Een consensus algoritme is een proces wat er voor zorgt dat bepaalt kan worden welke data input betrouwbaar is. Het algoritme zorgt ervoor dat er overeenstemming bereikt wordt over bijvoorbeeld transacties. Bijvoorbeeld om te voorkomen dat transacties die niet echt gedaan zijn doorkomen.
Het bereiken van een juiste overeenstemming is een grote uitdaging binnen computerwetenschappen, zoals blockchain platformen. Er zijn verschillende soorten consensus algoritmes, elk met zijn eigen voor- en nadelen. De meest bekende protocollen zijn Proof-of-Work en Proof-of-Stake, maar er zijn er nog meer. In dit artikel geven we een korte uitleg over deze verschillende processen.
Verschillende soorten consensus algoritmes
Proof-of-Work (PoW)
PoW was het eerste consensus mechanisme dat gebruikt werd in een blockchain platform. Bitcoin is het bekendste voorbeeld van een blockchain die nog steeds werkt met dit algoritme. Litecoin maakt hier ook gebruik van. In Proof-of-Work kan iedereen de rekenkracht van zijn of haar computer beschikbaar stellen om berekeningen te maken. Door deze berekeningen worden nieuwe blokken aan de blockchain toegevoegd. Dit wordt minen genoemd. Degene die een nieuw blok vindt/creëert wordt beloond met een hoeveelheid cryptocurrency. Consensus wordt bereikt door te kijken naar de langste chain. Zolang meer dan 50% van de miners goede bedoelingen heeft is de bereikte consensus te vertrouwen. Aangezien er alleen beloningen worden uitgekeerd aan gecreëerde blokken op de juiste en dus de langste chain, wordt deze 50% tot nu toe altijd ruimschoots bereikt.
Voordelen
Het laat al een aantal jaar zien dat het zeer goed werkt en betrouwbaar is. Bitcoin draait inmiddels al sinds 2009 succesvol op Proof-of-Work, wat het tot het best bewezen consensus mechanisme maakt.
Nadelen
Het duurt vrij lang voordat transacties worden goedgekeurd en verwerkt worden. Ook kost het proces van minen zeer veel elektriciteit en is daarom slecht voor het milieu. Dit was een belangrijke reden voor Ethereum om in 2022 over te stappen naar Proof-of-Stake, waardoor het energieverbruik van het netwerk met meer dan 99% daalde.
Voorbeelden van crypto’s die hier gebruik van maken
Bitcoin, Litecoin, Monero, Bitcoin Cash, Dogecoin.
Byzantine Fault Tolerance (BFT)
BFT heeft een aantal overeneenkomsten met een andere vorm van een consensus algoritme, namelijk delegated Proof-of-Stake. Hoe dat precies werkt komen we later op terug. Ook binnen BFT zijn er weer verschillen, zo maakt NEO gebruik van een gedelegeerde vorm van BFT. Delegated Byzantine Fault Tolerance werkt als volgt; iedereen die een aandeel heeft in een specifieke cryptocurrency kan stemmen op een aantal vertegenwoordigers. Dit is een select aantal. De vertegenwoordigers komen vervolgens zelf tot overeenstemming met elkaar. Andere vormen zijn Practical (pBFT) en Federal Byzantine fault tolerance (fBFT).
Voordelen
Makkelijk schaalbaar en heel erg snel. 1000 transacties per seconde is al mogelijk.
Nadelen
Niet volledig gedecentraliseerd, en gaat daarmee in tegen het originele idee van Bitcoin.
Voorbeelden van crypto’s die hier gebruik van maken
NEO, XRP, Stellar (XLM)
Proof-of-Stake (PoS)
PoS is momenteel het meest populaire consensus algoritme binnen de wereld van cryptocurrency. Sinds Ethereum in september 2022 de overstap maakte van Proof-of-Work naar Proof-of-Stake (bekend als “The Merge”) is PoS het dominante consensus mechanisme geworden. Bijna alle grote nieuwe blockchains kiezen voor een variant van Proof-of-Stake.
In Proof-of-Stake stemmen ‘aandeelhouders’ op de blokken waarvan zij denken dat deze geldig zijn. Om deel te nemen als validator moet je een bepaalde hoeveelheid coins vastzetten als onderpand (je “stake”). Bij Ethereum is dit bijvoorbeeld 32 ETH. Wanneer meer dan de helft op de juiste chain stemt zullen de aandeelhouders die op de foutieve chain hebben gestemd hun aandeel in de juiste chain verliezen. Dit dient als motivatie om tot een juiste overeenstemming te komen.
Voordelen
Schaalbaar en efficiënt. Veel minder energieverbruik dan Proof-of-Work, wat beter is voor het milieu. Daarnaast kunnen gebruikers passief rendement verdienen door hun coins te staken.
Nadelen
Forks (kopieën van de originele blockchain) kunnen relatief makkelijk ontstaan. Ook kan het systeem leiden tot centralisatie, omdat partijen met veel coins meer invloed hebben.
Voorbeelden van crypto’s die hier gebruik van maken
Ethereum (ETH), Cardano (ADA), Solana (SOL), Polkadot (DOT), Avalanche (AVAX)
Delegated Proof-of-Stake
Het principe van dPoS lijkt erg op die van PoS zelf. Het grootste verschil is dat in het geval van delegated Proof-of-Stake niet direct gestemd wordt op welke chain / blocks geldig zijn. In plaats daarvan stemt men op ‘gedelegeerden’. Deze gedelegeerden komen vervolgens met elkaar tot consensus. Over het algemeen zijn er tussen de 20 en 100 delegaties. Tot zover lijkt dPoS heel erg op dBFT. Een groot verschil is echter dat bij dPoS een delegatie kan worden weggestemd. Wanneer een gedelegeerde niet vaak genoeg nieuwe blocks verifieert of elke keer op de verkeerde chain stemt kan deze gedelegeerde weg worden gestemd.
Voordelen
Zeer snel omdat alleen een select aantal ‘delegates’ tot overeenstemming hoeft te komen.
Nadelen
Niet volledig gedecentraliseerd. Wel minder gecentraliseerd dan BFT.
Voorbeelden van crypto’s die hier gebruik van maken
EOS, Tron (TRX), ICON
Andere consensus algoritmes
Naast de hierboven genoemde protocollen zijn er nog meer consensus algoritmes die in de praktijk worden gebruikt:
- Proof-of-Authority (PoA) wordt gebruikt in netwerken waar validators vooraf geselecteerd en bekend zijn. Dit is vooral populair bij private blockchains en testnetten. Het is zeer snel maar sterk gecentraliseerd.
- Proof-of-History (PoH) is het mechanisme waar Solana mee werkt. Het voegt een tijdstempel toe aan transacties voordat ze verwerkt worden, waardoor het netwerk extreem snel is. Solana kan hierdoor duizenden transacties per seconde verwerken.
Andere varianten die minder vaak gebruikt worden zijn Proof-of-Weight, Proof-of-Importance en Directed Acyclic Graphs (DAG), zoals gebruikt door IOTA.
Welk consensus algoritme is het beste?
Er is geen “beste” consensus algoritme. Elk mechanisme heeft zijn eigen afwegingen tussen snelheid, veiligheid, decentralisatie en energieverbruik. Dit staat ook wel bekend als het “blockchain trilemma”: een blockchain kan maximaal twee van de drie eigenschappen (snelheid, veiligheid, decentralisatie) optimaliseren.
De trend in 2026 is duidelijk: de meeste nieuwe projecten kiezen voor een variant van Proof-of-Stake vanwege het lagere energieverbruik en de mogelijkheid voor gebruikers om passief te verdienen via staking. Bij exchanges zoals Bitvavo kun je meer dan 70 verschillende coins staken zonder technische kennis.