Algorand — это блокчейн, решающий проблемы масштабируемости и консенсуса, которые часто встречаются в блокчейнах первого и второго поколений. Ключевая особенность Algorand — протокол консенсуса Pure Proof of Stake (PPoS), который случайным образом выбирает валидаторов на основе их застейканных монет ALGO.
Основы
Участвующие пользователи имеют возможность предлагать и валидавать новые блоки, которые затем проверяются случайно выбранным комитетом. После добавления блока в блокчейн все транзакции считаются подтверждёнными. В случае некачественного блока выбирается новый валидатор, и процесс повторяется.
Многие крупные учреждения и компании привлекает Algorand благодаря масштабируемости, безопасности и децентрализации механизма PPoS. Algorand служит уровнем инфраструктуры, обеспечивая масштаб, скорость и экономичность, что позволяет компаниям решать реальные задачи.
Что такое сеть Algorand?
Основанная профессором Сильвио Микали, известным учёным в области информатики из MIT и лауреатом премии Тьюринга, Algorand — это блокчейн-проект, запустивший mainnet в июне 2019 года вместе с собственной криптовалютой ALGO. Основное внимание блокчейна сосредоточено на повышении масштабируемости и поддержке смарт-контрактов.
Algorand — это публичный децентрализованный блокчейн Pure Proof-of-Stake, поддерживающий настраиваемые блокчейны уровня 1. Эти блокчейны можно адаптировать под конкретные задачи, что делает технологию особенно полезной для финансовых услуг, DeFi, финтеха, учреждений и экономики создателей. Проект утверждает, что решил трилемму, балансируя безопасность, масштабируемость и децентрализацию, и предлагает решение для потребностей различных отраслей.
Децентрализованная природа системы Algorand — её основная сила: любой стейкер потенциально может стать валидатором. Кроме консенсуса, ALGO также используется для оплаты комиссий сети.
Что такое Фонд Algorand?
Запущенный в 2019 году, Algorand Foundation — некоммерческая организация, сосредоточенная на финансировании и развитии экосистемы Algorand, а также на работе с сообществом, исследованиями и управлением.
Фонд поддерживал проекты в экосистеме Algorand через акселераторы и обучал разработчиков в университетах. Однако техническую разработку осуществляет приватная компания Algorand Inc. Фонд владеет значительным количеством ALGO, которое использует для финансирования своей деятельности.
Как работает Algorand?
Механизм консенсуса Pure Proof of Stake является краеугольным камнем масштабируемости Algorand. В отличие от других блокчейнов, которые жертвуют децентрализацией ради масштабируемости, Algorand способен быстро обрабатывать множество транзакций, сохраняя при этом децентрализованную архитектуру. Например, блокчейны на Proof of Stake (PoS) могут масштабироваться, но небольшой набор валидаторов с большими стейками может доминировать в подтверждении блоков, а Proof of Work (PoW) сталкивается с аналогичной проблемой, когда крупные майнинговые пулы выигрывают гонку за создание новых блоков.
В отличие от этого, PPoS Algorand случайным образом выбирает валидаторов и предложивших блоки из числа тех, кто сгенерировал ключ участия. Вероятность выбора пропорциональна доле участника от общего застейканного объёма. Хотя у мелкого держателя шанс будет ниже, чем у крупного, Algorand не требует минимального стейка, что устраняет значительный барьер для среднего пользователя. Безопасность сети более децентрализована по сравнению с другими PoS-блокчейнами, например Delegated Proof of Stake (DPoS), где сеть контролируется выбранным набором валидаторов.
В настоящее время протокол Pure Proof of Stake Algorand может выдавать блоки с моментальной финальностью в среднем каждые 3,7 секунды, обрабатывая до 6000 транзакций в секунду (TPS).
Этап предложения
Механизм консенсуса PPoS Algorand состоит из нескольких фаз. Пользователи генерируют ключ участия, чтобы стать нодами-участниками с суммой от 0.1 ALGO. Связь между этими нодами обеспечивается реле-нодами Algorand.
Фаза предложения блока использует проверяемую случайную функцию (VRF) для выбора нескольких предложителей блока, выбирая их на основе доли стейка каждого валидатора. Личность предложителя остаётся скрытой до момента подачи блока, вместе с выводом VRF, подтверждающим их легитимность. Это повышает безопасность сети, так как злоумышленники не могут заранее нацелиться на выбранного валидатора.
После подачи блока случайным образом выбираются ноды-участники для участия в комитете мягкого голосования (soft vote). Этот этап отфильтровывает предложения так, чтобы в итоге был выбран только один кандидат для добавления в блокчейн. Голосовая мощь в мягком комитете пропорциональна сумме, застейканной каждым аккаунтом, и голоса используются для выбора предложенного блока с наименьшим VRF-хэшем. Это гарантирует, что невозможно предсказать наименьший VRF-хэш и заранее атаковать предложителя блока.
Этап сертификационного голосования
После стадии мягкого голосования предложение блока с наименьшим VRF-хэшем считается действительным, и формируется новый комитет для проверки целостности транзакций в предложенном блоке и предотвращения двойной траты. Если комитет одобряет блок, он добавляется в блокчейн. Если комитет отклоняет блок, блокчейн переходит в режим восстановления, и предлагается новый блок. В отличие от других механизмов консенсуса, за подачу некорректного блока предложителю не назначается штраф, что является спорным моментом в протоколе PPoS. Риск форка в блокчейне Algorand редок, так как в каждый момент времени до стадии сертификационного голосования доходит только одно предложение блока. После добавления все транзакции в блоке считаются окончательными.
Как использовать токен ALGO?
Нативный токен Algorand, ALGO, имеет максимальное предложение в 10 миллиардов монет, которые будут распределены к 2030 году. Он выполняет три основные функции. Во‑первых, его можно использовать для оплаты комиссий за транзакции в сети Algorand, которые значительно дешевле по сравнению с сетями типа Ethereum и Bitcoin, с минимальной комиссией 0.001 ALGO.
Во‑вторых, ALGO можно зарегистрировать, чтобы получить шанс быть выбранным в качестве предложителя блока или валидатора. Это помогает поддерживать децентрализацию сети и даёт пользователям возможность получать вознаграждения.
В-третьих, ALGO используется для участия в Программе управления и голосования по ключевым вопросам будущего протокола. Эта функция даёт существенный стимул для среднего пользователя инвестировать в ALGO, поскольку 참여ть в управлении можно без необходимости, чтобы DApp регистрировали монеты для Governance.
Кроме того, Algorand публикует список проектов, использующих технологию блокчейна, и многие из них требуют применения ALGO.
Вывод
Algorand, как и другие альтернативные блокчейны по отношению к Bitcoin и Ethereum, спроектирован с приоритетом на масштабируемость, скорость и децентрализацию. Однако его отличает механизм Pure Proof of Stake, который использует проверяемые случайные функции (VRF) для обеспечения безопасности и предотвращения потенциальных атак. Такой подход привлек многих пользователей, заинтересованных в более децентрализованной и безопасной блокчейн‑технологии.