Uz kvorumu balstītu konsensa protokolu veiktspēja blokķēdē – crypto.news

Ja Blockchain būtu dzīvnieks, konsensa protokoli būtu tā skelets. Kā jebkura decentralizēta tīkla neaizstājama sastāvdaļa konsensa protokols ir atbildīgs par visu tīkla mezglu transakciju validāciju. Tas tiek darīts, nosakot pievienojamā bloka derīgumu, nodrošinot, ka visi mezgli ir vienojušies par to.

Kas ir uz kvorumu balstīti konsensa protokoli

Uz kvorumu balstīti konsensa protokoli blokķēdes telpā ir bijuši diezgan nikni. Bet kas tie ir? Vai tie piedāvā priekšrocības salīdzinājumā ar citiem konsensa protokoliem, kas nav balstīti uz kvorumu? Kā viņiem ir veicies?

Kvorums ir termins, ko plaši izmanto decentralizētās sistēmās. Tas attiecas uz minimālo balsu skaitu, kas nepieciešams sadalītajam darījumam, pirms darbību var izpildīt sadalītajā sistēmā. Vienprātības protokols ir definēts kā sistēma. regulē to, kas notiek konkrētā blokķēdē jebkurā brīdī.

Uz kvorumu balstīts konsensa protokols ir protokols, kurā pirms lēmuma par bloku pievienošanu tiek sasniegts minimālais balsu skaits. 

Galvenā atšķirība no citiem konsensa protokoliem 

Visiem konsensa protokoliem ir viena pamatprasība. Visiem mezglu dalībniekiem ir jāpieņem kolektīvs lēmums vai nu pieņemt vai noraidīt jauna bloka pievienošanu. Tomēr lēmuma pieņemšanas process ir papildu solis saskaņā ar protokoliem, kuru pamatā ir kvorums.

Uz kvorumu balstītiem konsensa protokoliem mezglu dalībnieki apmainās ar ziņojumiem ar divām galvenajām iniciatīvām. Pirmkārt, visiem mezgliem ir jāierosina bloks, ko var izdarīt tikai konsensa vadītājs. Otrais ir tīkla informēšana, ka dalībnieks ir pieņēmis lēmumu par bloku un to apstiprinājis. 

Vienprātība tiek panākta pēc tam, kad vadītājs ir ierosinājis bloku un lielākā daļa dalībnieku ir izlēmuši un apstiprinājuši piedāvāto bloku. 

Pārsvars pār nekvorumu balstītiem konsensa protokoliem

Uz kvorumu balstīti protokoli lepojas ar vienu būtisku atšķirību salīdzinājumā ar protokoliem, kas nav balstīti uz kvorumu. Tas ir, spēja turpināt darbības pat tad, ja daži pareizie iesaistītie mezgli neizdodas vai rīkojas ļaunprātīgi.

Galvenais iemesls, kāpēc vienprātība nav maznozīmīga, ir tas, ka ziņojumu pārraides un mezglu lēmumu pieņemšanas laikā var rasties kļūme. Iemesls var būt strāvas padeves pārtraukums vai ļaunprātīga rīcība, kā rezultātā tiek pazaudēti vai aizkavēti ziņojumi.

Šādas kļūmes pielaide tiek saukta par Bizantijas kļūdu toleranci. Šādi protokoli var izturēt avārijas kļūdas vai bizantiešu vainas. Avārijas kļūdas ir gadījumi, kad dalībnieki nereaģē vai neveic jaunu darbību, kad tiek izpildīts konsenss. 

Bizantijas kļūda attiecas uz neveiksmīgu dalībnieku, kas varētu būt ļaunprātīgs aģents. Šādam aģentam ir raksturīga nejauša uzvedība, kas atšķiras no noteiktajiem protokoliem, un jebkādu darbību veikšana. 

Maksimālais ļaunprātīgo mezglu skaits, ko var pieļaut kvoruma protokolā, ir ⅓ no visiem tīklā iesaistītajiem mezgliem. Kopā ir iekļauti gan godīgi, gan ļaunprātīgi mezgli.

Uz kvorumu balstītu protokolu izpilde

Lai novērtētu uz kvorumu balstītu konsensa protokolu veiktspēju, tos iedala un analizē trīs dažādās grupās.

Praktisko Bizantijas defektu tolerantu (BFT) protokolu izpilde

Protokoli tiek saukti tā, jo tie praktiski sasniedz divus galvenos jautājumus. Tie optimizē dalībnieku savstarpējo saziņu un autentifikāciju, vienlaikus saglabājot funkcionālus grūti sinhronizējamās vidēs. 

Visa saziņa tiek centralizēta uz vadītāju, ko sauc par primāro, un visi pārējie dalībnieki tiek saukti par replikām. Skata maiņas protokols tiek ieviests, ja vadošais mezgls neizdodas, un nākamais cirkulārās norādes dalībnieks ir jaunais primārais. Visiem dalībniekiem ir atbilstošas ​​zināšanas par visiem dalībniekiem un viņu parakstiem, lai labāk pieņemtu balsošanas lēmumus.

Sniedzot praktisku risinājumu bizantiešu vainai, protokolam ir bijusi liela problēma ar mērogojamību. Lai paciestu ļaunprātīgu uzvedību, visiem dalībniekiem ir jāzina visi pārējie mezgla dalībnieki un jāapmainās ar milzīgu skaitu ziņojumu. Tas rada skaitļošanas sarežģītību ziņojumu apmaiņai. 

Paplašināšana ir arī izaicinājums, jo dalībnieka pievienošana ir gandrīz neiespējama. Jebkurš dalībnieks, kurš atstāj neatgriezeniski, tiek uzskatīts par ļaunprātīgu dalībnieku. Ļoti dinamiskas un dinamiskas blokķēdes ekosistēmas ļoti ātri sasniegtu ⅓ robežu un izraisītu protokola sabrukumu.

Federālo Bizantijas nolīguma protokolu izpilde

Saskaņā ar Federatīvās Bizantijas nolīguma (FBA) protokolu kvorums.ir sadalīts vairākās federālajās vienībās. To dara vairāki bizantiešu ģenerāļi, no kuriem katrs ir atbildīgs par savu kvoruma daļu. Tas ļauj ievērojami palielināt darījumu skaitu, samazināt darījumu izmaksas un mazāku ziņojumu apmaiņas skaitu. 

Saskaņā ar FBA protokolu katram iesaistītajam mezglam ir dota iespēja izvēlēties, kam viņi vēlas uzticēties. Tas rada grūtības jebkuram ļaunprātīgam dalībniekam, jo ​​viņiem ir jāpārliecina liels skaits derīgu mezglu iekļaut ļaunprātīgos mezglus savā uzticamo sarakstā.

FBA gadu gaitā ir ieguvusi lielāku popularitāti, piesaistot lielus blokķēdes nosaukumus. Visievērojamākie ir Ripple inc un Stellar. Sybil uzbrukumi ir visievērojamākie draudi, jo īpaši Ripple blokķēdei. Labu risinājumu piedāvā unikālo mezglu sarakstu esamība validētājiem.

Deleģētā Bizantijas defektu tolerances protokola izpilde

Deleģētajam Bizantijas defektu tolerantajam protokolam (dBFT) ir tāds pats izpildes stils kā BFT. Tomēr tas atšķiras, centralizējot vienprātību vairākos dalībniekos, tādējādi atrisinot BFT mērogojamības problēmas. Protokolā konsensa dalībnieku izvēlei izmantots reputācijas jēdziens.

NEO ir viens no labākajiem spēlētājiem ar dBFT protokolu. Tā izmantošana ir bijusi diezgan vāja, jo pastāv bīstamu drošības apdraudējumu iespējamība. Ļaunprātīgs vadītājs var izmantot savu skatu maiņas protokolu, lai izveidotu deterministisku dakšiņu. Pēc tam viņi var izveidot 2 jaunus blokus, izmantojot dažādus ziņojumus, un abi bloki ir derīgi un dalībnieki tos akceptē, izveidojot divus dažādus stāvokļus tīklā. Risinājums ir atmest visus ziņojumus, kas ģenerēti pirms skata maiņas.

Bizantijas kļūmju toleranta un deleģētā likmes apliecināšanas protokola izpilde

Saīsināts kā BFT-dPoS, hibrīda protokols apvieno augstas veiktspējas Proof of Possession protokolus ar BFT protokolu drošību. Saskaņā ar protokolu katrs marķiera turētājs balso par bloka ražotāju, un kvalificējas 21 mezgls ar visvairāk balsu. Katram no 21 ir fiksēti 0.5 sekunžu laika periodi, lai izveidotu blokus, un process notiek alfabētiskā secībā.

EOSIO ir viena no blokķēdēm, kas izmanto protokolu. Tas lepojas ar milzīgiem sasniegumiem, piemēram, 3000 transakciju minūtē spējām un BFT drošības līmeņiem. Trūkums ir ierobežojums līdz 21 bloka izveidotājam, un balsošanu ietekmē turētie aktīvi. Tas pieļauj sadursmi, lai kontrolētu procesu.

Autora piezīme

Uz kvorumu balstītie konsensa protokoli ir diezgan nesen, salīdzinot ar tiem, kuriem nav kvoruma. Tomēr tie ir ļoti noderīgi, jo tie atrisina bizantiešu kļūmju problēmu un ļauj darboties tik ilgi, kamēr ļaunprātīgi mezgli neveido tīkla lielāko daļu.

To veiktspēja atšķiras atkarībā no diskusiju protokola klases BFT piedāvā milzīgas mērogojamības problēmas, savukārt FBA piedāvā dažas jutīgas pret Sybil uzbrukumiem. 

dBFT atrisina mērogojamības problēmu, taču izveido skatu maiņas protokola izmantošanu. BFT-dPoS piedāvā labākās iespējas, taču nodrošina riska kontroli, izmantojot slepenas vienošanās. Tomēr sagaidāms, ka kvoruma protokolu izmantošana pieaugs, jo telpā tiks ieviests vairāk jauninājumu.