Konsens
Verteilte Vereinbarungen
Konsensmechanismen sind Sets von fest codierten Regeln (Protokollen), die die Betriebslogik festlegen, die es einem verteilten/dezentralisierten Netzwerk unabhängiger Akteure ermöglicht, einheitlich zu operieren, ohne sich gegenseitig vertrauen oder sich sogar kennen zu müssen.
Das Byzantinische Generäle Problem
Im Kern der Konsensmechanismen steht ein Ansatz für ein altes Dilemma in der Informatik, das Byzantinische Generäle Problem (auch bekannt als Byzantinischer Fehler). Das Problem verdeutlicht die Schwierigkeiten in der Koordination und Kommunikation, die dezentrale Systeme haben. Wenn es richtig implementiert und ausgeführt wird, bietet Dezentralisierung höhere Sicherheitsgarantien; jedoch kann eine falsche Implementierung und Ausführung zu katastrophalen Ergebnissen führen.
Szenario: Es gibt ein mächtiges, böses Königreich namens Byzantium mit einer Bevölkerung von 10.000 Soldaten, das von hohen Mauern und Flüssen geschützt wird. Eines Tages versammeln sich vier Städte, die vom bösen Königreich misshandelt wurden, um seine Tyrannei zu stürzen und zu beenden. Jede der Städte hat 3.000 Soldaten. Wenn sie das Königreich umzingeln und gleichzeitig angreifen, werden sie es übernehmen; jedoch, wenn es irgendwelche Probleme oder Verzögerungen gibt, die dazu führen, dass eine von ihnen zu spät, frühzeitig oder gar nicht erscheint, werden sie scheitern und für immer ihr Leben verlieren und die Chance auf ihre Freiheit.
Sie planen, bei Sonnenaufgang anzugreifen, und marschieren später in dieser Nacht, um das Königreich zu umzingeln. Sobald sie ihre Lager erreichen, ist jede Gruppe 10 Meilen voneinander entfernt. Jeder der Generäle der Städte muss sich vor ihrem Angriff miteinander bestätigen. Ihre einzige Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, einen Boten zu schicken, um die Informationen zu übermitteln.
Hier finden wir den Kern des byzantinischen Fehlers; das Fehlen sicherer Kommunikationskanäle impliziert eine Vielzahl von potenziellen Bedrohungen und Nuancen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: Der Bote wird von den Wachen des Königreichs gefangen genommen und gibt die Nachricht preis, der Bote ist ein Spion, der es entweder nie zu den anderen Lagern schafft und mit falschen Informationen zurückkehrt oder falsche Informationen an die anderen Generäle verbreitet, der Bote verliert die Nachricht, die Zeit läuft ab, usw.
Die Anzahl der Dinge, die schiefgehen können, ist endlos, und die Ergebnisse... eine Frage von Leben und Tod. Also, wie ermöglichen wir sichere Kommunikation?
Dies ist das Byzantinische Generalsproblem.
Die Lösung besteht aus einer Kombination aus vorher vereinbartem Protokoll von Handlungs-Reaktionsweisen basierend auf den Umständen und Methoden zur Sicherstellung der Informationsintegrität (Kryptographie); formal bekannt als BFT (Byzantine Fault Tolerance).
BFT - Byzantine Fault Tolerance (Byzantinische Fehlertoleranz)
BFT oder Byzantine Fault Tolerance ist ein Merkmal verteilter Systeme und garantiert die Fähigkeit, ununterbrochene Operationen bei unerwarteten Unterbrechungen des Netzwerks oder einer seiner Komponenten aufrechtzuerhalten. Einfach gesagt, BFT ist das Modul, das für Kommunikation und Sicherheit verantwortlich ist.
Netzwerkfehler können aus verschiedenen Gründen auftreten, von natürlichen Verzögerungen durch magnetische Störungen bis hin zu Hardwarefehlern durch extreme Wetterbedingungen, einschließlich Situationen, in denen bösartige Entitäten Server herunterfahren oder das Netzwerk stören.
BFT-Systeme können Verfügbarkeit und Konsistenz mit einem Spaltwiderstand von N=3f+1 garantieren, was bedeutet, dass bis zu ein Drittel der Knoten eines Netzwerks defekt sein können.
N stellt die Anzahl der Knoten dar, die für den Systemausfall benötigt werden.
F stellt die Gesamtzahl der Knoten dar.
100 Maschinen in einem System. Wenn diese ein BFT-System ausführen, wie viele Maschinen können aufhören zu arbeiten und das Netzwerk kann weiter arbeiten?
N = (1/3*100) + 1 N = 33.333 + 1 Das Netzwerk verliert seine Integrität, wenn der Knoten 34 fehlerhaft ist. * Es kann keine" Teilknoten " geben, daher muss 34.33 gerundet werden. Solange 67 Knoten funktionieren, kann das System die Integrität garantieren.
Alle blockchain-basierten Projekte haben Bft, aber nicht alle BFT-Module sind zentral; tatsächlich wird BFT als zentrales Protokoll betrachtet. Blockchain-Konsensmechanismen verwenden neben Bft eine Reihe anderer Zwischenprotokolle, die die nebenelemente verwalten.
Zum Beispiel ist Proof-Of-Stake ein sehr beliebter Konsensmechanismus, der heute in den meisten Krypto-Netzwerken verwendet wird. Bei Proof-Of-Stake wird allgemein angenommen, dass es sich bei dem Sicherungsgeber um hinterlegte Vermögenswerte handelt, die zwar teilweise wahr sind, aber nicht das vollständige Bild widerspiegeln. In Proof-Of-Stake werden hinterlegte assets verwendet, um sybil-Angriffe zu bekämpfen und für den nächsten Block zu Stimmen, während im Hintergrund eine separate BFT-Engine ausgeführt wird, um sicherzustellen, dass die Knoteninfrastruktur nicht beschädigt wird.
Meiningen
Während des Denkprozesses wurden viele verschiedene Mechanismen berücksichtigt, die das Design von atleta vorangetrieben haben, darunter PoW (Proof-Of -Work) mit verschiedenen Mining-Algorithmen, verschiedene PoS-Variationen (Proof-of-Stake) und sogar PoA (Proof-of-Authority).
Die Lösungen von PoW waren ein großes Versprechen in Bezug auf Dezentralisierung und Unzulässigkeit. Die mechanischen Elemente stellten jedoch schnell die Probleme dar, die mit der Notwendigkeit verbunden waren, Maschinenpfade von angepassten Asics und einen angepassten Mining-Algorithmus zu erstellen oder einen vorhandenen Mechanismus auszuwählen und dem weltweiten Einfluss von Bergleuten ausgesetzt zu sein, die bereits über diese Ausrüstung verfügen. Das würde natürlich bedeuten, dass Atleta eine enorme geschäftliche Komplexität für seine Nutzerbasis aufbringen würde.
Die PoA war aufgrund ihrer klaren Zentralisierung zunächst keine Option. Aber wie einige Projekte in der Branche gezeigt haben, war es möglich, unter diesen Bedingungen ein effektives, weit verbreitetes Projekt aufzubauen. Obwohl es einige klare Leistungsvorteile gab, Stand der Mangel an Transparenz und Verantwortung im Widerspruch zur Vision / Mission von BCSports. * Herzlichen Glückwunsch an Binance und Chiliz, um dies zu erreichen, wir erwarten, dass es in Zukunft strukturelle Veränderungen geben wird, die denen unter Binances Führung ähnlich sind.
Es gibt zwei eng miteinander verbundene Kategorien, für die Consensus-Mechanismen verantwortlich sind: wirtschaftlich und technisch. Obwohl beide sicherheitsrelevant sind, dient jeder seinen eigenen spezifischen Zwecken.
Technik bezieht sich auf die Koordination der Hardware, während Wirtschaftlichkeit Gedanken über Sybil-Schutz gegen Spam-/Bot-Netzwerke und soziale Koordination um die lokale digitale Präsenz ausdrückt.
ATLETA's Konsens (Vereinbarung)
Nach eingehender Prüfung wurde klar, dass das ATLETA-Netzwerk eine modifizierte POS-Version (Proof-of-Stake) implementieren muss, die als Proof of Stake (NPoS) bezeichnet wird, um eine wirklich zuverlässige, unzensierte Umgebung zu gewährleisten.
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