Jos Blockchain olisi eläin, konsensusprotokollat olisivat sen luuranko. Konsensusprotokolla on välttämätön osa kaikkia hajautettuja verkkoja, ja se on vastuussa kaikkien verkon solmujen tapahtumien validoinnista. Se tehdään määrittämällä lisättävän lohkon kelpoisuus varmistaen, että kaikki solmut ovat sopineet siitä.
Mitä ovat koorumiin perustuvat konsensusprotokollat?
Koorumiin perustuvat konsensusprotokollat ovat olleet melkoista raivoa lohkoketjutilassa. Mutta mitä ne ovat? Tarjoavatko ne mitään etua muihin ei-koorumipohjaisiin konsensusprotokolliin verrattuna? Miten he ovat pärjänneet?
Quorum on termi, jota käytetään voimakkaasti hajautetuissa järjestelmissä. Se viittaa minimimäärään ääniä, jotka hajautettu tapahtuma tarvitsee, ennen kuin toiminto voidaan suorittaa hajautetussa järjestelmässä. Konsensusprotokolla määritellään järjestelmäksi. säätelevät mitä tietyssä lohkoketjussa tapahtuu milloin tahansa.
Päätösvaltaisuuteen perustuva konsensusprotokolla on protokolla, jossa päätöstä lohkojen lisäämisestä edeltää vähimmäismäärä ääniä.
Suurin ero muihin konsensusprotokolliin
Kaikilla konsensusprotokollalla on yksi perusvaatimus. Kaikkien solmujen osallistujien on tehtävä kollektiivinen päätös joko hyväksyä tai hylätä uuden lohkon lisääminen. Päätökseen pääseminen vie kuitenkin ylimääräisen vaiheen päätösvaltaisuuteen perustuvien protokollien puitteissa.
Koorumipohjaisissa konsensusprotokollissa solmujen osallistujat vaihtavat viestejä kahden keskeisen aloitteen kanssa. Ensinnäkin kaikille solmuille on ehdotettava lohkoa, minkä voi tehdä vain konsensusjohtaja. Toinen on ilmoittaa verkolle, että osallistuja on päättänyt ja vahvistanut eston.
Konsensus saavutetaan, kun johtaja on ehdottanut lohkoa ja suurin osa osallistujista on päättänyt ehdotetun lohkon ja vahvistanut sen.
Edge Over Non-Quorumiin perustuvat konsensusprotokollat
Koorumiin perustuvilla protokollilla on yksi keskeinen ero ei-koorumiin perustuviin protokolliin. Toisin sanoen kyky jatkaa toimintaansa, vaikka jotkin oikeat osallistuvat solmut epäonnistuvat tai toimivat haitallisesti.
Pääsyy siihen, että yksimielisyys ei ole triviaalia, on se, että viestin lähetyksen ja solmujen päätöksenteon aikana voi tapahtua epäonnistuminen. Syynä voi olla sähkökatkos tai haitallinen toiminta, joka voi johtaa viestien katoamiseen tai viivästymiseen.
Tällaisen vian hyväksymistä kutsutaan Bysantin vikasietokyvyksi. Tällaiset protokollat voivat sietää törmäysvirheitä tai bysanttilaista vikaa. Kaatumisvirheet ovat tapauksia, joissa osallistujat eivät vastaa tai suorita uutta toimintoa, kun konsensus toteutetaan.
Bysanttilainen vika viittaa epäonnistuneeseen osallistujaan, joka voi olla haitallinen agentti. Tällaiselle agentille on ominaista satunnaisen käyttäytymisen näyttö, joka poikkeaa määrätyistä protokollista ja minkä tahansa toiminnan suorittaminen.
Haitallisten solmujen enimmäismäärä, joka voidaan sietää koorumipohjaisessa protokollassa, on ⅓ kaikista verkon osallistuvista solmuista. Kokonaismäärä sisältää sekä rehelliset että haitalliset solmut.
Koorumiin perustuvien protokollien suorituskyky
Päätösvaltaisuuteen perustuvien konsensusprotokollien tehokkuuden mittaamiseksi ne on jaettava ja analysoitava kolmeen eri ryhmään.
Practical Bysantine Fault Tolerant (BFT) protokollien suorituskyky
Protokollia kutsutaan niin, koska niillä saavutetaan käytännössä kaksi keskeistä asiaa. Ne optimoivat osallistujien välisen viestinnän ja todennuksen samalla kun ne pystyvät pysymään toimivina vaikeasti synkronoitavissa ympäristöissä.
Kaikki viestintä on keskitetty johtajalle, jota kutsutaan ensisijaiseksi, ja kaikkia muita osallistujia kutsutaan jäljennöksiksi. Näkymän muutosprotokolla toteutetaan, kun johtava solmu epäonnistuu, ja seuraava pyöreän vihjeen osallistuja on uusi ensisijainen. Kaikilla osallistujilla on asianmukaiset tiedot kaikista osallistujista ja heidän allekirjoituksistaan paremman äänestyspäätöksenteon vuoksi.
Vaikka protokollalla on annettu käytännöllinen ratkaisu Bysantin vikaan, siinä on ollut suuri ongelma skaalautuvuuden kanssa. Haitallisen käytöksen sietämiseksi kaikkien osallistujien on tunnettava kaikki muut solmun osallistujat ja vaihdettava valtava määrä viestejä. Se on laskennallinen monimutkaisuus viestien vaihdossa.
Laajentuminen on myös haaste, koska osallistujan lisääminen on lähes mahdotonta. Jokainen pysyvästi poistuva osallistuja katsotaan ilkeäksi toimijaksi. Erittäin eloisat ja dynaamiset lohkoketjuekosysteemit saavuttaisivat hyvin nopeasti ⅓ rajan ja johtaisivat protokollan romahtamiseen.
Bysantin liittovaltion sopimuspöytäkirjat
Bysantin liittovaltion sopimuksen (FBA) pöytäkirjan mukaan päätösvaltaisuus jakautuu useisiin liittovaltion yksiköihin. Sillä on useita Bysantin kenraaleja, joista jokainen on vastuussa omasta koorumistaan. Se mahdollistaa tapahtumien merkittävän kasvun, alemman transaktiokustannusten ja viestienvaihdon määrän.
FBA-protokollan mukaan jokainen osallistuva solmu voi valita, keneen he haluavat luottaa. Se aiheuttaa vaikeuksia kaikille haitallisille toimijoille, koska heidän on vakuutettava suuri määrä kelvollisia solmuja sisällyttämään haitalliset solmut luotettujen luetteloonsa.
FBA on kasvattanut suosiotaan vuosien varrella ja houkutellut suuria lohkoketjunimiä. Merkittävimmät niistä ovat Ripple inc ja Stellar. Sybil-hyökkäykset ovat merkittävimpiä uhkia, etenkin Ripple-lohkoketjussa. Yksilöllisten solmuluetteloiden olemassaolo validaattoreille tarjoaa hyvän ratkaisun.
Delegoidun Bysantin vikasietoprotokollan suorituskyky
Delegoitu Bysantin vikasietoprotokolla (dBFT) noudattaa samaa suoritustyyliä kuin BFT. Se kuitenkin eroaa keskittämällä konsensuksen useisiin osallistujiin, mikä ratkaisee BFT:n skaalautuvuusongelmat. Pöytäkirja käyttää maineen käsitettä konsensuksen osallistujien valinnassa.
NEO on yksi parhaista dBFT-protokollan käyttäjistä. Sen käyttö on ollut melko vaimeaa vaarallisen turvallisuusuhan mahdollisuuden vuoksi. Haitallinen johtaja voi hyödyntää näkymänvaihtoprotokollaaan luodakseen deterministisen haarukan. He voivat sitten luoda 2 uutta lohkoa käyttämällä erilaisia viestejä, jolloin molemmat lohkot ovat kelvollisia ja osallistujien hyväksymiä, mikä luo kaksi eri tilaa verkkoon. Ratkaisu on hylätä kaikki viestit, jotka on luotu ennen näkymän muutosta.
Bysantin vikasietoisen ja valtuutetun vaarnan todistamisprotokollan suorittaminen
Lyhennettynä BFT-dPoS, hybridiprotokolla yhdistää tehokkaat Proof of Possession -protokollat BFT-protokollien turvallisuuteen. Pöytäkirjan mukaan jokainen tokenin haltija äänestää lohkotuottajaa, ja 21 eniten ääniä saanutta solmua kelpuutetaan. Jokaisella 21:stä on sitten kiinteä 0.5 sekunnin aikakehys lohkojen tuottamiseksi prosessin eteneessä aakkosjärjestyksessä.
EOSIO on yksi protokollaa käyttävistä lohkoketjuista. Se ylpeilee valtavista saavutuksista, kuten 3000 tapahtuman minuutissa kyvyistä ja BFT-suojaustasoista. Haittapuolena on rajoitus 21 lohkon luojaan, ja äänestykseen vaikuttavat hallussa olevat varat. Se mahdollistaa törmäyksen prosessin hallitsemiseksi.
Tekijän huomautus
Koorumiin perustuvat konsensusprotokollat ovat melko tuoreita verrattuna ei-koorumiin. Ne kuitenkin antavat panoksen, koska ne ratkaisevat bysanttilaisen vian ongelman ja mahdollistavat toimivuuden niin kauan kuin haitalliset solmut eivät muodosta verkon enemmistöä.
Niiden suorituskyky vaihtelee keskustelun protokollaluokan mukaan. BFT:t tarjoavat valtavia skaalautuvuusongelmia, kun taas FBA:t tarjoavat joitakin herkkyyttä Sybil-hyökkäyksille.
dBFT:t ratkaisevat skaalautuvuusongelman, mutta luomalla näkymänvaihtoprotokollan hyväksikäytön. BFT-dPoS tarjoaa parhaat ominaisuudet, mutta riskienhallinnan salaisen yhteistyön kautta. Päätösvaltaisuuteen perustuvien protokollien käytön odotetaan kuitenkin lisääntyvän, kun tilaan tulee lisää innovaatioita.
Lähde: https://crypto.news/the-performance-of-quorum-based-consensus-protocols-in-blockchain/