Algoritmo de consenso de arrendamento de prova de participação (LPOS) e protocolo Waves-NG

Autor: Guy Brandon, contribuição de Waves.

A rede Waves usa o algoritmo de consenso Lease-in-Proof-of-Stake (LPOS), que combinado com o protocolo Waves-NG permite alta escalabilidade e rendimento de transações da rede.


introduzir

A rede Waves foi lançada em 2016 com uma ICO que levantou 30.000 Bitcoins, no valor de aproximadamente US$ 16 milhões. O projeto visa desenvolver um ecossistema blockchain abrangente que possa ser usado para processos de transações comerciais. Inclui kits de ferramentas que cobrem vários requisitos funcionais, incluindo fácil criação de tokens de moeda digital personalizados, escrita direta de contratos inteligentes e descriptografia integrada para peer-to. -transações ponto a ponto (DEX), formas seguras e convenientes de interagir com dApps e serviços da web fornecidos pelo plug-in do navegador Waves Keeper.


Escalabilidade

Desde o início, a Waves reconheceu que a escalabilidade é uma necessidade para a promoção e uso da maioria dos projetos de blockchain e percebeu que tecnologias relevantes precisam ser desenvolvidas para resolver as limitações dos blockchains existentes. Por exemplo, o Bitcoin tem alta segurança, mas velocidades de transação relativamente lentas e só pode suportar cerca de 7 transações por segundo (TPS). Portanto, o Bitcoin não é eficiente o suficiente para se tornar uma moeda global. Soluções baseadas na camada 2, como a Lightning Network do Bitcoin, são implementadas para atingir esse objetivo. A Waves adota uma abordagem diferente para esta camada, concentrando-se primeiro na escalabilidade na cadeia antes de considerar as aplicações da segunda camada.


saldo do arrendamento

O algoritmo de consenso original da Waves é baseado em um protocolo simples de prova de participação. Um total de 100 milhões de tokens WAVES foram distribuídos após o ICO, e o fornecimento também é fixo: como WAVE é um token “PoW”, não há inflação. Portanto, os validadores de blocos Waves (falsificadores, como são frequentemente chamados de 'mineradores' no ecossistema Waves) recebem taxas de transação dos blocos que processam, mas nenhuma recompensa adicional por bloco.

O sistema Leaseable Proof-of-Stake (LPoS) foi totalmente lançado em maio de 2017, e o protocolo permite que usuários com o cliente Waves Lite (aqueles que não estão executando um nó completo) aluguem seus tokens WAVES para nós de mineração. WAVES alugados ficam bloqueados na conta do usuário e não podem ser transferidos ou negociados. Além disso, os tokens permanecem totalmente controlados pelo titular da conta e podem ser cancelados a qualquer momento após o término do arrendamento. Considerando a sobrecarga técnica associada à execução de um nó de mineração e à permanência on-line 24 horas por dia, 7 dias por semana, há relativamente poucas comunidades Waves executando nós de mineração (uma lista de geradores de blocos pode ser encontrada em https://dev.pywaves.org/generators/ Check) .

Os tokens WAVES alugados para nós de mineração podem ser usados ​​para aumentar o peso do minerador e, por sua vez, aumentar a chance do minerador de descobrir o próximo bloco. Um sistema de prova de aposta alugado melhora a segurança da rede de pelo menos duas maneiras. Primeiro, quanto mais tokens WAVES forem usados ​​para proteger a rede, melhor, pois tornará mais difícil para um invasor acumular o número de tokens necessários para realizar um ataque de 51%. Em segundo lugar, os tokens WAVES são alugados para nós de mineração a partir das carteiras frias dos usuários, mas os próprios nós (aqueles que permanecem online) podem ter apenas um pequeno saldo. Como os fundos arrendados não são transferidos para os mineradores, isso pode reduzir significativamente o risco de ataques aos tokens WAVES armazenados online.


Um novo método de consenso: Waves-NG

Em dezembro de 2017, a WAVES atualizou ainda mais a rede e lançou o protocolo de consenso Waves-NG. Este é um novo protocolo baseado no esquema Bitcoin NG, inventado pelo professor de TI da Cornell, Emin Gün Sirer.

Os mineradores selecionados pelo protocolo Bitcoin original são rastreáveis. Depois que um bloco é adicionado ao blockchain, os mineradores competem entre si para encontrar um valor de hash válido para o próximo bloco com base no estado atual do blockchain. Ao mesmo tempo, as transações recém-geradas são colocadas no mempool, onde permanecerão pendentes até que um minerador as colete e verifique.

Embora tanto o Bitcoin quanto o protocolo Bitcoin NG sejam considerados sistemas tolerantes a falhas bizantinas (BFT), o último foi proposto em 2015 como uma alternativa escalável para um mecanismo de trabalho diferente. No sistema Bitcoin-NG, o próximo minerador é pré-selecionado, que cria um “bloco de chave” vazio – esse bloco é eventualmente adicionado ao blockchain. Pequenos blocos são chamados de ‘microblocos’ (consistindo em várias transações) e são adicionados a este bloco chave quase em tempo real. Usando uma analogia da vida cotidiana, é como adicionar algumas sacolas de compras (microblocos) a um carrinho de compras (bloco chave) e depois empurrar o carrinho completo para o caixa (adicionado à rede blockchain). Isso significa que as transações podem ser adicionadas ao blockchain em segundos, e o único atraso que pode ocorrer é o da rede. A Waves atualizou o mecanismo de prova de participação para criar o protocolo Waves-NG, que também foi a primeira vez que o protocolo Bitcoin NG foi configurado em um blockchain público aberto.

Outras melhorias no ecossistema são alcançadas através de “MassTransfers”. Permite a execução de até 100 transferências em uma única transação e reduz as taxas de processamento. Por um lado, para equilibrar expansão de capacidade e conveniência, o MassTransfer limita cada MassTransfer a apenas 100 txs. Por outro lado, também limita a capacidade de enviar um grande número de transações de baixo custo ao mesmo tempo. Se for necessária uma quantidade maior de transações de transferência, múltiplas transações de transferência MassTransfers poderão ser enviadas em sequência.

Em outras palavras, os usuários podem simplesmente escolher o MassTransfer como uma forma alternativa de “enviar transações”, o que lhes permite adicionar até 100 beneficiários em uma única transação. Além disso, o endereço do destinatário pode ser fornecido via JSON ou carregado usando um arquivo CSV, possibilitando a realização direta e eficiente de grandes lançamentos aéreos ou pagamentos semanais para usuários que alugam tokens WAVES para nós de mineração. Combinado com Waves-NG, o recurso MassTransfer permite taxas de transferência extremamente altas na rede.

Para avaliar o rendimento potencial do novo protocolo, foram realizados vários testes de estresse na rede Waves. Em outubro de 2018, um teste de estresse de grande volume foi realizado na MainNet. O teste mostra que um protocolo blockchain público (não apenas o TestNet limitado e controlado) pode suportar mais de 6,1 milhões de transações em 24 horas a uma média de 4.200 txs por minuto ou 71 txs por segundo, com pico de transferência de até centenas de transações .


Resumir

Lease Proof of Stake (LPOS) permite que usuários comuns sem conhecimento técnico ajudem a proteger a rede Waves e aluguem WAVES para nós completos enquanto controlam tokens WAVES. Ao mesmo tempo, Waves-NG atinge um rendimento de até 100 TPS, que é uma ordem de magnitude maior do que muitos blockchains. Como não há necessidade de pagar recompensas financeiras aos mineiros, e estes últimos não precisam arcar com altas contas de eletricidade e hardware caro, as taxas de transação são muito baixas.

Para a Waves, a escalabilidade on-chain sempre foi uma prioridade, mas qualquer blockchain pode escalar dessa forma devido ao espaço de armazenamento e à largura de banda necessários. Os desenvolvedores da Waves acreditam que a solução atual pode ser otimizada antes de implementar ainda mais uma solução escalável e com capacidade de suportar transações de até 1.000 TPS. A Waves está atualmente explorando soluções de escalonamento de segunda camada envolvendo sidechains, que poderiam suportar o processamento de grandes volumes de transações em cadeias paralelas e, em última análise, permitir a proteção na rede principal da Waves.