الگوریتم اجماع در بلاکچین به چه معناست ؟

در این مقاله می خواهیم انواع الگوریتم های اجماع را به شما معرفی کنیم. این الگوریتم های اجماع که به نام الگوریتم های ارز دیجیتال نیز شناحته می شوند در واقع راه کاری هستند که هر کدام از ارز های دیجیتال و شبکه های بلاک چین برای خود استفاده می کنند.

غیر متمرکز بودن

یکی از ویژگی های بلاک چین و در پی آن ارز های دیجیتال که همیشه هم در مقالات به آن اشاره کرده ایم، غیر متمرکز بودن آن ها است. اگر بخواهیم به زبان ساده غیر متمرکز بودن را تعریف کنیم باید بگوییم در این حالت اطلاعات و مواردی که در سیستم وجود دارند در یک سرور مرکزی ذخیره و یا پردازش نمی شوند. در این حالت تمامی اطلاعات به صورت پخش شده در چندین دستگاه نگهداری می شود. به سرور هایی که این اطلاعات را نگهداری می کنند به اصطلاح نود یا گره گفته می شود.

الگوریتم اجماع در بلاکچین به چه معناست ؟

الگوریتم اجماع به زبان ساده یعنی روشهایی برای به توافق رسیدن اعضای یک شبکه.

الگوریتم های اجماع ، رکن همه بلاک چین‌‌‌‌ ها DAG ها و مهم‌‌ترین بخش پلتفرم‌‌های بلاک چین‌‌ DAG هستند. بدون وجود الگوریتم‌‌های اجماع ما با یک پایگاه داده‌‌ بدون استفاده و غیرقابل‌‌ تغییر سر و کار خواهیم داشت.

الگوریتم اجماع، فرآیندی در علوم کامپیوتر است که برای دستیابی به توافق بر روی یک مقدار داده ای واحد در میان سیستم های توزیع شده مورد استفاده قرار می گیرد. الگوریتم های اجماع برای رسیدن به قابلیت اطمینان در یک شبکه شامل گره های غیرقابل اعتماد طراحی شده اند. مکانیسم های اجماع روشی برای تضمین یک توافق دو طرفه بر روی نکات داده ای و وضعیت تمام داده ها به شمار می روند. این مکانیسم ها در شبکه بلاک چین تضمین می کنند که هر کدام از بازیگران شبکه، یک کپی از دفتر کل یکسان را در اختیار دارند. 

الگوریتم اجماع یک روش است که از طریق آن، تمام افراد فعال در شبکه بلاک چین به یک توافق مشترک درباره وضعیت حال حاضر دفترکل توزیع شده دست می‌یابند. بدین ترتیب، الگوریتم های اجماع، اعتبار (reliability) را در شبکه بلاک چین و اعتماد را بین نودها یا همتایان ناشناس در محیط محاسباتی توزیع شده ایجاد می‌کنند. اساسا پروتکل اجماع اطمینان حاصل می‌کند هر بلاک جدید که به بلاک چین اضافه می‌شود، تنها نسخه واقعی است توسط تمام نودها مورد توافق واقع شده است.

پروتکل اجماع بلاک چین شامل اهداف خاصی نظیر دستیابی به توافق، همکاری، حق مساوی هر نود و حضور اجباری هر نود در فرایند اجماع است. در نتیجه، الگوریتم اجماع در صدد دستیابی به توافق مشترکی است که توسط کل شبکه حاصل شده باشد. برای مثال یک شرکت، همه کارمندان در زمان مشخصی در اداره حضور دارند و در صورت نیاز همه آنها قابل دسترسی هستند. اما در سیستم های غیرمتمرکز این ویژگی وجود ندارد. در نتیجه، الگوریتم های اجماع باید دارای یک حداقل برای تصویب یک تغییر باشند. به طور مثال اگر ۵۱ درصد از گره های یک شبکه در الگوریتم اجماع بلاکچین به توافق برسند که اطلاعات را آپدیت و به روز رسانی کنند، این اتفاق خواهد افتاد. در مثال شرکت، اگر کارمندان بر سر یک موضوع اتفاق نظر نداشته باشند، مدیر شرکت تصمیم نهایی را خواهد گرفت. با استفاده از الگوریتم اجماع، به توافق رسیدن بین گره ها از طریق یک سیستم رای گیری انجام خواهد شد. به این صورت که اگر یک کاربر تراکنشی (هر نوع اطلاعاتی را شامل می‌شود) را به شبکه ارسال کند، داده فرستاده شده توسط همه گره ها مورد بررسی قرار می‌گیرد، اگر با توجه به اطلاعات قبلی، تراکنش ارسال شده درست باشد، گره یک تاییدیه مبنی بر صحت آن به شبکه میفرستد. مجموعه‌ای از تراکنش‌ها یک بلاک را می‌سازند. اگر بیش از ۵۱ درصد گره ها اضافه شدن این بلاک را به بلاکچین تایید کنند، گره ها بلاک جدید را به سیستم خود اضافه خواهند کرد و تراکنش های داخل آن موفق و نهایی خواهد شد.

کاربردهای الگوریتم های اجماع شامل موارد زیر است:

• تصمیم گیری در مورد ارسال یک تراکنش توزیع شده به یک پایگاه
• تعیین گره هایی به عنوان سر گروه برای انجام برخی از وظایف توزیع شده
• همگام سازی نسخه های حالت ماشین و تضمین سازگاری در میان آنها

انواع الگوریتم اجماع

1. الگوریتم گواه اثبات کار
2. الگوریتم گواه اثبات سهام
3. الگوریتم گواه اثبات فعالیت
4. الگوریتم گواه اثبات سوزاندن
5. الگوریتم گواه اثبات فضا
6. الگوریتم PoET
7. پروتکل اجماع ریپل
8. پروتکل اجماع استلار
9. الگوریتم اثبات تاخیر کار
10. الگوریتم اثبات سهام محول شده
11. الگوریتم اثبات مسئولیت
12. الگوریتم اثبات وزن
13. الگوریتم اثبات شهرت
14. الگوریتم تحمل خطای بیزانس
15. الگوریتم تحمل نیابتی خطای بیزانس
16. الگوریتم اجماع RAFT
17. الگوریتم گراف جهت دار غیر مدور
18. الگوریتم اثبات تاریخ
19. الگوریتم اثبات شتاب سهام
20. الگوریتم اثبات اهمیت
21. الگوریتم اثبات هویت
22. الگوریتم اثبات زمان
23. الگوریتم اثبات وجود
24. الگوریتم Ouroboros 
25. الگوریتم اثبات قابلیت بازیابی
26. الگوریتم اثبات باورپذیری
27. الگوریتم تنگل (آیوتا)
28. الگوریتم هش گراف
29. الگوریتم هولوچین
30. الگوریتم بلاک-لاتیس (نانو)
31. الگوریتم اسپکتر

در ادامه به توضیح مهم‌ترین پروتکل‌های اجماع می‌پردازیم.

گواه اثبات کار (Proof-of-Work)

پروتکل گواه اثبات کار بیت کوین یک شکل از اجماع است که ناکاموتو برای انتخاب گره‌ها طراحی کرده است و عمدتا برای محافظت در برابر خطا‌های بیزانس (به طور عمده در برابر double spending توسط گره‌های مخرب) است. یک گره تلاش می‌کند مسئله رمزنگاری شده را حل کند که در آناحتمال یافتن راه حل متناسب با تلاش محاسباتی است و یافتن راه حل محاسباتی بسیار دشوار بوده و می‌توان آن را فقط با حدس زدن تصادفی به دست آورد.

بنابراین به دلیل اینکه:

• هر گره در شبکه می‌تواند برای پیدا کردن راه حل  تلاش کند.
• تعداد زیادی از گره‌ها برای مدت زمان معینی (تقریبا ۱۰ دقیقه) برای حل پازل رقابت می‌کنند.
• راه حل فقط می‌تواند به صورت تصادفی پیدا شود.

گره‌ای که به صورت مخرب عمل کند، فرصت کمی برای تحمیل بلوک مخرب (double spend) در شبکه دارد؛ مگر اینکه حمله کننده بیش از ۵۰٪ از منابع محاسباتی شبکه را تامین کند (حمله ۵۱ درصد). بنابراین، لگوریتم اجماع PoW یک روش غیر قابل قبول نفوذ ارائه می‌دهد مگر اینکه یک مهاجم بتواند بیش از ۵۰ درصد منابع را جمع آوری کند.

گاهی اوقات، ممکن است بیش از یک گره راه حل را در یک زمان پیدا کند. وقتی این اتفاق می‌افتد، هر یک از این گره‌ها یک بلوک را پیشنهاد می‌دهند و آن را به شبکه ارسال می‌کنند. این بلوک‌ها توسط بلوک‌های مجاور برداشت می‌شود و یک بلاک ‌چین به صورت موقت شکل می‌گیرد و بلوک‌ها به زنجیره آنها اضافه می‌شود. در نهایت پروتکل شاخه‌ای که طولانی‌تر از بقیه می‌شود را به عنوان زنجیره رسمی انتخاب می‌کند و بقیه را از بین می‌برد.

نقاط قوت گواه اثبات کار

در بیت‌کوین گره‌ای که برای ایجاد یک بلوک جدید انتخاب شده است،  بابت ثبت تراکنش‌ها پاداش خود به صورت بیت‌کوین را دریافت می‌کند. به دلیل اینکه انجام محاسبات و استخراج پول کار بسیار پر تلاش و پر هزینه‌ای است، ماینر‌ها تنها بر روی شاخه‌ای از بلاک ‌چین تمرکز می‌کنند که به نظر می‌رسد زنجیره رسمی (یعنی بلاک‎چین با اکثریت بلوک‌ها) باشد.

نقاط ضعف گواه اثبات کار

چندین ضعف در الگوریتم اجماع PoW وجود دارد که مهمترین آن هزینه‌های انرژی قابل توجهی است که برای استخراج مصرف می‌شود و البته می‌توان به موارد زیر نیز اشاره کرد.

• استخراج متمرکز: به  دلیل اینکه اختلافات زیادی در قدرت CPU کامپیوترها وجود دارد، کاربرانی که پردازنده‌های کم قدرت دارند اغلب میدان را به ماشین‌های  قدرتمند می‌بازند. بنابراین، PoW نمی‌تواند الزامات      الگوریتم اجماع مبنی بر اینکه گره‌های تصادفی باید در میان وسیع‌ترین جمعیت  ممکن از شرکت کنندگان انتخاب شوند را بر آورده سازد. این ضعف خطر استخراج متمرکز (استخرهای بزرگ پول) را افزایش می‌دهد.
• تاخیر زمانی زیاد: بلوک‌های جدید تقریبا هر ۱۰ دقیقه تولید می‌شود. در نتیجه انتظار برای تایید یک بلوک تولید شده برای یک تراکنش ممکن است تا ساعت‌ها طول بکشد  چرا که یک  تراکنش باید حتما توسط گره‌های موجود در زنجیر اصلی تایید شود تا مطمئن شد که بلوک تولید شده به شاخه اصلی بلاک‌چین اصلی متصل شده است.
• نرخ پایین تراکنش: حداکثر  اندازه بلوک تایید شده تحت الگوریتم اجماع در شبکه بیت‌کوین، حداکثر ۷ تراکنش  در ثانیه است که به نسبت تعداد کمی است.

الگوریتم اثبات وزنProof of Weight))

اثبات وزن طبقه‌بندی گسترده‌ای از الگوریتم‌های اجماع است که بر اساس مدل توافق جمعی آلگورند(پروتکلی که تراکنش ها را با سرعت بالایی تایید می کند) پایه‌ریزی شده است. بر اساس این ایده کلی همان‌طور که در مکانیزم اثبات سهام درصد مالکیت شما از توکن‌های کل شبکه، نشان‌دهنده شانس شما برای کشف بلاک بعدی است، در سیستم اثبات وزن نیز پارامترهای وزنی در فرایند مورداستفاده قرار می‌گیرند. این وزن بر اساس مقدار پولی است که کاربر در حساب خود دارد. برای مثال در مکانیزم اثبات فضا-زمان (Proof-of-Spacetime) فایل‌کوین، بسته به اینکه چه مقدار اطلاعات IPFS ذخیره کرده‌اید، در شبکه اعتبار خواهید داشت.

نقاط قوت اثبات وزن

• مصرف بهینه انرژی 
• قابل شخصی‌‌سازی و مقیاس‌‌پذیر

نقاط ضعف اثبات وزن

• ارائه مشوق در آن دشوار است.
• توسط آلگورند Algorand) ) استفاده شده است.

الگوریتم تحمل خطای بیزانس (PBFT)

تحمل خطای بیزانس عملی (Practical Byzantine Fault Tolerance)  یک الگوریتم اجماع است که در اواخر دهه ۱۹۹۰ میلادی توسط باربارا لیسکوف (Barbara Liskov) و میگل کاسترو (Miguel Castro)  معرفی شده است PBFT . برای اجرای کارآمد در سیستم های غیرهمزمان طراحی شده است. هدف این الگوریتم، حل کردن بسیاری از مشکلات موجود در راهکارهای تحمل خطای بیزانس است. کاربرد این الگوریتم در محاسبات توزیع شده و بلاک‌چین است.

تحمل خطای بیزانس (BFT) ویژگی شبکه توزیع شده برای دستیابی به اجماع است، حتی هنگامی که بعضی از نودهای شبکه نتوانند پاسخ دهند یا با اطلاعات موثق پاسخ دهند. هدف مکانیزم BFT محافطت در مقابل خطای سیستمی است و این کار را با اجرای تصمیم گیری جمعی محقق می‌سازد. هدف از تصمیم گیری جمعی، کاهش تاثیر نودهای ناکارآمد است BFT .از مشکل عمومی بیزانس (Byzantine Generals’ Problem)  به دست آمده است.

مزایای PBFT

• کم مصرف: pBFT  می‌تواند بدون اجرای محاسبات پیچیده ریاضیاتی به اجماع توزیع شده دست یابد. زیلیکا از pBFT همراه با محاسبات پیچیده مشابه با گواه اثبات کار برای هر ۱۰۰ بلاک استفاده می‌کند.
• انجام تراکنش: تراکنش ها پس از نهایی شدن و مورد  توافق واقع شدن دیگر نیازی به چندین تایید ندارند.
• طیف پاداش کم: هر نود در شبکه در پاسخ به درخواست   از جانب کلاینت وظیفه ای به عهده دارد و در نتیجه هر نود می‌تواند مشوق دریافت کند. این موضوع باعث می‌شود که نودهایی که در تصمیم گیری شرکت می‌کنند پاداش کمتری دریافت کنند.

گواه اثبات سهام (Proof-of-Stake)

 گواه اثبات سهامPoS) ) یکی از دو الگوریتم اجماع معروف در بلاک‌چین است همراه با PoW). ) در گواه اثبات سهام، بلوک‌های جدید به جای استخراج، «ساخته» می‌شوند. تحت شرایط گواه اثبات سهام، گره انتخاب شده برای ایجاد بلوک بعدی، از طریق یک فرآیند شبه تصادفی انتخاب می‌شود که این انتخاب به دارایی ذخیره شده در کیف پول (یا استخر سهام) مربوط به آن گره بستگی دارد. در این حالت، هیچ گره‌ای نمی‌تواند نوبت خود را پیش‌بینی کند. شمار مشخصی از کوین‌ها در استخر سهام نگهداری می‌شود تا شانس ایجاد بلوک را خریداری کنند.

برخلاف گواه اثبات کار (PoW) که در آن به ماینرها برای حل پازل ریاضی با هدف تایید تراکنش‌ها و ایجاد بلوک جدید جایزه داده می‌شود، در گواه اثبات سهام این خالق بلوک جدید است که بسته به میزان سرمایه‌اش یک راه قطعی انتخاب می‌کند. پس جایزه‌ای در کار نیست و ماینرها فقط کارمزد تراکنش‌ها را دریافت می‌کنند. البته قابل ذکر است که در الگوریتم اجماع PoS از کلمه‌ Forgers بجای Miners استفاده می‌شود.

نقاط قوت گواه اثبات سهام

گواه اثبات سهام دارای مزایایی نسبت به گواه اثبات کار (PoW) است. گواه اثبات سهام قدرت محاسباتی زیادی مصرف نمی‌کند، با ممانعت ازایجاد استخرهای استخراج متمرکز (centralized mining pools)، خطر حملات مخرب را کاهش می‌دهد و با توجه به اینکه سازنده بلوک‌ها، مالک بخشی از آن سکه‌ها نیز هستند، کسی که مسئولیت «محافظت» از کوین‌ها را بر عهده دارد، مالک بخشی از آن کوین‌ها نیز هست. (اتفاقی که در گواه اثبات کار لزوما نمی‌افتد)

نقاط ضعف گواه اثبات سهام

یکی از نقاط ضعف گواه اثبات سهام در خطر نبودن سهام‌داران nothing at stake) ) است. یک ماینر می تواند در زمان ایجاد فورک Fork) ) با هر دو شاخه همراهی کند. این می‌تواند مانع شکل‌گیری اجماع بین گره‌ها شود و خطر دو بار خرج کردن double spend) ) را افزایش می‌دهد.

الگوریتم اثبات سهام وکالتی (DPos)

گواه اثبات سهام وکالتی (DPoS) یک الگوریتم اجماع است که با برای ایمن سازی بلاک‌چین توسعه یافته است. DPoS به عنوان نسخه ای از دموکراسی مبتنی بر فناوری طراحی شده است و از فرایند رای گیری و انتخاب برای محافطت از بلاک چین در مقابل متمرکزسازی و کاربردهای مخرب استفاده می‌کند.

گواه اثبات سهام وکالتی توسل دنیل لاریمر، توسعه دهنده نرم افزار، کارآفرین ارز دیجیتال و موسس بیت شیرز (BitShares)، استیمیت (Steemit) و نرم افزار EOSIO توسعه یافته است. بسیاری از بلاک چین ها از کد EOSIO نظیر تلوس، WAX، Worbli و EOS استفاده می‌کنند. لاریمر گواه اثبات سهام وکالتی را به عنوان جایگزینی برای اجماع گواه اثبات کار و گواه اثبات سهام طراحی کرده است که مصرف انرژی بسیار زیاد و محافظت ضعیفی از اهداف مخرب دارند.

اولین پیاده سازی و نسخه DPoS در بیت شیرز اجرا شد. DPoS هم چنین طوری برنامه ریزی شده است تا جایگزین مقیاس پذیرتری نسبت به الگوریتم های اجماع سنتی باشد. از آنجایی که در DPoS هر بلاک به نحوی تایید می‌شود تا از استفاده از انرژی، توان محاسباتی و منابع بسیار زیاد خودداری شود، تمام تراکنش ها را می‌توان نسبتا سریع در هر مرحله از توسعه شبکه انجام داد. نمونه های معروف از ارزهای دیجیتال که از DPoS استفاده می‌کنند شامل لیسک Lisk))، استیم (Steem)، Waykichain، بیت شیرزBitShares) ) و EOS هستند.

مزایای گواه اثبات سهام وکالتی

• کوین های DPoS بسیار مقیاس پذیرتر از ارزهای دیجیتال مبتنی بر گواه اثبات کار هستند زیرا این کوین ها به توان محاسباتی زیاد نیاز ندارند و معمولا برای کاربرانی با تجهیزات ضعیف در دسترس هستند.
• بلاک چین های DPoS سریعتر از بلاک چین های مبتنی بر گواه اثبات کار و گواه اثبات سهام هستند.
• کوین های DPoS دموکراتیک تر و جامع تر از رقبای خود هستند. DPoS در مقایسه با گواه اثبات سهام، قدرت نظارتی بیشتری به کاربران با سهم کمتر در استیکینگ ارائه می‌دهد و در مقایسه با گواه اثبات کار به توان محاسباتی زیاد نیاز ندارد و بنابراین از لحاظ مالی به کاربر فشار وارد نمی‌کند.
• از آنجایی که الزامات ورود به DPoS بسیار کم است، این مکانیزم عمدتا به عنوان غیرمتمرکزترین رویکرد به مکانیزم های اجماع در نظر گرفته می‌شود.
• گواه اثبات سهام وکالتی دوستدار محیط زیست و کم مصرف است.
• شبکه های DPoS محافظت قوی در مقابل حمله دوبار خرج کردن ارائه می‌دهند.

معایب DPoS

• حضور موفقیت آمیز شبکه به مشارکت و همکاری جامعه علاقه مند نیاز دارد تا شاهدان با رای گیری بتوانند نظارت کارآمدی داشته باشند.
• سیستم های DPoS نسبت به متمرکزسازی آسیب پذیر هستند زیرا تعداد شاهدان به شدت محدود است.
• بلاک چین DPoS در معرض نواقص و  معایب رای گیری های واقعی است. برای مثال، کاربران DPoS با سهم کم در استیکینگ به این نتیجه می‌رسند که رای آنها در مقایسه با رای سهامداران بزرگ،      کم اهمیت است.

الگوریتم اجماع اثبات فعالیت  Proof-of-Activity

این الگوریتم اجماع در حقیقت تلفیقی از PoW و PoS است. در این روش، ابتدا ماینرهای PoW هش مربوط به بلوک را حل می‌کنند و بلوک‌های پیشنهادی (یا الگو) را به شبکه می‌فرستند. شبکه از هش بلوک استفاده می‌کند و یک عدد شبه تصادفی N را تولید می‌کند که به کلید عمومی دارندگان آن کوین متصل است. سهام داران PoS بلوک را امضا و تایید می‌کنند. اگر اولین گره‌ یا ماینر PoS که تایید تراکنش برای او فرستاده شده جوابگو نباشد، به طور خودکار اطلاعات برای گره بعدی فرستاده می‌شود و این چرخه آنقدر تکرار می‌شود تا در آخر بلوک تایید شود.

نقاط قوت Proof-of-Activity

در این روش ماینرهای PoS بعد از حل مسئله که توسط ماینرهای PoW صورت می‌گیرد، درگیر بلوک می‌شوند. پس حتی اگر ماینرهای PoS بیش از ۵۰ درصد از کل کوین‌های شبکه را در دست داشته باشند، قادر به کنترل و تولید بلوک نخواهند بود. علاوه بر این اگر عدد تولید شده N بیشتر از ۱ باشد، نظر ماینرهای دیگر جز خودشان حائز اهمیت خواهد بود.

نقاط ضعف Proof-of-Activity

پروتکل نیاز به تبادل اطلاعات دائمی دارد. برای کاهش ترافیک، الگو (بلوک پیشنهادی) شامل لیست تراکنش‌ها نیست و این لیست تنها توسط آخرین ماینر امضا کننده، به بلوک اضافه خواهد شد. اگر N = ۳ باشد و تنها ۱۰ درصد از ماینرها آنلاین باشند، ماینرهای PoW باید قبل از اینکه یک بلوک امضا شود، ۱۰ × ۱۰ × ۱۰ = ۱۰۰۰ بلوک پیشنهادی تولید کنند.

پروژه Meissa یکی از پلت‌فرم‌هایی است که با استفاده از همین الگوریتم تصمیم دارد تا از تمام گره‌ها که در حقیقت همان کامپیوترها در سرتاسر دنیا هستند، استفاده کند و به طور ایمن یک ابر کامپیوتر جهانی توزیع شده برای اهداف مختلف مثل برنامه‌های غیرمتمرکز، سیستم انتقال پول و به اشتراک‌گذاری منابع ایجاد کند. این الگوریتم به عنوان‌ DPoA (Delegated Proof-of-activity  ) نیز شناخته می‌شود و از اصول الگوریتم اجماع PoA که در بالا ذکر شد تبعیت می‌کند.

الگوریتم اجماع اثبات سوختن Proof-of-Burn

در این روش انتخاب گره‌ها که نقش ماینرها را بازی می‌کنند، با توجه به کوین‌هایی است که این گره‌ها سوزانده‌اند. سوزاندن یعنی مقداری از کوین‌ها از چرخه معاملات خارج شوند (به عنوان مثال آنها را به یک آدرس غیر قابل برداشت ارسال کرده‌اند). گره‌های انتخاب شده می‌توانند تراکنش‌ها را تایید کرده و کارمزد آن را دریافت کنند. از زمان سوزاندن کوین‌ها باید به اندازه کافی زمان گذشته باشد تا مطمئن شد که امکان هیچ تراکنشی با آن وجود نداشته باشد.

از نظر گره، عمل سوزاندن گران‌تر از نگه داشتن آن تمام می‌شود. بنابراین، ممکن است این مشکل به وجود بیاید که یک گره، شبکه را با امضای بلوک‌ها در زنجیره‌های موازی، فریب دهد. چه مقدار کوین باید سوزانده شود؟ ماینرها معمولا ارزهای رمزنگاری‌شده خود را با نرخ متوسطی که با میزان کارمزد هر تراکنش ارتباط دارد، می‌سوزانند. به طور کلی هزینه استخراج در این الگوریتم کمتر از هزینه‌ای است که برای استخراج به روش PoW  (هزینه سخت‌افزارها) پرداخته می‌شود.

نقاط قوت Proof-of-Burn

این الگوریتم اجماع به هیچ تجهیزاتی بجز کوین برای سوزاندن نیاز ندارد.

نقاط ضعف Proof-of-Burn

این الگوریتم فقط زمانی کاربرد خواهد داشت که توکن یا کوینی به روش‌های دیگر قبلا استخراج شده باشد.

الگوریتم اجماع اثبات ظرفیت Proof-of-Capacity

تحت این الگوریتم، گره انتخاب شده برای ایجاد بلوک بعدی، از طریق یک فرآیند شبه تصادفی انتخاب می‌شود و باید مقداری از حافظه یا فضای هارد سیستم خود را در شبکه به اشتراک گذاشته باشد. بنابراین، شباهت‌هایی به PoW دارد؛ فقط به جای توابع که مخصوص پردازشگرهای CPU است، توابع مخصوص خود را دارد. هر مگابایت حافظه به اشتراک گذاشته شده، یک بلیط اضافی برای استخراج است. این الگوریتم به شاخه‌های متفاوتی تقسیم می‌شود که قالب اصلی همه شبیه بهم است اما در جزئیاتی متفاوت هستند.

ارزهای دیجیتال که از این الگوریتم بهره می‌برند از ماینینگ هارد درایو برای تایید بلاک‌های جدید استفاده می‌کنند. اولین بار برست کوین (Burstcoin) این الگوریتم را معرفی کرد. ماینرهای الگوریتم اثبات کار منابع را می‌سوزانند و از بین می‌برند درحالی که الگوریتم اثبات ظرفیت به شما امکان می‌دهد تا از فضای موجود در هارد خود برای استخراج استفاده کنید. الگوریتمی با هشینگ مکرر کلیدهای عمومی، برای ایجاد بسته های داده ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. هرچه فضای خالی بیشتری داشته باشید احتمال استخراج بلاک بیشتر خواهد بود.

نقاط قوت Proof-of-Capacity

الگوریتم اجماع PoC  نسبت به PoW عادلانه‌تر است و خطر استخراج به صورت متمرکز را کاهش می‌دهد و ماینرها برای ذخیره داده‌های مفید عمومی در شبکه انگیزه پیدا می‌کنند.

 نقاط ضعف Proof-of-Capacity

در این روش هم هنوز مشکل ” nothing-at-stake ” وجود دارد. این اصطلاح مخصوص الگوریتم‌هایی مانند PoC یا PoW است که گره‌هایی که توانایی استخراج دارند، لزوما در ارزی که استخراج می‌کنند سرمایه‌ای‌ ندارند. این موضوع باعث می‌شود ماینرها تعهد لازم به شبکه را نداشته باشند. برای مثال در روش PoS که ماینرها حتما باید از سهام‌ داران شبکه باشند، دغدغه بیشتری برای سلامت شبکه خواهند داشت. چرا که با آسیب رسیدن یا ایجاد اختلالی در شبکه خود آنها هم متضرر خواهند شد. در PoC یک گره می تواند شانس خود را در یک زنجیره جایگزین نیز امتحان کند. بنابراین، بسیاری از گره‌ها می توانند به طور همزمان بدون صرف منابع زیاد در زنجیرهای مختلف بلوک استخراج کنند.

اثبات زمان Proof-of-Elapsed-Time

این الگوریتم، گره‌ها را به روش قرعه‌کشی انتخاب می‌کند و از محیط اجرای TEE برای اطمینان از ایمنی فرایند انتخابات خود استفاده می‌کند. TEE توسط سخت افزار ویژه اینتل (SGX, Secure Guard Extensions)  ارائه می شوند. هر تایید کننده بلوک با کوتاهترین زمان انتظار و طبق یک تابع قابل اعتماد، برای تولید بلوک  انتخاب می‌شود. این انتخابات ماینر را به صورت تصادفی از سرتاسر شبکه انتخاب می‌کند.

نقاط قوت Proof-of-Elapsed-Time

نقدینگی کوتاه مدت کمتر اهمیت دارد. مصرف برق خیلی بالا نیازی نیست و استخراج کم هزینه‌تر انجام می‌شود. به همین دلیل احتمال افزایش جمعیت ماینرها وجود دارد که این موضوع الگوریتم اجماع را مستحکم‌تر می‌کند.

 نقاط ضعف Proof-of-Elapsed-Time

پیاده سازی این الگوریتم اجماع نیاز به داشتن سخت افزار اینتل دارد.

الگوریتم اجماع اثبات اهمیت Proof-of-Importance

این الگوریتم توسط NEM به منظور بهبود و ارتقای فعالیت های اقتصادی معرفی شد. به هر حساب کاربری، امتیاز خاصی اختصاص داده شده است که بیانگر اهمیت کلی آن برای اقتصاد است. این روش کمک می‌کند تا اطمینان حاصل شود که تمام رایانه‌های موجود در شبکه با یکدیگر موافق بوده و کاربران را از خرج کوین‌هایی که در دست ندارند باز دارد. کاربرانی که “مهم” هستند می‌توانند “برداشت” کرده و جایزه کسب کنند.

الگوریتم اجماع Proof-of-Storage

این الگوریتم اولین بار در سال ۲۰۱۳ ایجاد شد. کوین هایی نظیر استورج (Storj) از این الگوریتم استفاده می‌کنند. این شبکه ها به جای استفاده از بلاک چین، از بلاک تری (blocktree) استفاده می‌کنند. هم چنین کاربر به جای مشاهده تمام تراکنش‌های لیست شده، فقط تراکنش‌هایی را مشاهده خواهد کرد که به وی مربوط هستند. هر گره در بلاک‌تری حاوی یک بلاک چین است. در حال حاضر هیچ الگوریتم اثبات ذخیره سازی قابل تایید قطعی وجود ندارد و هیچ طرح شناخته شده‌ای برای تایید جداگانه آن وجود ندارد.

الگوریتم اثبات سهام عمر (PoST)

این الگوریتم اجماع که اولین بار در وریکوین (Vericoin) مورد استفاده قرار گرفت، از سن کوین استفاده می‌کند؛ اما به جای استفاده از تعداد کوین‌ها برای محاسبه سن آن‌ها، از مدت زمانی استفاده می‌کند که کوین‌ها در آدرس خاصی نگهداری شده‌اند. این روش بر خلاف بسیاری از الگوریتم‌های اثبات سهام دیگر، برای اجتناب از پولدارتر کردن کاربران پولدار اجرا شده بود.

الگوریتم اثبات سهام سرعت  (PoSV)

ردکوین (Reddcoin) اولین بار این روش را معرفی کرد. این الگوریتم بر اساس تعداد کوین‌های کاربران و نحوه استفاده از آن ها، به کاربران جایزه می‌دهد.

الگوریتم اثبات نقاط بررسی (PoC)

این الگوریتم اجماع یک سیستم چندگانه یا هیبرید است که از هر سیستم اثبات سهام با سیستم اثبات کار استفاده می‌کند. ایده این مفهوم، کاهش حملات به سیستم اثبات سهام است. هرچند هم چنان حمله به گره‌ای که مدت زمان زیادی آفلاین بوده است صورت می‌گیرد و در پی آن می‌توان از این گره برای ارائه اطلاعات غلط درباره بلاک چین استفاده کرد. هر مقدار بلاک در سیستم اثبات سهام برای استخراج شدن به بلاک اثبات کار نیاز دارد. هر بلاک اثبات کار حاوی هیچ تراکنشی نیست و مستقیما به شبکه اثبات کار و اثبات سهام متصل است.

پروتکل اجماع ریپل (Ripple)

ریپل یک پروتکل پلتفرم پرداخت مبتنی بر بلاکچین است که با هدف استفاده‌های مالی و ایجاد درگاه پرداخت ایجاد شده است. هر گره A یک لیست منحصر به فرد (UNL) دارد این که لیست شامل دیگر گره‌های قابل اعتماد در شبکه توسط گره A است. حداقل ۴۰٪ از گره‌های داخل لیست UNL گره A باید در UNL گره‌های دیگر نیز ظاهر شده باشند. برای رسیدن به توافق، هر گره مجموعه‌ای از تراکنش‌های کاندید را منتشر می‌کند و پس رای گیری از گره‌های لیست UNL خود در رابطه با این تراکنش‌ها، لیست تراکنش‌ها را تصحیح می‌کند. هنگامی که یک مجموعه کاندید حداقل ۸۰٪ رأی از گره‌های UNL دریافت کند، کاندید به یک بلوک معتبر در بلاکچین ریپل تبدیل می‌شود. توافق در کل شبکه زمانی اتفاق می‌افتد که همه زیر شبکه‌ها به توافق برسند.

پروتکل اجماع استلار (Stellar)

استلار هم مانند ریپل یک پلتفرم پرداخت مبتنی بر بلاکچین است که برای موارد مربوط به استفاده مالی و دامنه پرداخت استفاده می‌شود. پروتکل اجماع استلار از دو مفهوم quorum  (مجموعه ای از گره های کافی برای رسیدن به توافق) و quorum slice (زیرمجموعه‌ای از quorum که می‌تواند یک گره را برای توافق قانع کند) استفاده می‌کند.

برای رسیدن به توافق سراسری، quorum‌ها باید تقسیم شوند. هر گره در ابتدا رای گیری اولیه در تراکنش‌ها را انجام می‌دهد. هر گره تراکنش‌های مورد نظر خود را انتخاب می‌کند و هرگز به تراکنشی متناقض با این تراکنش‌ها رای نمی‌دهد. همچنین اگر quorum slice یک گره، تراکنش متفاوتی را پذیرفت، گره نیز آن تراکنش را می‌پذیرد. یک گره در صورتی یک تراکنش را می‌پذیرد که هرگز تراکنش متناقضی را نپذیرفته باشد و هر گره موجود در quorum slice  نیز آن تراکنش را پذیرفته باشد. تایید، آخرین گام روند رای گیری است و نشان دهنده توافق در سطح سیستم است. این مرحله تضمین می‌کند که گره‌ها برای یکدیگر پیام‌های تایید ارسال کنند تا در نهایت بر روی وضعیت نهایی سیستم توافق شود.