Autors: Ričards Reds
Blokķēdes konsensa mehānisms tiek izmantots, lai nodrošinātu dalībnieku vienošanos par blokķēdes pašreizējo stāvokli. Konsensa mehānisms nosaka, kuri mezgli var pievienot jaunus darījumu blokus, un viens no tā galvenajiem mērķiem ir nodrošināt, lai blokķēde netiktu pārrakstīta.
Darba apliecinājuma vienprātība (POW)
Blokķēdes ar vienprātību par darba pierādījumu (piemēram, Bitcoin) var izveidot tikai kalnrači, kuri izvieto aparatūru un izdomā, kā efektīvi atrisināt konkrētu matemātisko problēmu. Katru reizi, kad kalnracis pabeidz derīgu minējumu, blokķēdes tīkls var pieņemt viņa izveidoto bloku. Lai gan kalnrači var izvēlēties jebkuru ķēdi, kurā veikt aprēķinus, tīkls kā likumīgu pieņem tikai to ķēdi, kurā ir visvairāk darba pierādījumu (t.i., visvairāk jaucēju vai aprēķinu). Tas nozīmē, ka kalnrači tiek mudināti veikt raktuves garākajā ķēdē, un, atklājot jaunu bloku, kas ir derīgs, viņi mēģinās rast risinājumu, kā izveidot jaunu bloku.
Grūtības ar blokķēdes pārrakstīšanu ir saistītas ar tās kā finanšu darījumu reģistrēšanas virsgrāmatas lomu. Ja blokā parādās darījums, kas sūta līdzekļus uz maku, un šim blokam ir uzcelti citi bloki (apstiprināti), bloku (darījumu) nevarēs pārrakstīt.
Ja entītija kontrolē pietiekami daudz jaukšanas jaudas, lai uzbruktu “īstajai ķēdei”, tā var pārrakstīt (vai rekonstruēt) blokķēdi, pārbūvējot “vecos” blokus, lai aizstātu jaunākos blokus. Šeit ir īss apraksts par šāda veida uzbrukumu, kas pazīstams arī kā 51% uzbrukums:
Uzbrucējs vispirms nogulda līdzekļus biržā, darījums tiek ierakstīts blokā X, un pēc tam uzbrucējs sāk patstāvīgi veidot citu paralēlu ķēdi (nepārraidot bloku tīklā). Kad tiek sasniegts nepieciešamais apstiprinājumu skaits depozīta darījumam, uzbrucējs konvertēs žetonus citās valūtās un izņems tos no biržas. Kad izņemšanas darījums ir pabeigts, uzbrucējs atbrīvo neatkarīgi konstruētu paralēlu ķēdi, un, ja šai blokķēdei ir vairāk PoW (bloku) nekā sākotnējā ķēdē, tīkls to pieņems kā likumīgu ķēdi, savukārt sākotnējā blokķēde ( (kas satur uzbrucēja ķēdi papildināšanas darījums) kļūs par vēsturisku versiju un pazudīs. Pēc tam uzbrucējs var atkal izmantot žetonus.
Tā kā kalnrači ir vienīgās vienības, kas var pievienot blokus tieši blokķēdei PoW līdzīgās kriptovalūtās, tas viņiem piešķir svarīgu lomu pārvaldībā. Ja vienprātības noteikumi ir jāmaina blokķēdes tīklā, tie ir jāatbalsta ar lielāko daļu jaukšanas aprēķina piemēru. "Mīkstajai dakšai" ir nepieciešams pietiekami daudz kalnraču, lai atkārtoti identificētu jaunos vienprātības noteikumus, lai lietotāji varētu veikt darījumus un sagaidīt, ka viņu darījumi tiks apstrādāti pareizi un darījumu dati tiks iesaiņoti blokos. "Cietā dakša" sadalīs sākotnējo blokķēdes tīklu divās daļās, un lielākā daļa kalnraču pieņem, ka "ķēde ar darba PoW ir pareizā ķēde", un kalnračiem būs tiesības izlemt, kura ķēde tiek uzskatīta par likumīgu.
Pierādījums par stabu vienprātību (POS)
Vienprātības pierādīšana ir vēl viena metode, kā izlemt, kuri kalnrači var pievienot jaunus blokus un pārbaudīt blokķēdes pašreizējo stāvokli. Problēmas risināšana, izmantojot pierādījumus par likmi, nevis konkurenci starp kalnračiem, nosaka nākamo bloku ražotāju, izmantojot kādu mehānismu, pamatojoties uz marķieru (vai "likmju") skaitu makā. Vienprātības process ir balstīts uz principu, ka tie, kuriem ir vislielākās intereses, pieņems atbildīgus un saprātīgus lēmumus par visu tīklu.
Vienprātība par likmju pierādīšanu novērš nepieciešamību pēc energoietilpīgām kalnrūpniecības darbībām, taču ievērojamu enerģijas izdevumu trūkums rada vēl vienu problēmu, ko dažreiz sauc par "neatbilstību", piemēram, viltus POS (tā vietā bieži tiek izmantota "kalšana". "ieguve") tiks iegūta abās ķēdēs atsevišķi, jo citas ķēdes izveides izmaksas ir ļoti mazas, tāpēc viņi var gūt peļņu abās ķēdēs vienlaikus. Tā ir problēma blokķēdes tīkliem, jo konsensa mehānisma mērķis ir tikai atzīt, ka pastāv viena likumīga ķēde, un tikai atzīt likumīgās ķēdes statusu.
Likmes pierādīšanai ir dažas citas problēmas ar marķiera izplatīšanu. PoW kalnračiem ir augstas izmaksas (aparatūra, elektrība), un parasti viņiem ir jāpārdod liela daļa iegūto žetonu, lai segtu šīs izmaksas. Tāpēc daudzas iegūtas monētas var iegādāties tirgū, un kalnrači tās neuzkrāj. Viltošanas izmaksas, kas apliecina, ka tiek pierādīta likme, ir ļoti zemas, un viņiem nav jāpārdod iegūtie marķieri, lai uzturētu tīkla darbību. Lielās ieinteresētās personas, kas piedalās likmju pierādīšanā, mēdz palielināt savu apgrozībā esošo žetonu daļu, jo tās iekasē no tīkla lietotājiem lielas atlīdzības un darījumu maksas. Tas ir pielīdzināts feodālismam, kad tīkls pieder un to kontrolē lieli žetonu turētāji, un lietotājiem ir jāmaksā viņiem maksa par to izmantošanu. Spēkā POS daži ierobežojumi parasti tiek noteikti, lai parastie lietotāji nevarētu tieši piedalīties vienprātībā par likmju pierādīšanu.
Hibrīds PoW/PoS
Hibrīda darba pierādīšanas un likmes pierādīšanas sistēmas mērķis ir apvienot abu stiprās puses un līdzsvarot otra vājās puses. Decred ir viena no nedaudzajām kriptovalūtām, kas izmanto PoW un PoS konsensa mehānismu sajaukumu un integrē tos, lai izveidotu daudzfaktoru un hibrīda konsensa mehānismu.
Savā ziņā "Masternode monētas" ir arī hibrīdmehānismi, jo tām ir atpazīstams darba pierādījuma komponents, kas pilda līdzīgu lomu kā Bitcoin, ar papildu lomu kā īpašs mezgls. Šajos īpašajos mezglos parasti ir arī noteikts daudzums marķieru kā nodrošinājums, lai pierādītu, ka tiem var uzticēties un ka tie ir tīkla interesēs, līdzīgi kā likmes pierādījuma mehānisms. Dash ir oriģinālais masternode marķieris un šo modeli sauc par pakalpojuma apliecinājumu. Šajā rakstā galvenā uzmanība ir pievērsta komponentiem ar hibrīda likmes apliecinājumu, tāpēc tajā netiks apspriests marķieru klāsts, ņemot vērā masternode pilnvaras vai pakalpojuma apliecinājumu.
Decred PoW komponents ir līdzīgs citiem PoW projektiem un izmanto jaucējfunkciju Blake-256. Decred PoS komponents un veids, kā tas veido blokķēdi, ir diezgan unikāls un ir pelnījis papildu skaidrojumu.
Lai piedalītos Decred dalības pierādīšanā, īpašniekiem ir jābloķē savs DCR un jāiegādājas “biļetes”. Atsevišķu biļešu cena tiek noteikta ar tirgum līdzīgu mehānismu, sistēmas mērķis ir iegūt noteiktu biļešu skaitu (40 960) - ja tiek pārsniegts mērķa skaits, cena pieaug, ja skaits netiek sasniegts, cena samazinās. Kad lietotājs iegādājas biļeti, viņa izmantotais DCR tiek bloķēts (t.i., viņš nevar to iztērēt), un bloķēšanas periods ilgst līdz brīdim, kad par viņa biļeti tiek nobalsots ar pseidogadījuma funkcijas izsaukumu vai līdz tās derīguma termiņš beidzas aptuveni pēc 142 dienām. Tas rada alternatīvās izmaksas PoS mehānismam — veids, kā nodrošināt, ka PoS vēlētāji gūst godīgu priekšstatu par spēli un rīkojas tīkla interesēs.
PoS dalībnieki (pazīstami arī kā vēlētāji vai ieinteresētās personas) var pildīt trīs dažādas lomas: atteikties balsot, balsot par izmaiņām konsensa noteikumos un balsot par projekta līmeņa pārvaldību, izmantojot Politeia reitingu sistēmu. Pirmā loma "atteikties balsot" ir vistiešākais veids, kā PoS vēlētāji var piedalīties vienprātības uzturēšanā.
Balsojiet blokā
Kad PoW kalnrači atrod derīgu bloku, viņi to pārraida tīklā, un, lai bloku uzskatītu par derīgu, blokā ir jābūt vismaz 3 no 5 nejauši izvēlētajām balsīm. PoS vēlētājiem ir jātur atvērti maki, un viņiem ir jāatbild (vai jāaicina balsošanas pakalpojumu sniedzējs pārstāvēt viņus), kad tiek izsauktas viņu balsis. Kad noteikta POS biļete tiek izsaukta balsošanai un atbildei, tās īpašnieks saņems atlīdzību.
Kad tiek izsauktas biļetes, viņi balso par iepriekšējā bloka parastajiem darījumiem, izvēloties tos pieņemt vai noraidīt. Tīkla mezgli neuzskatīs jaunu bloku par derīgu, kamēr tas nesaņems vismaz 3 balsis. Ja lielākā daļa biļešu atsakās balsot par darījumu iepriekšējā blokā, tās tiks atgrieztas atmiņā. Šie regulārie darījumi ietver atlīdzību PoW kalnračiem, bet ne PoS vēlētājiem.
Tāpēc PoS vēlētājiem ir tiesības atņemt kalnračiem viņu atlīdzību, neietekmējot viņu pašu peļņu. Tas ierobežo PoW kalnraču spēkus un neļauj tiem pārkāpt tīkla vienprātības noteikumus, par kuriem jābalso ieinteresētajām personām. Faktiski, ja tiek atklāta ļaunprātīga vai neefektīva rīcība, PoS vēlētāji var "veto" šo ļaunprātīgo kalnraču darbību, izmantojot balsis. Tādā veidā ļaundabīgie PoW kalnrači tiek novērsti no darījumiem un nelikumīgu atlīdzību saņemšanas.
Šis PoS verifikācijas slānis var ievērojami uzlabot tīkla drošību un aizsargāt pret lielāko daļu uzbrukumu. Izplatītākā metode, ko izmanto lielākajā daļā dubulto izdevumu uzbrukumu, ir pārrakstīt blokķēdi, aizstājot esošo ķēdi ar privātu un slepenu ieguvi, pēc tam publicēt to pēc kāda laika un anulēt darījumus "vecajā" ķēdē (t.i., tie var veikt dubultu maksājumu). ). Tā kā Decred bloki pieprasa nejauši atlasītu biļešu ievadi, lai tos uzskatītu par derīgām, un PoW kalnrači nevar izveidot blokus, kamēr nav saņemta šī ievade, PoW kalnračiem nav iespējams veikt raktuves slepeni, ja vien viņi arī nekontrolē lielāko daļu biļešu (skatiet rakstu tālāk). .
Hibrīda PoW/PoS mehānisma dizains var ievērojami palielināt tīkla uzbrukumu izmaksas, jo uzbrucējiem vienlaikus ir jāapiet divas neatkarīgas sistēmas. It īpaši, ja PoS komponents ir konfigurēts tā, lai biļetes iegūtu tikai lēni. Vienā blokā var iegādāties tikai ierobežotu skaitu biļešu, un liela biļešu skaita iegāde var izraisīt strauju cenu pieaugumu. Turklāt, tiklīdz biļetes ir jāiegādājas, to iegādei izmantotie līdzekļi tiek bloķēti, bloķējot uzbrucēja līdzekļus uzbrukumam un pakļaujot tos devalvācijas riskam.
Ja nejauši atlasītas ieinteresētās personas balso par katru bloku, tas nozīmē, ka blokķēde ir jāsadala ar mezgliem, kuros visi dalībnieki veic raktuves, tādējādi uzlabojot tīkla drošību. Decred hibrīdmehānisms ir izstrādāts, lai nodrošinātu ieinteresētajām personām jaudu, kas pārsniedz PoW kalnračus.
Vienprātīga grozījumu balsošana
Decred jau no paša sākuma nolēma padarīt PoS ieinteresētās puses par dominējošo lēmumu pieņemšanas spēku blokķēdes pārvaldībā. Lai mainītu vai rakstītu vienprātības noteikumus, ir nepieciešams apstiprināšanas jaunināšanas process, kurā tīkla vienprātības noteikumus var mainīt tikai pēc balsojuma. Un izmaiņas var veikt tikai tad, ja tam piekrīt vismaz 75% balsu. Process sākas, ja noteikta procentuālā daļa kalnraču (95%) un vēlētāju (75%) izmanto jaunināšanas programmatūru un veic iespējamās izmaiņas noteikumos. Ja grozījumu priekšlikums pēc 4 nedēļu balsošanas perioda saņem vairāk nekā 75% atbalstu, tas tiek pieņemts, pretējā gadījumā tas tiek noraidīts, un, ja balsu skaits nav pietiekams, balsošana sākas no jauna. Ja priekšlikums tiks pieņemts, grozījumi konsensa mehānismā tiks aktivizēti pēc viena mēneša.
Projektu vadība: Politeia
Decred bloka atlīdzības ir sadalītas PoW kalnraču atlīdzībās (60%), PoS balsotāju atlīdzībās (30%) un Valsts kasē (10%), ko izmanto, lai finansētu atvērtā pirmkoda programmatūras atbalstītājus, kuri izstrādā projektu. Biļešu īpašniekiem ir tiesības balsot par to, kā šī līdzekļu daļa jāizmanto, kādas funkcijas jāpievieno, un pieņemt lēmumus, izmantojot Politeia platformu.
Kopsavilkuma domas
Tā kā PoS vēlētāji saņem 30% no bloka atlīdzības, viņi nevar saglabāt savu relatīvo daļu DCR apgrozībā, vienkārši turot esošās likmes. Lielāko daļu jaunā DCR iegūst, iegūstot no PoW kalnračiem, tādējādi mazinot to "neatbilstības" problēmu PoS sistēmā un arī pildot savu lomu tīkla aizsardzībā. Kalnračiem ir jāpārdod lielākā daļa saņemto atlīdzību, lai saglabātu savas darbības izmaksas, tāpēc šī pieeja nodrošina saprātīgu DCR piedāvājumu tirgū.
Decred blokķēde piedāvā unikālu arhitektūras modeli un ir viens no vispazīstamākajiem hibrīda PoW/PoS sistēmu piemēriem. Tāpat kā ar būtiskām izmaiņām PoS vienprātības mehānismā grupā, arī turpmākie projekti, kas tiks izvietoti, izmantojot hibrīda PoW/PoS mehānismu, ir unikāli un ne vienmēr ievēros esošo Decred sistēmu.
