Механізми консенсусу
Термін «механізм консенсусу» часто використовується в розмовній мові для позначення протоколів доказу частки (PoS), доказу виконання роботи (PoW) або доказу авторитету (PoA). Однак це лише компоненти механізмів консенсусу, які захищають від . Механізми консенсусу — це повний набір ідей, протоколів та стимулів, які дозволяють розподіленій групі вузлів дійти згоди щодо стану блокчейну.
Передумови
Щоб краще зрозуміти цю сторінку, ми рекомендуємо спочатку прочитати наш вступ до Етеріуму.
Що таке консенсус?
Під консенсусом ми маємо на увазі досягнення загальної згоди. Уявіть групу людей, які йдуть у кіно. Якщо немає розбіжностей щодо запропонованого вибору фільму, то консенсус досягнуто. Якщо є розбіжності, група повинна мати засоби для вирішення, який фільм подивитися. У крайніх випадках група зрештою розділиться.
Щодо блокчейну Етеріуму, цей процес формалізований, і досягнення консенсусу означає, що щонайменше 66% вузлів у мережі погоджуються щодо глобального стану мережі.
Що таке механізм консенсусу?
Термін «механізм консенсусу» стосується всього набору протоколів, стимулів та ідей, які дозволяють мережі вузлів дійти згоди щодо стану блокчейну.
Етеріум використовує механізм консенсусу на основі доказу частки (PoS), який отримує свою криптоекономічну безпеку завдяки системі винагород і штрафів, що застосовуються до капіталу, заблокованого стейкерами. Ця структура стимулів заохочує окремих стейкерів керувати чесними валідаторами, карає тих, хто цього не робить, і створює надзвичайно високу вартість для атаки на мережу.
Крім того, існує протокол, який регулює, як чесні валідатори обираються для того, щоб пропонувати або перевіряти блоки, обробляти транзакції та віддавати свій голос за їхнє бачення вершини ланцюга. У рідкісних ситуаціях, коли кілька блоків знаходяться на одній позиції біля вершини ланцюга, існує механізм вибору форка, який вибирає блоки, що складають «найважчий» ланцюг, який вимірюється кількістю валідаторів, що проголосували за блоки, зваженою за їхнім балансом етеру в стейку.
Деякі концепції є важливими для консенсусу, хоча вони не визначені явно в коді, наприклад, додаткова безпека, яку пропонує потенційна позасмугова соціальна координація як остання лінія захисту від атак на мережу.
Ці компоненти разом утворюють механізм консенсусу.
Типи механізмів консенсусу
На основі доказу виконання роботи
Як і Біткоїн, Етеріум колись використовував протокол консенсусу на основі доказу виконання роботи (PoW).
Створення блоку
Майнери змагаються за створення нових блоків, заповнених обробленими транзакціями. Переможець ділиться новим блоком з рештою мережі та заробляє трохи щойно випущеного ETH. У цій гонці перемагає комп'ютер, який здатний найшвидше розв'язати математичну головоломку. Це створює криптографічний зв'язок між поточним блоком і попереднім блоком. Розв'язання цієї головоломки і є роботою в «доказі виконання роботи». Канонічний ланцюг потім визначається правилом вибору форка, яке вибирає набір блоків, для майнінгу яких було виконано найбільше роботи.
Безпека
Мережа залишається безпечною завдяки тому, що для обману ланцюга знадобиться 51% обчислювальної потужності мережі. Це вимагатиме таких величезних інвестицій в обладнання та енергію, що ви, швидше за все, витратите більше, ніж отримаєте.
Детальніше про доказ виконання роботи (PoW)
На основі доказу частки
Зараз Етеріум використовує протокол консенсусу на основі доказу частки (PoS).
Створення блоку
Валідатори створюють блоки. Один валідатор випадковим чином вибирається в кожному слоті, щоб стати пропонувачем блоку. Їхній клієнт консенсусу запитує пакет транзакцій як «корисне навантаження виконання» від свого парного клієнта виконання. Вони обгортають це в дані консенсусу, щоб сформувати блок, який вони надсилають іншим вузлам у мережі Етеріум. Це виробництво блоків винагороджується в ETH. У рідкісних випадках, коли для одного слота існує кілька можливих блоків, або вузли дізнаються про блоки в різний час, алгоритм вибору форка вибирає блок, який формує ланцюг з найбільшою вагою атестацій (де вага — це кількість валідаторів, що атестують, масштабована за їхнім балансом ETH).
Безпека
Система доказу частки є криптоекономічно безпечною, оскільки зловмисник, який намагається взяти під контроль ланцюг, повинен знищити величезну кількість ETH. Система винагород стимулює окремих стейкерів поводитися чесно, а штрафи позбавляють стейкерів стимулу діяти зловмисно.
Детальніше про доказ частки (PoS)
Візуальний посібник
Дізнайтеся більше про різні типи механізмів консенсусу, що використовуються в Етеріумі:
Стійкість до атак Сивілли та вибір ланцюга
Доказ виконання роботи та доказ частки самі по собі не є протоколами консенсусу, але для простоти їх часто так називають. Насправді вони є механізмами стійкості до атак Сивілли та селекторами авторів блоків; це спосіб вирішити, хто є автором останнього блоку. Іншим важливим компонентом є алгоритм вибору ланцюга (також відомий як алгоритм вибору форка), який дозволяє вузлам вибирати один єдиний правильний блок на вершині ланцюга в сценаріях, коли кілька блоків існують на одній позиції.
Стійкість до атак Сивілли вимірює, як протокол протистоїть атаці Сивілли. Стійкість до цього типу атак є важливою для децентралізованого блокчейну і дозволяє майнерам та валідаторам отримувати рівну винагороду на основі вкладених ресурсів. Доказ виконання роботи та доказ частки захищають від цього, змушуючи користувачів витрачати багато енергії або вносити велику заставу. Ці засоби захисту є економічним стримуючим фактором для атак Сивілли.
Правило вибору ланцюга використовується для вирішення, який ланцюг є «правильним». Біткоїн використовує правило «найдовшого ланцюга», що означає, що той блокчейн, який є найдовшим, буде тим, який решта вузлів прийме як дійсний і з яким працюватиме. Для ланцюгів з доказом виконання роботи найдовший ланцюг визначається загальною сукупною складністю доказу виконання роботи ланцюга. Етеріум раніше також використовував правило найдовшого ланцюга; однак тепер, коли Етеріум працює на доказі частки, він прийняв оновлений алгоритм вибору форка, який вимірює «вагу» ланцюга. Вага — це накопичена сума голосів валідаторів, зважена за балансами етеру в стейку валідаторів.
Етеріум використовує механізм консенсусу, відомий як Gasper, який поєднує доказ частки Каспер FFG (opens in a new tab) з правилом вибору форка GHOST (opens in a new tab).
Подальше читання
- Що таке алгоритм консенсусу блокчейну? (opens in a new tab)
- Що таке консенсус Накамото? Повний посібник для початківців (opens in a new tab)
- Як працює Casper? (opens in a new tab)
- Про безпеку та продуктивність блокчейнів з доказом виконання роботи (opens in a new tab)
- Візантійська відмова (opens in a new tab)
Знаєте ресурс спільноти, який вам допоміг? Відредагуйте цю сторінку та додайте його!