Algorytm konsensusu dowodu stawki leasingu (LPOS) i protokół Waves-NG

Autor: Guy Brandon, współautor: Waves.

Sieć Waves wykorzystuje algorytm konsensusu Lease-in-Proof-of-Stake (LPOS), który w połączeniu z protokołem Waves-NG umożliwia wysoką skalowalność i przepustowość transakcji sieci.


wprowadzić

Sieć Waves została uruchomiona w 2016 r. wraz z ICO, w wyniku którego zebrano 30 000 Bitcoinów o wartości około 16 milionów dolarów. Projekt ma na celu opracowanie kompleksowego ekosystemu blockchain, który można wykorzystać w procesach transakcji biznesowych. Obejmuje on zestawy narzędzi spełniające różne wymagania funkcjonalne, w tym łatwe tworzenie niestandardowych tokenów waluty cyfrowej, bezpośrednie pisanie inteligentnych kontraktów i wbudowane deszyfrowanie dla peer-to. -peer transakcje. Scentralizowane wymiany (DEX), bezpieczne i wygodne sposoby interakcji z dApps i usługami internetowymi udostępnianymi przez wtyczkę do przeglądarki Waves Keeper.


Skalowalność

Firma Waves od początku zdawała sobie sprawę, że skalowalność jest potrzebą promocji i wykorzystania większości projektów blockchain, i zdała sobie sprawę, że należy opracować odpowiednie technologie, aby rozwiązać ograniczenia istniejących blockchainów. Na przykład Bitcoin ma wysokie bezpieczeństwo, ale stosunkowo niską prędkość transakcji i może obsługiwać tylko około 7 transakcji na sekundę (TPS). Dlatego Bitcoin nie jest wystarczająco wydajny, aby stać się walutą globalną. Aby osiągnąć ten cel, wdrażane są rozwiązania oparte na warstwie 2, takie jak Bitcoin Lightning Network. Firma Waves przyjmuje inne podejście do tej warstwy, koncentrując się najpierw na skalowalności w łańcuchu, a następnie rozważa aplikacje drugiej warstwy.


saldo leasingu

Oryginalny algorytm konsensusu Waves opiera się na prostym protokole dowodu stawki. Po ICO rozdano łącznie 100 milionów tokenów WAVES, a podaż również jest stała: ponieważ WAVE jest tokenem „PoW”, nie ma inflacji. Dlatego walidatorzy bloków Waves (fałszerze, jak często nazywa się ich „górnikami” w ekosystemie Waves) otrzymują opłaty transakcyjne od przetwarzanych przez siebie bloków, ale nie otrzymują żadnych dodatkowych nagród za bloki.

System Leaseable Proof-of-Stake (LPoS) został w pełni uruchomiony w maju 2017 r., a protokół umożliwia użytkownikom klienta Waves Lite (tym, którzy nie korzystają z pełnego węzła) dzierżawienie tokenów WAVES węzłom wydobywczym. Wypożyczone WAVE są zablokowane na koncie użytkownika i nie można ich przenosić ani handlować. Dodatkowo tokeny pozostają w pełni kontrolowane przez posiadacza konta i mogą zostać anulowane w dowolnym momencie po wygaśnięciu dzierżawy. Biorąc pod uwagę koszty techniczne związane z prowadzeniem węzła wydobywczego i byciem online 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, stosunkowo niewiele społeczności Waves obsługuje węzły wydobywcze (listę generatorów bloków można znaleźć na stronie https://dev.pywaves.org/generators/ Check) .

Tokeny WAVES dzierżawione węzłom wydobywczym mogą zostać wykorzystane do zwiększenia wagi górnika, a co za tym idzie, zwiększenia jego szansy na odkrycie kolejnego bloku. Dzierżawiony system proof-of-stake poprawia bezpieczeństwo sieci na co najmniej dwa sposoby. Po pierwsze, im więcej tokenów WAVES wykorzystanych do ochrony sieci, tym lepiej, ponieważ utrudni to atakującemu zgromadzenie liczby tokenów potrzebnych do przeprowadzenia ataku 51%. Po drugie, tokeny WAVES są dzierżawione węzłom wydobywczym z zimnych portfeli użytkowników, ale same węzły (te, które pozostają online) mogą mieć jedynie niewielkie saldo. Ponieważ dzierżawione środki nie są przekazywane górnikom, może to znacznie zmniejszyć ryzyko ataków na tokeny WAVES przechowywane online.


Nowa metoda konsensusu: Waves-NG

W grudniu 2017 r. firma WAVES dokonała dalszej modernizacji sieci i uruchomiła protokół konsensusu Waves-NG. Jest to nowy protokół oparty na schemacie Bitcoin NG, wynaleziony przez profesora informatyki z Cornell, Emina Gün Sirera.

Górnicy wybrani przez oryginalny protokół Bitcoin są identyfikowalni. Po dodaniu bloku do łańcucha bloków górnicy konkurują ze sobą o znalezienie prawidłowej wartości skrótu dla następnego bloku w oparciu o bieżący stan łańcucha bloków. Jednocześnie nowo wygenerowane transakcje trafiają do pamięci, gdzie pozostają w oczekiwaniu na ich zebranie i zweryfikowanie przez górnika.

Chociaż zarówno Bitcoin, jak i protokół Bitcoin NG są uważane za systemy bizantyjskie odporne na błędy (BFT), ten ostatni został zaproponowany w 2015 roku jako skalowalna alternatywa dla innego działającego mechanizmu. W systemie Bitcoin-NG wstępnie wybierany jest kolejny górnik, który tworzy pusty „blok klucza” – blok ten ostatecznie jest dodawany do blockchainu. Małe bloki nazywane są „mikroblokami” (składającymi się z kilku transakcji) i są dodawane do tego kluczowego bloku w czasie zbliżonym do rzeczywistego. Używając analogii z życia codziennego, można to porównać do dodania kilku toreb zakupowych (mikrobloków) do koszyka (bloku kluczy), a następnie wepchnięcia całego koszyka do kasy (dodania do sieci blockchain). Oznacza to, że transakcje można dodać do blockchainu w ciągu kilku sekund, a jedyne opóźnienie, jakie może wystąpić, to opóźnienie w sieci. Firma Waves zaktualizowała mechanizm dowodu stawki, tworząc protokół Waves-NG, co było również pierwszą konfiguracją protokołu Bitcoin NG w otwartym publicznym łańcuchu bloków.

Dalsze ulepszenia ekosystemu osiąga się poprzez „Transfery Masowe”. Umożliwia realizację do 100 przelewów w jednej transakcji i zmniejsza opłaty manipulacyjne. Z jednej strony, aby zrównoważyć zwiększanie przepustowości i wygodę, MassTransfer ogranicza każdy MassTransfer do zaledwie 100 txs, z drugiej strony ogranicza także możliwość jednoczesnego wysyłania dużej liczby tanich transakcji. Jeśli wymagana jest większa liczba transakcji przelewów, można przesłać po kolei wiele transakcji przelewów MassTransfers.

Innymi słowy, użytkownicy mogą po prostu wybrać MassTransfer jako alternatywną metodę „wysyłania transakcji”, co pozwala im dodać do 100 odbiorców w jednej transakcji. Dodatkowo adres odbiorcy można podać za pomocą JSON lub wgrać za pomocą pliku CSV, dzięki czemu możliwe jest bezpośrednie i sprawne przeprowadzanie dużych zrzutów lub cotygodniowych płatności na rzecz użytkowników wynajmujących tokeny WAVES do węzłów wydobywczych. W połączeniu z Waves-NG funkcja MassTransfer umożliwia niezwykle wysoką przepustowość sieci.

Aby ocenić potencjalną przepustowość nowego protokołu, przeprowadzono szereg testów obciążeniowych w sieci Waves. W październiku 2018 r. w MainNet przeprowadzono masowy test warunków skrajnych. Test pokazuje, że publiczny protokół blockchain (a nie tylko ograniczona i kontrolowana sieć TestNet) może obsłużyć ponad 6,1 miliona transakcji w ciągu 24 godzin ze średnią szybkością 4200 przesyłek na minutę lub 71 przesyłek na sekundę, przy szczytowej przepustowości sięgającej setek transakcji .


Podsumować

Lease Proof of Stake (LPOS) pozwala zwykłym użytkownikom bez wiedzy technicznej chronić sieć Waves i wynajmować WAVES pełnym węzłom, jednocześnie kontrolując tokeny WAVES. Jednocześnie Waves-NG osiąga przepustowość do 100 TPS, czyli o rząd wielkości wyższą niż wiele blockchainów. Ponieważ nie ma potrzeby wypłacania górnikom nagród finansowych, a ci ostatni nie muszą ponosić wysokich rachunków za prąd i drogiego sprzętu, opłaty transakcyjne są bardzo niskie.

Dla firmy Waves skalowalność w łańcuchu zawsze była priorytetem, ale każdy łańcuch bloków może być skalowany w ten sposób ze względu na wymaganą przestrzeń dyskową i wymaganą przepustowość. Twórcy Waves uważają, że obecne rozwiązanie można zoptymalizować przed dalszym wdrożeniem skalowalnego rozwiązania i możliwości obsługi transakcji do 1000 TPS. Firma Waves bada obecnie rozwiązanie skalujące drugiej warstwy obejmujące łańcuchy boczne, które mogłoby obsługiwać przetwarzanie dużych wolumenów transakcji w łańcuchach równoległych i ostatecznie umożliwić ochronę w sieci głównej Waves.