Що таке Stellar Consensus Protocol мережі Pi?

Джерело: CryptoNewsNet Оригінальна назва: Що таке Stellar Consensus Protocol у Pi Network? Оригінальне посилання:

Основи Stellar Consensus Protocol та Федеративної Візантійської Угоди

Механізм консенсусу Pi Network базується на SCP блокчейну Stellar, впровадженому у 2015 році. SCP був розроблений комп’ютерним науковцем з Стенфорда Девідом Мазієресом і реалізований у мережі Stellar. Замість покладанняся на майнінг або економічні ставки, SCP використовує угоду між вузлами, яка явно визначає, кому вони довіряють.

У центрі SCP знаходиться Федеративна Візантійська Угода (FBA). Традиційні системи візантійської толерантності, такі як PBFT, передбачають фіксований список валідаторів. Це обмежує відкритість і ускладнює глобальну участь. FBA усуває вимогу фіксованого членства. Кожен вузол самостійно обирає свої власні частки кворуму, які є підмножинами інших вузлів, яких він вважає достатніми для досягнення згоди. Кворум — це набір вузлів, де кожен має принаймні одну частку кворуму, повністю включену до цього набору.

Консенсус виникає, коли ці частки перекриваються достатньо для формування кворумів. Безпека залежить від перетину кворумів, тобто будь-які два кворуми повинні мати принаймні одного чесного вузла. Життєздатність залежить від здатності мережі формувати кворуми навіть при виході з ладу деяких вузлів.

Ця модель дозволяє відкриту участь, водночас витримуючи візантійські збої. На практиці SCP може обробляти будь-яку неправильну поведінку, якщо перетин кворумів зберігається після видалення зламаних вузлів.

Основні принципи FBA та SCP

Федеративна Візантійська Угода узагальнює класичну візантійську толерантність без припущення фіксованого набору валідаторів. Кожен вузол визначає довіру локально, а не наслідує її від глобального правила.

Частки кворуму: вузли самостійно визначають, яким іншим вузлам вони довіряють. Ці частки не є однаковими по всій мережі. Вони відображають соціальну, організаційну або операційну довіру.

Перетин кворумів: для безпеки протоколу всі формовані кворуми повинні перетинатися, навіть після видалення зламаних вузлів. Якщо перетин зникає, мережа ризикує конфліктами у рішеннях.

Цілі та зламані вузли: цілі вузли — це ті, що можуть функціонувати правильно після видалення зламаних. Зламані вузли — це технічно чесні, але залежать від зламаних для прогресу, тому втрачають життєздатність.

Виключні набори: формальна модель SCP визначає набори вузлів, які можна видалити, зберігаючи перетин кворумів і доступність. Це дозволяє точно оцінювати толерантність до збоїв без жорстких числових порогів.

Разом ці властивості дають SCP те, що його розробники називають оптимальною безпекою. Згода гарантована, коли вона теоретично можлива за асинхронних умов мережі.

Як SCP досягає консенсусу

SCP досягає згоди у двох окремих фазах для кожного слоту, де слот — це блок або набір транзакцій.

Фаза номінації обирає кандидатне значення. Вузли номінують набори транзакцій за допомогою федеративного голосування. Щоб уникнути хаосу, номінації пріоритезуються за допомогою криптографічних хеш-функцій. З часом цілі вузли сходяться на одному спільному значенні, зазвичай — об’єднанні валідних транзакцій.

Після завершення номінації протокол переходить до фази голосування. Тут вузли голосують за бюлетені, визначені як лічильник і значення. Лічильник зростає, якщо прогрес зупиняється. Вузли проходять етапи підготовки, підтвердження та зовнішнього підтвердження. Значення стає зовнішнім, коли кворум його підтверджує, що робить рішення остаточним.

Усі повідомлення підписані криптографічними ключами. Хеш-функції використовуються як для пріоритезації, так і для об’єднання значень. Ці механізми запобігають підробкам і атакам повтору.

У продуктивних мережах SCP зазвичай досягає остаточності протягом 3–5 секунд. Немає ймовірнісного вікна врегулювання, як у proof-of-work. Після зовнішнього підтвердження значення його неможливо скасувати без порушення перетину кворумів.

Порівняння з іншими механізмами консенсусу

SCP принципово відрізняється від proof of work і proof of stake.

Proof-of-work базується на обчислювальній потужності і припускає, що більшість хеш-ресурсів чесні. Остаточність є ймовірною, а енергоспоживання — високим.

Proof-of-stake ґрунтується на економічній ставці. Згода залежить від припущень про раціональну поведінку і розподіл капіталу.

На відміну від них, SCP базується на явних довірчих відносинах. Він не спалює енергію і не зважує вплив за розміром ставки. Витривалість до збоїв визначається структурою кворуму, а не володінням токенами. Це робить SCP придатним для мереж, що цінують низьку затримку і передбачувану остаточність.

Як Pi Network адаптує SCP

Pi Network не винайшов новий протокол консенсусу. Він адаптує SCP для підтримки великої кількості індивідуальних користувачів, а не невеликої групи інституційних валідаторів. Проєкт базується на відкритому коді Stellar, але змінює спосіб встановлення довіри та нагородження участі.

Найбільш помітна адаптація — використання безпекових колец. Користувачі заохочуються додавати трьох-п’яти довірених контактів. Ці кола об’єднуються у глобальний граф довіри. Вузли використовують цей граф для формування своїх часток кворуму.

Мета — закріпити довіру у реальних людських відносинах, а не в інституціях. Верифікація особистості через KYC-процеси допомагає зменшити кількість атак типу сибіл. У цій моделі довіра передається від перевірених осіб через соціальні зв’язки.

Pi Network також визначає кілька ролей учасників. Піонери — звичайні користувачі додатку, що щодня заходять. Вкладники зміцнюють граф довіри, додаючи контакти. Амбасадори залучають нових користувачів. Вузли запускають SCP-програмне забезпечення на десктопах або ноутбуках і безпосередньо беруть участь у консенсусі. Деякі вузли працюють з відкритими портами і високою доступністю, що збільшує їхній вплив у формуванні кворуму.

Майнінг у Pi Network — це не майнінг у сенсі proof-of-work. Це запланований процес розподілу, координований SCP. Винагороди розподіляються залежно від ролі, активності, часу роботи та внеску у довіру. Майнінгових пулів і конкуренції обчислень немає.

Обробка транзакцій і продуктивність

Транзакції у Pi Network подаються через мобільні додатки і пересилаються вузлам. Вузли перевіряють підписи та історію транзакцій перед включенням у набори номінацій.

Повідомлення консенсусу легкі і обмінюються через стандартні мережеві протоколи. Блоки створюються приблизно кожні п’ять секунд. Початкові цілі мережі коливалися від сотень до низьких тисяч транзакцій за секунду, залежно від участі вузлів і навантаження повідомлень.

Комісії за транзакції здебільшого слугують механізмом пріоритезації, а не джерелом доходу. Ефективність протоколу зумовлена відсутністю майнінгу і малими розмірами повідомлень, необхідних для федеративного голосування.

Властивості безпеки і гарантії

З технічної точки зору, Pi Network успадковує основні гарантії безпеки SCP. Це включає детерміновану остаточність, стійкість до візантійських збоїв за перетином кворумів і криптографічну цілісність повідомлень.

Додатковий соціальний рівень вводить нові компроміси. Безпекові кола і KYC-процеси можуть зменшити кількість фальшивих акаунтів, але створюють залежність від систем верифікації і структури графу довіри. Якщо довіра стане надмірно централізованою або багато користувачів покладуться на кілька вузлів, перетин кворумів може послабитися.

Сам SCP не вимагає глобальної або уніфікованої довіри. Його безпека залежить від налаштувань, зроблених операторами вузлів. Це накладає відповідальність на мережу за заохочення різноманітних і добре з’єднаних часток.

Обмеження та критика

Критики впровадження консенсусу Pi Network зосереджуються на децентралізації та масштабованості.

На ранніх етапах кілька основних вузлів відігравали значну роль у підтримці перетину кворумів. Це створює враження централізації, хоча базовий протокол підтримує децентралізацію.

Масштабованість також викликає питання. З ростом кількості вузлів зростає складність повідомлень. SCP доведений у виробництві на Stellar, але акцент Pi Network на індивідуально керованих вузлах вводить варіативність у часі роботи і з’єднаності.

Висновок

Використання Pi Network Stellar Consensus Protocol — це спроба застосувати добре вивчений модель консенсусу у масовому, мобільно-орієнтованому середовищі. SCP забезпечує швидку остаточність, низьке енергоспоживання і формальні гарантії безпеки через Федеративну Візантійську Угоду. Pi Network розширює цю основу, інтегруючи соціальну довіру і верифікацію особистості у формування кворумів і розподіл нагород.

Результат — система, що ставить у пріоритет доступність і людську участь, спираючись на перевірені дослідження у галузі консенсусу. Її сильні та слабкі сторони закладені не у неперевіреній криптографії, а у налаштуваннях, мережевих інцентивах і управлінні. Розуміння цих механізмів важливе для оцінки Pi Network з технічної точки зору, а не на основі спекуляцій або маркетингових наративів.