics profitieren von den schnellen Bestätigungszeiten und der Prüfbarkeit von POA.
• Regierungsregister nutzen POA, um manipulationssichere Land- oder Identitätsunterlagen aufrechtzuerhalten.
• Inter-Company-Netzwerke nutzen POA, um Daten sicher unter bekannten Partnern zu teilen.

Diese Anwendungen zeigen, dass POA nicht für dezentrale öffentliche Netzwerke wie Bitcoin konzipiert ist, sondern für kontrollierte Ökosysteme , in denen Vertrauen durch Identität festgelegt wird.

Häufig gestellte Fragen

Nein. Validatoren müssen auf der Grundlage der verifizierten Identität und Vertrauenswürdigkeit vorab genehmigt werden. Der Auswahlprozess wird durch das Leitungsgremium des Netzwerks gesteuert, und neue Validatoren werden in der Regel durch einen Abstimmungsmechanismus unter den vorhandenen hinzugefügt.

Ist der Nachweis der Autorität dezentralisiert? POA gilt als halbkenterbar oder ermöglicht . Während mehrere Validatoren teilnehmen, ist das Netzwerk nicht für die Öffentlichkeit zugänglich. Die Kontrolle beschränkt sich auf autorisierte Unternehmen und macht sie weniger dezentralisiert als POW oder POS.

Was passiert, wenn ein POA -Validator offline geht? Wenn ein Validator im erwarteten Zeitrahmen keine Blöcke produziert, kann das Netzwerk seine Kurve überspringen. Persistente Inaktivität kann eine Abstimmung auslösen, um sie aus dem Validator -Set zu entfernen und die Netzwerkkontinuität zu gewährleisten.

Wie geht POA mit Gabeln um? In POA sind Gabeln aufgrund des deterministischen Blockproduktionsplans selten. Wenn sie auftreten, gilt die Kette mit den gültigsten Signaturen von autorisierten Validatoren als kanonisch. Knoten reorganisieren automatisch, um dieser Kette zu folgen.