Proof-of-Stake Lease (LPOS) Consensus Algorithm and Waves-NG Protocol

Autor: Guy Brandon, přispěl Waves.

Síť Waves využívá konsenzuální algoritmus Lease-in-Proof-of-Stake (LPOS), který v kombinaci s protokolem Waves-NG umožňuje vysokou škálovatelnost a transakční propustnost sítě.


představit

Síť Waves byla spuštěna v roce 2016 s ICO, které získalo 30 000 bitcoinů v hodnotě přibližně 16 milionů dolarů. Projekt si klade za cíl vyvinout komplexní blockchainový ekosystém, který lze použít pro procesy obchodních transakcí. Obsahuje sady nástrojů pokrývající různé funkční požadavky, včetně snadného vytváření vlastních tokenů digitální měny, přímého psaní chytrých smluv a vestavěného dešifrování pro peer-to. -peer transakce Centralizované výměny (DEX), bezpečné a pohodlné způsoby interakce s dApps a webové služby poskytované zásuvným modulem prohlížeče Waves Keeper.


Škálovatelnost

Od začátku si Waves uvědomoval, že škálovatelnost je potřeba pro propagaci a používání většiny blockchainových projektů, a uvědomil si, že je třeba vyvinout příslušné technologie, aby se vyřešila omezení stávajících blockchainů. Například bitcoin má vysokou bezpečnost, ale relativně nízkou rychlost transakcí a může podporovat pouze asi 7 transakcí za sekundu (TPS). Bitcoin proto není dostatečně efektivní, aby se stal globální měnou. K dosažení tohoto cíle jsou implementována řešení založená na vrstvě 2, jako je bitcoinová Lightning Network. Waves má k této vrstvě odlišný přístup a nejprve se zaměřuje na škálovatelnost v řetězci a teprve poté zvažuje aplikace druhé vrstvy.


zůstatek nájmu

Původní algoritmus konsenzu společnosti Waves je založen na jednoduchém protokolu o prokázání sázky. Po ICO bylo distribuováno celkem 100 milionů tokenů WAVES a zásoba je také pevná: protože WAVE je token „PoW“, nedochází k inflaci. Proto validátoři bloků Waves (falšovatelé, jak se jim v ekosystému Waves často říká „těžaři“) dostávají transakční poplatky z bloků, které zpracovávají, ale žádné další odměny za bloky.

Systém Leaseable Proof-of-Stake (LPoS) byl plně spuštěn v květnu 2017 a protokol umožňuje uživatelům s klientem Waves lite (těm, kteří nepoužívají úplný uzel) pronajímat své tokeny WAVES těžebním uzlům. Pronajaté VLNY jsou uzamčeny v uživatelském účtu a nelze je převádět ani obchodovat. Kromě toho zůstávají tokeny plně pod kontrolou majitele účtu a lze je kdykoli po vypršení pronájmu zrušit. S ohledem na technickou režii spojenou s provozováním těžebního uzlu a nepřetržitým provozem online existuje relativně málo komunit Waves provozujících těžební uzly (seznam generátorů bloků lze nalézt na https://dev.pywaves.org/generators/ Check) .

Tokeny WAVES pronajaté těžařským uzlům lze použít ke zvýšení váhy těžaře a následně ke zvýšení šance těžaře na objevení dalšího bloku. Pronajatý systém proof-of-stake zlepšuje zabezpečení sítě minimálně dvěma způsoby. Za prvé, čím více tokenů WAVES se použije k ochraně sítě, tím lépe, protože útočníkovi ztíží nashromáždění počtu tokenů potřebných k provedení 51% útoku. Za druhé, tokeny WAVES jsou pronajímány těžebním uzlům ze studených peněženek uživatelů, ale samotné uzly (ty, které zůstávají online) mohou mít jen malý zůstatek. Vzhledem k tomu, že pronajaté prostředky nejsou převedeny na těžaře, může to výrazně snížit riziko útoků na tokeny WAVES uložené online.


Nová metoda konsenzu: Waves-NG

V prosinci 2017 WAVES dále upgradoval síť a spustil konsensus protokol Waves-NG. Jedná se o nový protokol založený na schématu Bitcoin NG, který vynalezl profesor IT Cornell Emin Gün Sirer.

Těžaři vybraní původním bitcoinovým protokolem jsou dohledatelní. Po přidání bloku do blockchainu těžaři mezi sebou soutěží o nalezení platné hash hodnoty pro další blok na základě aktuálního stavu blockchainu. Současně jsou nově vygenerované transakce vloženy do mempoolu, kde zůstanou nevyřízené, dokud je těžař neshromáždí a neověří.

Zatímco bitcoin i bitcoinový protokol NG jsou považovány za systémy odolné vůči byzantským chybám (BFT), druhý byl navržen v roce 2015 jako škálovatelná alternativa k jinému pracovnímu mechanismu. V systému Bitcoin-NG je předem vybrán další těžař, který vytvoří prázdný „blok klíče“ – tento blok je nakonec přidán do blockchainu. Malé bloky se nazývají „mikrobloky“ (skládající se z několika transakcí) a přidávají se k tomuto klíčovému bloku téměř v reálném čase. Použijeme-li analogii z každodenního života, je to jako přidat několik nákupních tašek (mikrobloků) do nákupního košíku (blok klíče) a poté celý košík vložit do pokladny (přidáno do blockchainové sítě). To znamená, že transakce mohou být přidány do blockchainu během několika sekund a jediné zpoždění, které může nastat, je to v síti. Společnost Waves upgradovala mechanismus proof-of-stake a vytvořila protokol Waves-NG, což bylo také poprvé, kdy byl protokol Bitcoin NG nakonfigurován do otevřeného veřejného blockchainu.

Dalšího zlepšení ekosystému je dosaženo prostřednictvím „MassTransfers“. Umožňuje provést až 100 převodů v jedné transakci a snižuje poplatky za zpracování. Na jednu stranu, aby bylo možné vyvážit rozšíření kapacity a pohodlí, MassTransfer omezuje každý MassTransfer na pouhých 100 txs, na druhou stranu také omezuje možnost odesílat velké množství nízkonákladových transakcí současně. Je-li požadováno větší množství převodních transakcí, lze postupně zadat více převodních transakcí MassTransfers.

Jinými slovy, uživatelé si mohou jednoduše zvolit MassTransfer jako alternativní způsob „odesílání transakcí“, který jim umožňuje přidat až 100 příjemců v jedné transakci. Kromě toho může být adresa příjemce poskytnuta prostřednictvím JSON nebo nahrána pomocí souboru CSV, což umožňuje přímo a efektivně provádět velké výsadky nebo týdenní platby uživatelům, kteří pronajímají tokeny WAVES těžebním uzlům. V kombinaci s Waves-NG umožňuje funkce MassTransfer extrémně vysokou propustnost v síti.

Pro vyhodnocení potenciální propustnosti nového protokolu byla na síti Waves provedena řada zátěžových testů. V říjnu 2018 byl na MainNet proveden velkoobjemový zátěžový test. Test ukazuje, že veřejný blockchain protokol (nejen omezený a kontrolovaný TestNet) může podporovat více než 6,1 milionů transakcí za 24 hodin v průměru 4 200 txs za minutu nebo 71 txs za sekundu, se špičkovou propustností až stovek transakcí. .


Shrnout

Lease Proof of Stake (LPOS) umožňuje běžným uživatelům bez technických znalostí pomáhat chránit síť Waves a pronajímat WAVES celým uzlům a zároveň ovládat tokeny WAVES. Waves-NG přitom dosahuje propustnosti až 100 TPS, což je řádově více než u mnoha blockchainů. Vzhledem k tomu, že těžařům není třeba vyplácet finanční odměny a tito nemusí nést vysoké účty za elektřinu a drahý hardware, jsou transakční poplatky velmi nízké.

Pro Waves byla vždy prioritou on-chain škálovatelnost, ale každý blockchain se může tímto způsobem škálovat kvůli požadovanému úložnému prostoru a šířce pásma. Vývojáři Waves věří, že současné řešení lze optimalizovat před další implementací škálovatelného řešení a schopnosti podporovat transakce až do 1 000 TPS. Waves v současné době zkoumá škálovací řešení druhé vrstvy zahrnující postranní řetězce, které by mohly podporovat zpracování velkých objemů transakcí v paralelních řetězcích a v konečném důsledku umožnit ochranu na hlavní síti Waves.