Proof-of-Stake Lease (LPOS) コンセンサス アルゴリズムと Waves-NG プロトコル
著者: Guy Brandon、Waves による寄稿。
Waves ネットワークは、Lease-in-Proof-of-Stake (LPOS) コンセンサス アルゴリズムを使用しており、Waves-NG プロトコルと組み合わせることで、ネットワークの高いスケーラビリティとトランザクション スループットを実現します。
導入
Waves ネットワークは 2016 年に ICO で開始され、約 1,600 万ドル相当の 30,000 ビットコインを調達しました。このプロジェクトは、ビジネストランザクションプロセスに使用できる包括的なブロックチェーンエコシステムを開発することを目的としており、カスタムデジタル通貨トークンの簡単な作成、スマートコントラクトの直接書き込み、ピアツーの組み込み復号化など、さまざまな機能要件をカバーするツールキットが含まれています。 -ピア トランザクション: 集中型取引所 (DEX)、dApp と対話するための安全かつ便利な方法、および Waves Keeper ブラウザ プラグインによって提供される Web サービス。
スケーラビリティ
Waves は当初から、ほとんどのブロックチェーン プロジェクトの推進と使用にはスケーラビリティが必要であることを認識しており、既存のブロックチェーンの制限を解決するには関連テクノロジーを開発する必要があることを認識していました。たとえば、ビットコインは高いセキュリティを備えていますが、トランザクション速度が比較的遅く、1 秒あたり約 7 トランザクション (TPS) しかサポートできません。したがって、ビットコインは世界通貨になるほど効率的ではありません。この目標を達成するために、ビットコインのライトニング ネットワークなどのレイヤー 2 ベースのソリューションが実装されています。 Waves はこのレイヤーに対して異なるアプローチを採用しており、第 2 レイヤーのアプリケーションを検討する前に、まずオンチェーンのスケーラビリティに焦点を当てています。
リース残高
Waves の独自のコンセンサス アルゴリズムは、シンプルなプルーフ オブ ステーク プロトコルに基づいています。 ICO 後に合計 1 億の WAVES トークンが配布されましたが、供給量も固定されています。WAVE は「PoW」トークンであるため、インフレはありません。したがって、Waves ブロックバリデーター (Waves エコシステムでは「マイナー」と呼ばれることが多いため、偽造者) は、処理するブロックからトランザクション手数料を受け取りますが、追加のブロック報酬は受け取りません。
Leaseable Proof-of-Stake (LPoS) システムは 2017 年 5 月に完全に開始され、このプロトコルにより、Waves lite クライアントを使用するユーザー (フルノードを実行していないユーザー) が WAVES トークンをマイニング ノードにリースできるようになります。レンタルした WAVE はユーザーのアカウントにロックされ、譲渡したり取引したりすることはできません。さらに、トークンはアカウント所有者によって完全に管理されたままであり、リースの有効期限が切れた後はいつでもキャンセルできます。マイニング ノードの実行と 24 時間年中無休のオンラインに関連する技術的オーバーヘッドを考慮すると、マイニング ノードを実行している Waves コミュニティは比較的少数です (ブロック ジェネレーターのリストは https://dev.pywaves.org/generators/ Check で見つけることができます)。 。
マイニング ノードにリースされた WAVES トークンを使用すると、マイナーの重みが増加し、その結果、マイナーが次のブロックを発見する可能性が高まります。リースされたプルーフ オブ ステーク システムは、少なくとも 2 つの方法でネットワークのセキュリティを向上させます。まず、ネットワークの保護に使用される WAVES トークンが多ければ多いほど、攻撃者が 51% 攻撃を実行するために必要なトークンの数を蓄積することが難しくなるため、より効果的です。第二に、WAVES トークンはユーザーのコールド ウォレットからマイニング ノードにリースされますが、ノード自体 (オンラインに残っているノード) には少額の残高しかない可能性があります。リース資金はマイナーに転送されないため、オンラインに保存されている WAVES トークンに対する攻撃のリスクを大幅に軽減できます。
新しいコンセンサス手法: Waves-NG
2017 年 12 月、WAVES はネットワークをさらにアップグレードし、Waves-NG コンセンサス プロトコルを開始しました。これは、コーネル大学 IT 教授エミン ギュン シラーによって発明された、ビットコイン NG スキームに基づく新しいプロトコルです。
オリジナルのビットコインプロトコルによって選択されたマイナーは追跡可能です。ブロックがブロックチェーンに追加されると、マイナーはブロックチェーンの現在の状態に基づいて次のブロックの有効なハッシュ値を見つけるために互いに競合します。同時に、新しく生成されたトランザクションはメモリプールに置かれ、マイナーがトランザクションを収集して検証するまで保留状態になります。
ビットコインとビットコイン NG プロトコルはどちらもビザンチン フォールト トレラント (BFT) システムとみなされますが、後者は別の動作メカニズムに代わるスケーラブルな代替手段として 2015 年に提案されました。 Bitcoin-NG システムでは、次のマイナーが事前に選択され、空の「キー ブロック」を作成します。このブロックは最終的にブロックチェーンに追加されます。小さなブロックは「マイクロブロック」（複数のトランザクションで構成される）と呼ばれ、ほぼリアルタイムでこのキー ブロックに追加されます。日常生活に例えると、これはショッピング カート (キー ブロック) にいくつかの買い物袋 (マイクロ ブロック) を追加し、完成したカートをレジに押し出す (ブロックチェーン ネットワークに追加される) ようなものです。これは、トランザクションを数秒でブロックチェーンに追加でき、発生する可能性のある遅延はネットワーク上でのみであることを意味します。 Waves は、プルーフ・オブ・ステーク メカニズムをアップグレードして Waves-NG プロトコルを作成しました。これは、ビットコイン NG プロトコルがオープンなパブリック ブロックチェーンに構成された初めてのことでもありました。
エコシステムのさらなる改善は、「MassTransfers」を通じて実現されます。 1 回のトランザクションで最大 100 回の送金を実行でき、処理手数料が削減されます。一方で、容量拡張と利便性のバランスをとるために、MassTransfer は各 MassTransfer を 100 tx に制限します。その一方で、同時に大量の低コストのトランザクションを送信する機能も制限されます。大量の転送トランザクションが必要な場合は、複数の MassTransfers 転送トランザクションを順番に送信できます。
言い換えれば、ユーザーは「トランザクションの送信」の代替方法として MassTransfer を選択するだけで済み、1 回のトランザクションで最大 100 人の受取人を追加できます。さらに、受信者のアドレスを JSON 経由で提供したり、CSV ファイルを使用してアップロードしたりできるため、マイニング ノードに WAVES トークンをレンタルするユーザーに対して、大規模なエアドロップや毎週の支払いを直接かつ効率的に実行することが可能になります。 MassTransfer 機能を Waves-NG と組み合わせると、ネットワーク上で非常に高いスループット レートが可能になります。
新しいプロトコルの潜在的なスループットを評価するために、Waves ネットワーク上で多数のストレス テストが実行されました。 2018 年 10 月に、MainNet で大容量ストレス テストが実施されました。このテストでは、パブリック ブロックチェーン プロトコル (制限され管理された TestNet だけでなく) が、平均 4,200 txs/分または 71 txs/秒で、24 時間で 610 万件以上のトランザクションをサポートでき、ピーク スループットは最大数百件のトランザクションであることが示されています。 。
要約する
Lease Proof of Stake (LPOS) を使用すると、技術的な専門知識を持たない一般ユーザーでも、WAVES トークンを制御しながら Waves ネットワークを保護し、フルノードに WAVES をレンタルできます。同時に、Waves-NG は最大 100 TPS のスループットを達成します。これは、多くのブロックチェーンよりも桁違いに高いです。マイナーに金銭的報酬を支払う必要がなく、マイナーは高額な電気代や高価なハードウェアを負担する必要がないため、取引手数料は非常に低くなっています。
Waves にとって、オンチェーンのスケーラビリティは常に優先事項でしたが、必要なストレージ スペースと帯域幅により、どのブロックチェーンでもこのように拡張できます。 Waves の開発者は、スケーラブルなソリューションと最大 1,000 TPS のトランザクションをサポートする機能をさらに実装する前に、現在のソリューションを最適化できると考えています。 Waves は現在、サイドチェーンを含む第 2 層のスケーリング ソリューションを検討しています。これにより、パラレル チェーンでの大量のトランザクションの処理がサポートされ、最終的には Waves メインネットでの保護が可能になります。
