אם בלוקצ'יין היה חיה, פרוטוקולי קונצנזוס היו השלד שלה. כחלק הכרחי בכל רשת מבוזרת, פרוטוקול קונצנזוס אחראי על אימות העסקאות על ידי כל הצמתים ברשת. זה נעשה באמצעות קביעת התוקף של הבלוק שמתווסף, מה שמבטיח שזה מה שכל הצמתים הסכימו עליו.
מהם פרוטוקולי קונצנזוס מבוססי מניין
פרוטוקולי קונצנזוס מבוססי מניין היו די זעם במרחב הבלוקצ'יין. אבל מה הם? האם הם מציעים יתרון על פני פרוטוקולי קונצנזוס אחרים שאינם מבוססי מניין? איך הם התפקדו?
קוורום הוא מונח שנמצא בשימוש רב במערכות מבוזרות. הכוונה היא למספר המינימלי של קולות הדרוש לעסקה מבוזרת לפני שניתן לבצע פעולה בתוך מערכת מבוזרת. פרוטוקול קונצנזוס מוגדר כמערכת. השולט במה שקורה בבלוקצ'יין מסוים בכל נקודת זמן.
פרוטוקול קונצנזוס מבוסס מניין הוא פרוטוקול שבו קודמת להחלטה על הוספת בלוקים בהשגת מספר מינימלי של הצבעות.
ההבדל העיקרי עם פרוטוקולי קונצנזוס אחרים
לכל פרוטוקולי הקונצנזוס יש דרישה בסיסית אחת. כל המשתתפים בצמתים חייבים להגיע להחלטה הקולקטיבית לקבל או לדחות הוספת בלוק חדש. עם זאת, תהליך ההגעה להחלטה לוקח צעד נוסף תחת פרוטוקולים מבוססי מניין.
עבור פרוטוקולי קונצנזוס מבוססי מניין, משתתפי הצמתים מחליפים הודעות עם שתי יוזמות מפתח. ראשית, יש להציע חסימה לכל הצמתים, דבר שיכול להיעשות רק על ידי מנהיג הקונצנזוס. השני הוא ליידע את הרשת שהמשתתף החליט ואימת את החסימה.
קונצנזוס מושג לאחר שהמנהיג הציע חסימה ורוב המשתתפים החליטו ואימתו את החסימה המוצעת.
יתרון על פרוטוקולי קונצנזוס שאינם מבוססי מניין
פרוטוקולים מבוססי מניין מתהדרים בהבדל מרכזי אחד על פני אלה שאינם מבוססי מניין. כלומר, היכולת להמשיך בפעולות גם כאשר חלק מהצמתים המשתתפים הנכונים נכשלים או פועלים בזדון.
הסיבה העיקרית שמאחורי הקונצנזוס אינו טריוויאלי היא שכשל עלול להתרחש במהלך העברת הודעות וקבלת החלטות על ידי צמתים. הסיבה עשויה להיות הפסקת חשמל או התנהגות זדונית, וכתוצאה מכך הודעות אבודות או עיכובות.
ההטבה של כשל כזה מכונה סובלנות תקלות ביזנטית. פרוטוקולים כאלה יכולים לסבול תקלות התרסקות או התקלה הביזנטית. תקלות התרסקות הן המקום שבו המשתתפים אינם מגיבים או מבצעים פעולה חדשה כאשר מבוצע קונצנזוס.
תקלה ביזנטית מתייחסת למשתתף כושל שעלול להיות גורם זדוני. סוכן כזה מאופיין בהצגת התנהגות אקראית השונה מהפרוטוקולים שנקבעו ובנקיטת כל פעולה.
המספר המרבי של צמתים זדוניים שניתן לסבול בפרוטוקול מבוסס מניין הוא ⅓ מכל הצמתים המשתתפים ברשת. הסכום כולל צמתים כנים וזדוניים כאחד.
ביצועים של פרוטוקולים מבוססי מניין
כדי לאמוד את הביצועים של פרוטוקולי קונצנזוס מבוססי מניין, הם יחולקו ויינתחו לשלוש קבוצות שונות.
ביצועים של פרוטוקולים מעשיים לסובלנות תקלות ביזנטית (BFT).
הפרוטוקולים נקראים כך מכיוון שהם משיגים למעשה שני נושאים מרכזיים. הם מייעלים את התקשורת והאימות בין משתתפים תוך שהם מצליחים להישאר פונקציונליים בסביבות שקשה לסנכרן.
כל התקשורת מרוכזת במנהיג הנקרא ראשוני, כאשר כל שאר המשתתפים נקראים העתקים. פרוטוקול שינוי תצוגה מיושם כאשר הצומת המוביל נכשל, כאשר המשתתף הבא ברמז המעגלי הוא הראשי החדש. לכל המשתתפים יש ידע מתאים על כל המשתתפים והחתימות שלהם לקבלת החלטות טובות יותר בהצבעה.
למרות מתן פתרון מעשי לתקלה הביזנטית, לפרוטוקול הייתה בעיה גדולה עם מדרגיות. כדי לסבול התנהגות זדונית, כל המשתתפים חייבים להכיר את כל משתתפי הצומת האחרים ולהחליף מספר עצום של הודעות. הוא מציג מורכבות חישובית בהחלפת מסרים.
הרחבה היא גם אתגר כי הוספת משתתף היא כמעט בלתי אפשרית. כל משתתף שעוזב לצמיתות נחשב כשחקן זדוני. מערכות אקולוגיות תוססות ודינמיות מאוד של בלוקצ'יין יגיעו מהר מאוד למגבלה של ⅓ ויגרמו לקריסת הפרוטוקול.
ביצוע פרוטוקולי הסכם ביזנטי פדרציה
על פי פרוטוקול ההסכם הביזנטי הפדרלי (FBA), ה-quorum.is התפצל למספר יחידות פדרליות. היא עושה זאת על ידי מספר גנרלים ביזנטיים, שכל אחד אחראי על מנת המניין שלו. היא מאפשרת גידול משמעותי בעסקאות, עלות עסקה מופחתת ומספר קטן יותר של חילופי הודעות.
לפי פרוטוקול ה-FBA, לכל צומת משתתף ניתנת היכולת לבחור במי הם רוצים לסמוך. זה יוצר קושי עבור כל שחקן זדוני מכיוון שהם צריכים לשכנע מספר רב של צמתים חוקיים לכלול צמתים זדוניים ברשימה המהימנה שלהם.
ה-FBA צברה פופולריות מוגברת במהלך השנים, ומשכה שמות בלוקצ'יין גדולים לקפל שלה. הבולטים שבהם הם Ripple inc ו- Stellar. התקפות סיביל הן האיומים הבולטים ביותר, יותר מכך עבור ה-Ripple blockchain. קיומן של רשימות צמתים ייחודיות עבור מאמתים מציע פתרון טוב.
ביצוע של פרוטוקול סובלנות תקלות ביזנטית
הפרוטוקול הביזנטי סובלני תקלות המואצל (dBFT) עוקב אחר אותו סגנון ביצוע כמו BFT. עם זאת, זה שונה על ידי ריכוז הקונצנזוס במספר משתתפים, ובכך לפתור את בעיות המדרגיות של BFT. הפרוטוקול משתמש במושג של מוניטין לבחירת משתתפי הקונצנזוס.
NEO הוא אחד השחקנים המובילים עם פרוטוקול dBFT. קליטתו הייתה מאופקת למדי בשל האפשרות של איום ביטחוני מסוכן. מנהיג זדוני יכול לנצל את פרוטוקול שינוי התצוגה שלו כדי ליצור מזלג דטרמיניסטי. לאחר מכן הם יכולים ליצור 2 בלוקים חדשים באמצעות הודעות שונות, כאשר שני הבלוקים תקפים ומתקבלים על ידי המשתתפים, ויוצרים שני מצבים שונים ברשת. פתרון הוא ביטול כל ההודעות שנוצרו לפני שינוי התצוגה.
ביצוע של פרוטוקול סובלני תקלות ביזנטי והוכחה מואצלת
בקיצור BFT-dPoS, הפרוטוקול ההיברידי ממזג את פרוטוקולי הוכחת החזקה בעלי הביצועים הגבוהים עם האבטחה של פרוטוקולי BFT. לפי הפרוטוקול, כל בעל אסימון מצביע עבור יצרן בלוק, כאשר 21 הצמתים עם הכי הרבה קולות מתאימים. אז לכל אחד מה-21 יש מסגרות זמן קבועות של 0.5 שניות לייצור בלוקים, כשהתהליך הולך לפי אלפביתי.
EOSIO הוא אחד מ- blockchains המשתמשים בפרוטוקול. הוא מתהדר בהישגים אדירים כמו יכולות של 3000 עסקאות בדקה ורמות אבטחה של BFT. החיסרון הוא ההגבלה ל-21 יוצרי בלוקים, כאשר ההצבעה מושפעת מנכסים המוחזקים. זה מאפשר התנגשות כדי לשלוט בתהליך אפשרי.
הערת המחבר
פרוטוקולי קונצנזוס מבוססי מניין הם די עדכניים בהשוואה לפרוטוקולים שאינם מניין. עם זאת, הם נותנים אגרוף מכיוון שהם פותרים את הבעיה של תקלות ביזנטיות ומאפשרים תפעול כל עוד צמתים זדוניים אינם יוצרים רוב ברשת.
הביצועים שלהם שונים בהתאם לסוג הפרוטוקול בדיון BFTs מציעים בעיות מדרגיות ענקיות בעוד FBAs מציעים רגישות מסוימת להתקפות Sybil.
dBFTs פותרים את בעיית המדרגיות אך עם יצירת ניצול פרוטוקול שינוי צפייה. BFT-dPoS מציעים את מה שיכול להיות התכונות הטובות ביותר, אך מהווה את בקרת הסיכונים באמצעות קנוניה. הקליטה של פרוטוקולים מבוססי מניין צפויה לעלות ככל שהמרחב יקבל יותר חידושים.
מקור: https://crypto.news/the-performance-of-quorum-based-consensus-protocols-in-blockchain/