Что такое Stellar Consensus Protocol сети Pi?

Источник: CryptoNewsNet Оригинальный заголовок: Что такое Stellar Consensus Protocol в Pi Network? Оригинальная ссылка:

Основы Stellar Consensus Protocol и федеративного соглашения по Бейту

Механизм консенсуса Pi Network основан на SCP (Stellar Consensus Protocol), представленном в 2015 году в блокчейне Stellar. SCP был разработан специалистом по компьютерным наукам из Стэнфорда Дэвидом Мазьересом и реализован в сети Stellar. Вместо использования майнинга или экономических ставок, SCP использует согласие между узлами, которое явно определяет, кому они доверяют.

В основе SCP лежит федеративное бейтовское соглашение (FBA). Традиционные системы устойчивости к бейтовским сбоям, такие как PBFT, предполагают фиксированный список валидаторов. Это ограничивает открытость и усложняет глобальное участие. FBA устраняет требование фиксированного членства. Каждый узел самостоятельно выбирает свои собственные кворумные срезы, которые являются подмножествами других узлов, которых он считает достаточными для достижения согласия. Кворум — это набор узлов, где каждый участник имеет хотя бы один кворумный срез, полностью входящий в этот набор.

Консенсус возникает, когда эти срезы пересекаются достаточно, чтобы сформировать кворумы. Безопасность зависит от пересечения кворумов, то есть любые два кворума должны иметь хотя бы одного честного узла. Жизнеспособность зависит от способности сети формировать кворумы даже при отказе некоторых узлов.

Эта модель позволяет открытому участию, одновременно обеспечивая устойчивость к бейтовским сбоям. На практике SCP может справляться с произвольным неправильным поведением, пока после удаления сбойных узлов сохраняется пересечение кворумов.

Основные принципы FBA и SCP

Федеративное бейтовское соглашение обобщает классическую устойчивость к бейтовским сбоям, не предполагая фиксированный набор валидаторов. Каждый узел определяет доверие локально, а не наследует его от глобального правила.

Кворумные срезы: узлы самостоятельно решают, на каких других узлах они полагаются. Эти срезы не являются одинаковыми по всей сети. Они отражают социальное, организационное или операционное доверие.

Пересечение кворумов: для безопасности протокола все формирующиеся кворумы должны пересекаться, даже после удаления сбойных узлов. Если пересечение нарушается, сеть рискует конфликтующими решениями.

Целые и поврежденные узлы: целые узлы — это те, которые могут продолжать правильно функционировать после удаления сбойных узлов. Поврежденные узлы — это технически честные, но зависящие от сбойных узлов для прогресса, и поэтому теряют живучесть.

Распределяемые множества: формальная модель SCP определяет множества узлов, которые можно удалить, сохраняя пересечение кворумов и доступность. Это позволяет протоколу точно оценивать устойчивость к сбоям без жесткого числового порога.

В совокупности эти свойства дают SCP то, что его создатели называют оптимальной безопасностью. Согласие гарантируется, когда оно теоретически возможно в условиях асинхронной сети.

Как SCP достигает консенсуса

SCP достигает согласия в два этапа для каждого слота, где слот — это блок или набор транзакций.

Этап номинации выбирает кандидатное значение. Узлы выдвигают транзакционные наборы с помощью федеративного голосования. Чтобы избежать хаоса, номинации приоритезируются с помощью криптографических хеш-функций. Со временем целые узлы сходятся на одном объединенном значении, обычно объединении допустимых транзакций.

После достижения согласия по номинации протокол переходит к этапу голосования. Здесь узлы голосуют за бюллетени, определяемые счетчиком и значением. Счетчик увеличивается, если прогресс останавливается. Узлы проходят этапы подготовки, подтверждения и внешней фиксации. Значение считается внешне зафиксированным, когда кворум подтверждает его, делая решение окончательным.

Все сообщения подписываются криптографическими ключами. Хеш-функции используются как для приоритезации, так и для объединения значений. Эти механизмы предотвращают подделки и атаки повтором.

В производственных сетях SCP обычно достигает финальности за 3–5 секунд. Нет вероятностного окна урегулирования, как в proof-of-work. После внешней фиксации значение нельзя отменить без нарушения пересечения кворумов.

Сравнение с другими механизмами консенсуса

SCP принципиально отличается от proof of work и proof of stake.

Proof-of-work опирается на вычислительную мощность и предполагает, что большинство хеш-ресурсов честны. Финальность является вероятностной, а энергопотребление — высоким.

Proof-of-stake основывается на экономической ставке. Согласие зависит от предположений о рациональном поведении и распределении капитала.

В отличие от них, SCP опирается на явные доверительные отношения. Он не расходует энергию и не учитывает влияние по размеру ставки. Устойчивость к сбоям определяется структурой кворума, а не владением токенами. Это делает SCP подходящим для сетей, ориентированных на низкую задержку и предсказуемую финальность.

Как Pi Network адаптирует SCP

Pi Network не изобрел новый протокол консенсуса. Он адаптирует SCP для поддержки большой аудитории индивидуальных пользователей, а не небольшой группы институциональных валидаторов. Проект основывается на открытом исходном коде Stellar, при этом изменяя способы установления доверия и поощрения участия.

Самое заметное изменение — использование security circles (кругов доверия). Пользователям рекомендуется добавлять трех-пяти доверенных контактов. Эти круги объединяются в глобальный граф доверия. Узлы используют этот граф для настройки своих кворумных срезов.

Цель — закрепить доверие в реальных человеческих отношениях, а не в институтах. Верификация личности через процедуры KYC помогает снизить риск атак типа «сильвил». В этой модели доверие исходит от проверенных лиц через социальные связи.

Pi Network также определяет несколько ролей участников. Пионеры — обычные пользователи, входящие ежедневно. Вкладчики укрепляют граф доверия, добавляя контакты. Послы привлекают новых пользователей. Узлы запускают SCP на десктопах или ноутбуках и участвуют непосредственно в консенсусе. Некоторые узлы работают с открытыми портами и высокой доступностью, увеличивая их влияние при формировании кворумов.

Майнинг в Pi Network — это не майнинг в смысле proof-of-work. Это запланированный процесс распределения, координируемый SCP. Вознаграждения распределяются в зависимости от роли, активности, времени работы и вклада в доверие. Нет майнинговых пулов и конкурирующих вычислений.

Обработка транзакций и производительность

Транзакции в Pi Network отправляются через мобильные приложения и передаются узлам. Узлы проверяют подписи и историю транзакций перед включением их в номинационные наборы.

Сообщения консенсуса легкие и передаются по стандартным сетевым протоколам. Блоки создаются примерно каждые пять секунд. Первоначальные цели сети — от сотен до нескольких тысяч транзакций в секунду, в зависимости от участия узлов и нагрузки сообщений.

Транзакционные сборы служат скорее механизмом приоритезации, чем источником дохода. Эффективность протокола достигается за счет отсутствия майнинга и небольшого размера сообщений, необходимых для федеративного голосования.

Свойства безопасности и гарантии

С технической точки зрения, Pi Network наследует основные гарантии безопасности SCP. Включая детерминированную финальность, устойчивость к бейтовским сбоям при пересечении кворумов и криптографическую целостность сообщений.

Дополнительный социальный слой вводит новые компромиссы. Круги доверия и процессы KYC могут снизить распространенность фальшивых аккаунтов, но создают зависимости от систем верификации и структуры графа доверия. Если доверие станет чрезмерно централизованным или многие пользователи будут полагаться на небольшой набор узлов, пересечение кворумов может ослабнуть.

Сам SCP не требует, чтобы доверие было глобальным или однородным. Его безопасность зависит от настроек, сделанных операторами узлов. Это накладывает ответственность на сеть за поощрение разнообразных и хорошо связных срезов.

Ограничения и критика

Некоторые критики реализации консенсуса Pi Network сосредоточены на децентрализации и масштабируемости.

На ранних этапах ограниченное число основных узлов играло значительную роль в поддержании пересечения кворумов. Это создает впечатление централизованного контроля, хотя протокол изначально поддерживает децентрализацию.

Масштабируемость — еще одна проблема. По мере роста числа узлов увеличивается сложность сообщений. SCP доказан в производстве на Stellar, но акцент Pi Network на индивидуально управляемых узлах вводит вариативность в время работы и соединение.

Заключение

Использование Pi Network Stellar Consensus Protocol — это попытка применить хорошо изученную модель консенсуса в массовой, мобильной среде. SCP обеспечивает быструю финальность, низкое энергопотребление и формальные гарантии безопасности через федеративное бейтовское соглашение. Pi Network расширяет эту основу, внедряя социальное доверие и верификацию личности в формирование кворумов и распределение наград.

В результате получается система, ориентированная на доступность и участие человека, при этом опирающаяся на проверенные исследования в области консенсуса. Ее сильные и слабые стороны обусловлены не криптографическими новшествами, а настройками, сетевыми стимулами и управлением. Понимание этих механизмов важно для оценки Pi Network с технической точки зрения, а не на основе спекуляций или маркетинговых нарративов.