A bizalom és a biztonság létfontosságú a blokklánc technológiában – a bizánci hibatűrés (BFT) konszenzusmechanizmusa pedig a blokklánc biztonságának középpontjában áll.
A BFT biztosítja, hogy a blokkláncok továbbra is működjenek, még akkor is, ha egyes hálózati résztvevők megbízhatatlanok vagy rosszindulatúak. Tehát mi az a BFT, hogyan működik, és miért olyan kulcsfontosságú a blokklánc technológia számára?
Mi az a bizánci hibatűrés?
A bizánci hibatűrés egy hálózat vagy rendszer azon képességére vonatkozik, hogy továbbra is működjön még akkor is, ha egyes összetevők hibásak vagy meghibásodtak.
A BFT rendszerrel a blokklánc-hálózatok mindaddig működnek vagy végrehajtják a tervezett tevékenységeket, amíg a legtöbb hálózati résztvevő megbízható és valódi. Ez azt jelenti, hogy a blokklánc-hálózat csomópontjainak több mint felének vagy kétharmadának bele kell egyeznie egy tranzakció érvényesítéséhez és a blokkhoz való hozzáadásához.
Ahhoz, hogy a kompromittált csomópontok rosszindulatúak legyenek egy bizánci hibatűrő blokkláncon, többségben kell lenniük. Ez a rosszindulat kettős költés formájában jelentkezhet, a 51% támadás, a Sybil támadás, stb.
A bizánci hibatűrés a blokklánc-technológiában a Leslie Lamport, Marshall Pease és Robert Shostak által úttörő bizánci általános problémából ered. Ez a koncepció akkor vált kiemelkedővé, amikor megjelentettek egy újságot, egy példányban a Microsoft által üzemeltetett, „The Byzantine Generals Problem (PDF)” néven"1982-ben.
Lamport, Pease és Shostak leírták azt az esetet, amikor a bizánci hadsereg tábornokai egy ellenséges városon kívül táboroztak. Minden tábornoknak megvolt a saját hadserege, és kommunikálnia kellett, és egyhangú döntést kellett hoznia a támadásról vagy a visszavonulásról.
A probléma egy közös akció végrehajtása volt néhány kompromittált tábornok közepette. Ezt a dilemmát bizánci hibának nevezték, és amikor egy rendszer sikeresen megoldja ezt a problémát, azt mondják, hogy bizánci hibatűrő.
A bizánci hibatűrő koncepciót ezt követően alkalmazták a kriptovaluta blokklánc hálózatára. A titkosítási térben a generálisok azok a csomópontok, amelyek érvényesítik a kripto-tranzakciókat.
Hogyan működik a bizánci hibatűrés?
A decentralizált hálózatok a bizánci hibatűrést konszenzusos szabályokon vagy protokollokon keresztül valósítják meg. A hálózat összes csomópontjának be kell tartania ezeket a protokollokat vagy algoritmusokat, ha részt kíván venni a tranzakciók érvényesítésében és feldolgozásában.
Egy tranzakció érvényesítéséhez, feldolgozásához és egy növekvő blokkhoz való hozzáadásához a legtöbb csomópontnak meg kell egyeznie, hogy a tranzakció hiteles legyen a hálózat konszenzusos algoritmusán keresztül. A Bitcoin, az Ethereum és más munkaigazolási (PoW) és tétigazolási (PoS) blokkláncok BFT-algoritmusokat alkalmaznak.
A PoW konszenzus algoritmusában a hálózat bányászai kriptográfiai rejtvényeket oldanak meg a tranzakciókat rögzítő blokkok érvényesítése és létrehozása érdekében. Az a bányász, aki először megoldja a rejtvényeket, elnyeri a jogot, hogy hozzáadja a tranzakciót a növekvő blokkhoz, és megszerezze a blokk jutalmat. De a bányásznak közzé kell tennie annak bizonyítékát, hogy megfejtette a rejtvényt a blokk hozzáadásához.
A PoW blokkláncok bányászatához drága számítógépekre vagy bányászati berendezésekre van szükség. Ez a magas költség visszatartja a bányászokat attól, hogy hamis információkat osszák meg, mert a többi résztvevő elutasítja azt. Csökkenti annak valószínűségét is, hogy a rosszindulatú szereplők átvegyék az irányítást a rendszer legtöbb csomópontja felett.
Eközben a PoS konszenzusmechanizmussal muszáj tét fel egy bizonyos mennyiségű kripto token hogy megszerezze a jogot a tranzakció érvényesítésére. Ezután, ha a hálózati protokoll kiválasztja Önt, hozzáadhatja a tranzakciót a növekvő blokkhoz, és megszerezheti a blokk jutalmat.
A PoS rendszerek különböző módszerekkel oldják meg a bizánci hibákat. Például az Ethereum a Casper algoritmust használja, amelyhez a csomópontok legalább kétharmada szükséges ahhoz, hogy konszenzusra jussanak a blokkokról. Végső soron a PoS-rendszereknek a legtöbb csomópontnak meg kell állapodniuk a blokkokról, mielőtt hozzáadhatnák azokat.
Ezek a blokkláncok BFT konszenzus-algoritmusokat használnak, hogy ellenálljanak a kisebbségben lévő csomópontoknak, amelyek nem értenek egyet a konszenzussal. Így a blokklánc hálózat folytathatja funkcióját, elutasítva a hibás vagy tisztességtelen tranzakciókat.
A bizánci hibatűrés szerepe a blokklánc-technológiában
A blokklánc technológia a bizánci hibatűrésre támaszkodik a következő okok miatt:
- A BFT folyamatosan működőképesnek tartja a blokklánc-hálózatot, még akkor is, ha egyes csomópontok nem értenek egyet.
- Biztonságban tartja a hálózatot, megelőzve a rosszindulatokat, amelyek 51%-os támadások (vagy Sybil-támadások) vagy dupla költekezés formájában jelentkezhetnek.
A bizánci hibatűrés korlátai
A bizánci hibatűrés óriási előnyökkel járt a blokklánc-ipar számára. A rendszerrel azonban továbbra is vannak problémák, különösen a gyakorlati bizánci hibatűrő konszenzus algoritmus (pBFT).
A praktikus bizánci hibatűrés az eredeti bizánci hibatűrés optimalizált formája. A pBFT egy aszinkron rendszeren keresztül működik, amely egy elsődleges vezető csomópontból és más tartalék csomópontokból áll. Ebben a rendszerben a rosszindulatú csomópontok nem lehetnek többek, mint a becsületes csomópontok, általában legfeljebb egyharmaduk. A csomópontok mindig kommunikálnak egymással, hogy a legtöbb csomópont (a becsületesek) megegyezzen a hálózat állapotában.
A pBFT néhány korlátozása a következőket tartalmazza:
- Magas szintű kommunikáció: A rendszer működésének megőrzéséhez fokozott kommunikációra van szükség a csomópontok között. Ez a folyamat időigényes, és méretezhetőségi problémákhoz vezet.
- Méretezhetőségi problémák: A pBFT-nek problémái vannak a skálázhatósággal, különösen a nagyon kiterjedt hálózatokkal.
- Alacsony biztonság: A pBFT hajlamos a Sybil támadásokra, ahol a hálózat egyik csomópontja úgy tesz, mintha a többi csomópont 51%-a uralná a hálózatot, és rosszindulatú lenne.
Hat népszerű BFT blokklánc-alapú platform
Íme néhány blokklánc, amelyek integrálják a bizánci hibatűrési mechanizmusokat.
1. Bitcoin
A Bitcoin a bizánci hibatűrést a munkakonszenzus protokollján keresztül építi be hálózatába. A blokklánc PoW konszenzus algoritmusa felkéri a blokklánc összes csomópontját, hogy ellenőrizze az adatstruktúrát, a blokk méretét, a blokk időbélyegét, a blokkfejléc hash-ét és az első tranzakciót minden adaton. Ezt a folyamatot adatkivonatolásnak nevezik, számítási teljesítményt használ.
2. Ethereum
Korábban a PoW-t használta, az Ethereum blokklánc PoS rendszerre állt át amely megoldja bizánci problémáit. A hálózati érvényesítők kockára teszik az Ether tokenjeit, és a protokoll becsületes érvényesítőket választ ki a tranzakciók feldolgozására, a blokkok érvényesítésére és a lánc fejére történő szavazásra. A protokoll őszinteségre kényszeríti az érdekelteket, ami megfizethetetlenül költségessé teszi a hálózat támadását.
3. EOS
Az EOSIO blokklánc konszenzust ér el egy aszinkron bizánci hibatűrő (aBFT) és egy delegált tét-igazolási (DPoS) rétegen keresztül. Az aBFT réteg minden tranzakcióblokkot megerősít mindaddig, amíg az az utolsó visszafordíthatatlan blokk (LIB) nem lesz. A DPoS réteg ezután megerősíti a LIB-t, mint a végső, visszafordíthatatlan blokkot.
4. Fodrozódás
A Ripple nem használja sem a PoW, sem a PoS konszenzusos mechanizmusokat. Ehelyett az XRP Ledger Consensus Protocol-t használja, amely egy bizánci hibatűrő konszenzus mechanizmus. A blokklánc továbbra is normálisan működik, ha a nem megbízható érvényesítők kevesebb mint 20%-a az összes érvényesítőnek. Ez a rendszer megakadályozza a dupla költekezést és javítja a blokklánc integritását.
5. Kadena
A Kadena ScalableBFT konszenzusos mechanizmust használ a blokkok megerősítésére. A blokklánc egyesíti a Bitcoin PoW rendszerét a decentralizált többszörös párhuzamos blokklánc konszenzus megváltoztatásával energiahatékony, méretezhető és biztonságos mechanizmusok, amelyek sokkal jobb teljesítményt biztosítanak, mint a Bitcoiné rendszer. Ez a "Chainweb" nevű beállítás lehetővé teszi, hogy a Kadena akár 480 000 tranzakciót hajtson végre másodpercenként (TPS) 20 lánc egyidejű futtatásával.
6. Határozatképesség
A Quorum kriptorendszer konszenzusmechanizmusa az isztambuli bizánci hibatűrés (IBFT) konszenzus mechanizmusa. A QuorumChain a szavazati jogokat csomópontok (validátorok) csoportjára delegálja; az egyik csomópont a blokk megerősítésének kezdeményezésére tesz javaslatot, míg a többi csomópont érvényesíti a blokkot. Ha a készlet csomópontjainak több mint 1/3-a hibásan viselkedik, a blokk nem kerül beillesztésre.
A bizánci hibatűrés jövője fényes
Amíg a kriptovaluták és a blokklánc-technológia továbbra is léteznek, a bizánci hibatűrés és más konszenzusos mechanizmusok is működnek. Ezek a mechanizmusok azonban valószínűleg tovább fognak fejlődni.
Kezdetben az Ethereum PoW segítségével integrálta a BFT-t, de az Ethereum PoW-ról PoS-re váltott, és frissítette BFT algoritmusát. Hasonlóképpen, idővel továbbra is újabb és jobb rendszereket fog látni. Ne feledje, a kriptográfiai tér folyamatosan fejlődik.
