Usaldus ja turvalisus on plokiahela tehnoloogia jaoks üliolulised ning BFT (Bütsantsi veataluvuse) konsensusmehhanism on plokiahela ohutuse keskmes.
BFT tagab, et plokiahelad jätkavad töötamist, isegi kui mõned võrgus osalejad on ebausaldusväärsed või pahatahtlikud. Mis on BFT, kuidas see töötab ja miks on see plokiahela tehnoloogia jaoks nii oluline?
Mis on Bütsantsi veataluvus?
Bütsantsi tõrketaluvus viitab võrgu või süsteemi võimele jätkata toimimist isegi siis, kui mõned komponendid on vigased või rikkis.
BFT-süsteemiga jätkavad plokiahelavõrgud toimimist või kavandatud tegevuste elluviimist seni, kuni enamik võrgus osalejaid on usaldusväärsed ja ehtsad. See tähendab, et üle poole või kaks kolmandikku plokiahela võrgu sõlmedest peavad nõustuma tehingu kinnitamisega ja selle plokki lisamisega.
Selleks, et ohustatud sõlmed tekitaksid Bütsantsi tõrketaluvusega plokiahelas pahatahtlikkust, peavad need olema enamuses. See pahatahtlikkus võib olla topeltkulutamise näol, a
51% rünnak, a Sybil rünnak, ja nii edasi.Bütsantsi tõrketaluvus plokiahela tehnoloogias pärineb Bütsantsi üldisest probleemist, mille algatasid Leslie Lamport, Marshall Pease ja Robert Shostak. See kontseptsioon sai silmapaistvaks, kui nad avaldasid paberi koos koopiaga hostib Microsoft, nimega "Bütsantsi kindralite probleem (PDF)' 1982. aastal.
Lamport, Pease ja Shostak kirjeldasid juhtumit, kus Bütsantsi armee kindralid telkisid väljaspool vaenlase linna. Igal kindralil oli oma armee ja ta pidi suhtlema ja tegema ühehäälse otsuse, kas rünnata või taanduda.
Probleemiks oli ühistegevuse elluviimine mõne kompromiteeritud kindrali keskel. Seda dilemmat nimetati Bütsantsi veaks ja kui süsteem selle probleemiga edukalt lahendab, siis väidetakse, et see on Bütsantsi tõrketaluv.
Seejärel rakendati Bütsantsi tõrketaluvuse kontseptsiooni krüptoraha plokiahela võrgus. Krüptoruumis on kindralid sõlmed, mis kinnitavad krüptotehinguid.
Kuidas Bütsantsi veataluvus töötab?
Detsentraliseeritud võrgud rakendavad Bütsantsi tõrketaluvust konsensusreeglite või protokollide kaudu. Kõik võrgu sõlmed peavad järgima neid protokolle või algoritme, kui nad soovivad osaleda tehingute valideerimises ja töötlemises.
Tehingu kinnitamiseks, töötlemiseks ja kasvavasse plokki lisamiseks peavad enamik sõlmedest nõustuma, et tehing on võrgu konsensusalgoritmi kaudu autentne. Bitcoini, Ethereumi ja muude töötõendite (PoW) ja osaluse tõendamise (PoS) plokiahelad kasutavad BFT algoritme.
PoW konsensusalgoritmis lahendavad võrgu kaevurid krüptograafilisi mõistatusi, et kinnitada ja luua tehinguid salvestavaid plokke. Kaevur, kes mõistatused esimesena lahendab, võidab õiguse lisada tehing kasvavasse plokki ja teenida plokipreemia. Kuid kaevandaja peab ploki lisamiseks avaldama tõendi, et nad lahendasid mõistatuse.
PoW plokiahelate kaevandamisprotsess nõuab kalleid arvuteid või kaevandusplatvorme. See kõrge hind ei motiveeri kaevureid valeteavet jagamast, sest teised osalejad lükkaksid selle tagasi. See vähendab ka tõenäosust, et pahatahtlikud osalejad saavad kontrolli enamiku süsteemi sõlmede üle.
Samal ajal peate PoS-i konsensusmehhanismi puhul seda tegema panustada teatud kogus krüptomärke tehingu kinnitamise õiguse teenimiseks. Seejärel, kui võrguprotokoll teid valib, saate lisada tehingu kasvavasse plokki ja teenida ploki preemia.
PoS-süsteemid lahendavad Bütsantsi rikkeid erinevate meetoditega. Näiteks kasutab Ethereum Casperi algoritmi, mis nõuab plokkide osas konsensuse saavutamiseks vähemalt kahte kolmandikku sõlmedest. Lõppkokkuvõttes vajavad PoS-süsteemid enamikku sõlmedest, et enne nende lisamist plokkide osas kokku leppida.
Need plokiahelad kasutavad BFT konsensusalgoritme, et seista vastu vähemuses olevatele sõlmedele, mis konsensusega ei nõustu. Nii saab plokiahela võrk jätkata oma funktsiooniga, lükates tagasi vigased või ebaausad tehingud.
Bütsantsi tõrketaluvuse roll plokiahela tehnoloogias
Plokiahela tehnoloogia tugineb Bütsantsi veataluvusele järgmistel põhjustel:
- BFT hoiab plokiahela võrgustikku pidevalt funktsionaalsena, isegi kui mõned sõlmed on eriarvamusel.
- See hoiab võrgu turvalisena, vältides pahatahtlikkust, mis võib avalduda 51% rünnaku (või Sybili rünnakute) või topeltkuluna.
Bütsantsi tõrketaluvuse piirangud
Bütsantsi tõrketaluvus on toonud plokiahelatööstusele tohutut kasu. Siiski on süsteemil endiselt probleeme, eriti praktilise Bütsantsi tõrketaluvusega konsensusalgoritmiga (pBFT).
Praktiline Bütsantsi tõrketaluvus on algse Bütsantsi veataluvuse optimeeritud vorm. pBFT töötab asünkroonse süsteemi kaudu, mis koosneb esmasest juhtsõlmest ja muudest varusõlmedest. Selles süsteemis ei saa pahatahtlikke sõlme olla rohkem kui ausaid sõlmi, tavaliselt mitte kuni üks kolmandik. Sõlmed suhtlevad alati omavahel tagamaks, et enamik sõlmedest (ausamad) nõustuks võrgu olekus.
Mõned pBFT piirangud hõlmavad järgmist:
- Kõrge side: funktsionaalsuse säilitamiseks vajab süsteem sõlmede vahel kõrgendatud sidet. See protsess on aeganõudev ja põhjustab mastaapsuse probleeme.
- Skaalautuvuse probleemid: pBFT-l on probleeme skaleeritavusega, eriti väga ulatuslike võrkude puhul.
- Madal turvalisus: pBFT on altid Sybili rünnakutele, kus üks võrgusõlm teeskleb, et 51% teistest sõlmedest domineerib võrgus ja põhjustab pahatahtlikkust.
Kuus populaarset BFT plokiahelapõhist platvormi
Siin on mõned plokiahelad, mis integreerivad Bütsantsi tõrketaluvuse mehhanisme.
1. Bitcoin
Bitcoin lisab oma võrku Bütsantsi tõrketaluvuse töö konsensuse protokolli kaudu. Plokiahela PoW konsensusalgoritm annab kõigile plokiahela sõlmedele ülesandeks kontrollida andmestruktuuri, ploki suurust, ploki ajatemplit, ploki päise räsi ja esimest tehingut kõigi andmetega. Seda protsessi nimetatakse andmete räsimiseks, kasutab arvutusvõimsust.
2. Ethereum
Varem PoW-i kasutanud, Ethereumi plokiahel on üle läinud PoS-süsteemile mis lahendab selle Bütsantsi probleemid. Võrguvalidaatorid panustavad oma Etheri märgidesse ja protokoll valib ausad valideerijad, kes töötlevad tehinguid, valideerivad plokke ja hääletavad keti juhi poolt. Protokoll sunnib panustajaid olema aus, muutes võrgu ründamise ülemäära kulukaks.
3. EOS
EOSIO plokiahel saavutab konsensuse asünkroonse bütsantsi tõrketaluva (aBFT) kihi ja delegeeritud panuse tõendamise (DPoS) kihi kaudu. ABFT kiht kinnitab iga tehinguplokki, kuni see on viimane pöördumatu plokk (LIB). Seejärel kinnitab DPoS kiht LIB lõpliku pöördumatu plokina.
4. Ripple
Ripple ei kasuta PoW ega PoS konsensusmehhanisme. Selle asemel kasutab see Bütsantsi tõrketaluvusega konsensusmehhanismi XRP Ledger Consensus Protocol. Plokiahel jätkab normaalset toimimist, kui ebausaldusväärseid valideerijaid on vähem kui 20% kõigist validaatoritest. See süsteem hoiab ära topeltkulutamise ja parandab plokiahela terviklikkust.
5. Kadena
Kadena kasutab plokkide kinnitamiseks ScalableBFT konsensusmehhanismi. Plokiahel ühendab Bitcoini PoW süsteemi detsentraliseeritud mitme paralleelse plokiahela konsensuse muutmisega mehhanismid, mis on energiatõhusad, skaleeritavad ja turvalised ning pakuvad palju paremat väljundit kui Bitcoin süsteem. See seadistus, mida nimetatakse "Chainwebiks", võimaldab Kadenal sooritada kuni 480 000 tehingut sekundis (TPS), kusjuures samaaegselt töötab 20 ketti.
6. Kvoorum
Quorumi krüptosüsteemi konsensusmehhanism on Istanbuli bütsantsi tõrketaluvuse (IBFT) konsensusmehhanism. QuorumChain delegeerib hääleõiguse sõlmede (validaatorite) kogumile; üks sõlm tehakse ettepaneku tegijaks ploki kinnitamise algatamiseks, samas kui teised sõlmed kinnitavad ploki. Kui rohkem kui 1/3 kogumi sõlmedest käituvad valesti, siis plokki ei sisestata.
Bütsantsi tõrketaluvuse tulevik on helge
Seni kuni krüptovaluutad ja plokiahela tehnoloogia eksisteerivad, on olemas ka Bütsantsi veataluvus ja muud konsensusmehhanismid. Kuid need mehhanismid arenevad tõenäoliselt edasi.
Algselt integreeris Ethereum BFT-d, kasutades PoW-d, kuid Ethereum lülitus PoW-lt PoS-ile ja värskendas oma BFT-algoritmi. Samuti näete aja jooksul üha uusi ja paremaid süsteeme. Pidage meeles, et krüptoruum areneb pidevalt.