Pi Network's Stellar Consensus Protocol là gì?

Nguồn: CryptoNewsNet Tiêu đề gốc: What is Pi Network’s Stellar Consensus Protocol? Liên kết gốc:

Nền tảng của Stellar Consensus Protocol và Thỏa thuận Byzantine Liên kết

Cơ chế đồng thuận của Pi Network dựa trên SCP của blockchain Stellar, được giới thiệu vào năm 2015. SCP được thiết kế bởi nhà khoa học máy tính Stanford David Mazières và triển khai trên mạng Stellar. Thay vì dựa vào khai thác hoặc cổ phần kinh tế, SCP sử dụng sự đồng thuận giữa các nút xác định rõ ràng ai là người họ tin tưởng.

Ở cốt lõi của SCP là Thỏa thuận Byzantine Liên kết (FBA). Các hệ thống Chịu lỗi Byzantine truyền thống, như PBFT, giả định danh sách xác thực cố định. Giả định đó hạn chế tính mở và làm cho sự tham gia toàn cầu trở nên khó khăn. FBA loại bỏ yêu cầu thành viên cố định. Mỗi nút tự chọn các phần của nhóm đồng thuận của riêng mình, gọi là các phần của quorum, là các tập hợp con của các nút khác mà nó coi là đủ để đạt được sự đồng thuận. Một quorum là một tập hợp các nút trong đó mỗi thành viên có ít nhất một phần của quorum hoàn toàn nằm trong tập hợp đó.

Sự đồng thuận xuất hiện khi các phần này chồng chéo đủ để hình thành quorum. An toàn phụ thuộc vào sự giao nhau của quorum, nghĩa là bất kỳ hai quorum nào cũng phải chia sẻ ít nhất một nút trung thực. Tính khả dụng phụ thuộc vào khả năng của mạng trong việc hình thành quorum ngay cả khi một số nút thất bại.

Mô hình này cho phép tham gia mở rộng trong khi vẫn chịu lỗi Byzantine. Trong thực tế, SCP có thể xử lý hành vi lỗi tùy ý miễn là sự giao nhau của quorum giữ nguyên sau khi loại bỏ các nút lỗi.

Nguyên tắc cốt lõi của FBA và SCP

Thỏa thuận Byzantine Liên kết tổng quát hóa khả năng chịu lỗi Byzantine cổ điển mà không giả định một tập xác thực cố định. Mỗi nút xác định sự tin tưởng của riêng mình thay vì kế thừa từ quy tắc toàn cục.

Các phần của quorum: Các nút tự quyết định những nút khác mà họ dựa vào. Các phần này không đồng nhất trên toàn mạng. Chúng phản ánh sự tin tưởng xã hội, tổ chức hoặc vận hành.

Giao nhau của quorum: Để giao thức an toàn, tất cả các quorum có thể hình thành phải giao nhau, ngay cả sau khi loại bỏ các nút lỗi. Nếu sự giao nhau thất bại, mạng có nguy cơ đưa ra các quyết định mâu thuẫn.

Nút nguyên vẹn và nút bị ô uế: Nút nguyên vẹn là những nút vẫn có thể hoạt động chính xác sau khi loại bỏ các nút lỗi. Nút bị ô uế là những nút trung thực về mặt kỹ thuật nhưng phụ thuộc vào các nút lỗi để tiến trình, do đó mất khả năng khả dụng.

Các tập hợp có thể bỏ qua: Mô hình chính thức của SCP định nghĩa các tập hợp các nút có thể bị loại bỏ mà vẫn giữ được sự giao nhau của quorum và khả năng truy cập. Điều này cho phép quy trình lý luận về khả năng chịu lỗi mà không cần ngưỡng số cố định.

Cùng nhau, các đặc tính này mang lại cho SCP điều mà các nhà thiết kế gọi là an toàn tối ưu. Sự đồng thuận được đảm bảo bất cứ khi nào nó có thể xảy ra về lý thuyết trong điều kiện mạng bất đồng bộ.

Cách SCP đạt được sự đồng thuận

SCP đạt được sự đồng thuận trong hai giai đoạn riêng biệt cho mỗi khe, trong đó khe đại diện cho một khối hoặc tập hợp giao dịch.

Giai đoạn đề cử chọn ra một giá trị ứng cử viên. Các nút đề cử các tập hợp giao dịch bằng cách bỏ phiếu liên kết. Để tránh hỗn loạn, các đề cử được ưu tiên sử dụng hàm băm mật mã. Theo thời gian, các nút nguyên vẹn hội tụ về cùng một giá trị tổng hợp, thường là hợp nhất các giao dịch hợp lệ.

Sau khi đề cử hội tụ, quy trình chuyển sang giai đoạn bỏ phiếu. Ở đây, các nút bỏ phiếu trên các phiếu bầu được định nghĩa là một bộ đếm và một giá trị. Bộ đếm tăng lên nếu tiến trình bị đình trệ. Các nút trải qua các bước chuẩn bị, cam kết và xác nhận. Một giá trị được xác nhận khi một quorum xác nhận, làm cho quyết định trở thành cuối cùng.

Tất cả các tin nhắn đều được ký bằng khóa mật mã. Hàm băm được sử dụng cả để ưu tiên và để kết hợp các giá trị. Các cơ chế này ngăn chặn giả mạo và các cuộc tấn công phát lại.

Trong các mạng vận hành, SCP thường đạt được tính cuối cùng trong vòng 3 đến 5 giây. Không có cửa sổ xác nhận xác suất như trong bằng chứng công việc. Một khi giá trị được xác nhận, nó không thể bị đảo ngược mà không vi phạm sự giao nhau của quorum.

So sánh với các cơ chế đồng thuận khác

SCP khác biệt cơ bản so với bằng chứng công việc và bằng chứng cổ phần.

Bằng chứng công việc dựa trên sức mạnh tính toán và giả định rằng phần lớn sức mạnh băm là trung thực. Tính cuối cùng mang tính xác suất, và tiêu thụ năng lượng cao.

Bằng chứng cổ phần dựa trên cổ phần kinh tế. Sự đồng thuận phụ thuộc vào giả định về hành vi hợp lý và phân phối vốn.

Ngược lại, SCP dựa trên các mối quan hệ tin tưởng rõ ràng. Nó không tiêu thụ năng lượng và không cân nhắc ảnh hưởng theo kích thước cổ phần. Khả năng chịu lỗi được xác định bởi cấu trúc quorum thay vì sở hữu token. Điều này khiến SCP phù hợp với các mạng ưu tiên độ trễ thấp và tính cuối cùng dự đoán được.

Cách Pi Network thích ứng SCP

Pi Network không phát minh ra một giao thức đồng thuận mới. Nó thích ứng SCP để hỗ trợ một số lượng lớn người dùng cá nhân thay vì một nhóm nhỏ các xác thực tổ chức. Dự án dựa trên mã nguồn mở của Stellar trong khi điều chỉnh cách thiết lập sự tin tưởng và thưởng cho sự tham gia.

Điều chỉnh rõ ràng nhất là việc sử dụng các vòng an toàn. Người dùng được khuyến khích thêm ba đến năm liên hệ đáng tin cậy. Các vòng này tập hợp thành một đồ thị tin cậy toàn cầu. Các nút sử dụng đồ thị này để định hình cấu hình phần của quorum.

Ý định là neo sự tin tưởng vào các mối quan hệ xã hội thực thay vì các tổ chức. Xác minh danh tính qua các quy trình biết khách hàng giúp giảm các cuộc tấn công sybil. Trong mô hình này, sự tin tưởng chảy từ các cá nhân đã xác minh qua các kết nối xã hội.

Pi Network cũng định nghĩa nhiều vai trò người tham gia. Pioneers là người dùng ứng dụng bình thường đăng nhập hàng ngày. Các cộng tác viên củng cố đồ thị tin cậy bằng cách thêm liên hệ. Đại sứ tuyển dụng người dùng mới. Các nút chạy phần mềm SCP trên máy tính để bàn hoặc laptop và tham gia trực tiếp vào đồng thuận. Một số nút hoạt động với cổng mở và khả năng sẵn sàng cao hơn, tăng ảnh hưởng của chúng trong việc hình thành quorum.

Việc khai thác trong Pi Network không phải khai thác theo nghĩa của bằng chứng công việc. Nó là một quá trình phân phối theo lịch trình được điều phối bởi SCP. Phần thưởng được phân bổ dựa trên vai trò, hoạt động, thời gian hoạt động và đóng góp tin cậy. Không có nhóm khai thác và không có tính toán cạnh tranh.

Xử lý giao dịch và hiệu suất

Giao dịch trong Pi Network được gửi qua ứng dụng di động và chuyển tiếp đến các nút. Các nút xác thực chữ ký và lịch sử giao dịch trước khi đưa vào các bộ đề cử.

Các tin nhắn đồng thuận nhẹ và trao đổi qua mạng tiêu chuẩn. Các khối được tạo ra khoảng mỗi năm giây. Các mục tiêu ban đầu của mạng dao động từ hàng trăm đến vài nghìn giao dịch mỗi giây, tùy thuộc vào sự tham gia của nút và overhead của tin nhắn.

Phí giao dịch chủ yếu phục vụ như một cơ chế ưu tiên hơn là nguồn doanh thu. Hiệu quả của quy trình đến từ việc không có khai thác và kích thước tin nhắn nhỏ cần cho bỏ phiếu liên kết.

Các đặc tính an ninh và đảm bảo

Về mặt kỹ thuật, Pi Network kế thừa các đảm bảo an ninh cốt lõi của SCP. Bao gồm tính cuối cùng xác định, khả năng chống lỗi Byzantine dưới sự giao nhau của quorum, và tính toàn vẹn mật mã của các tin nhắn.

Lớp xã hội bổ sung mang lại các đánh đổi mới. Các vòng an toàn và quy trình KYC có thể giảm thiểu các tài khoản giả mạo, nhưng cũng tạo ra phụ thuộc vào hệ thống xác minh và cấu trúc của đồ thị tin cậy. Nếu sự tin tưởng trở nên quá tập trung hoặc nhiều người dùng dựa vào một số ít nút, khả năng giao nhau của quorum có thể bị yếu đi.

SCP tự nó không yêu cầu sự tin tưởng phải toàn cầu hoặc đồng nhất. An toàn của nó phụ thuộc vào các lựa chọn cấu hình do các nhà vận hành nút thực hiện. Điều này đặt trách nhiệm cho mạng trong việc khuyến khích các phần của quorum đa dạng và kết nối tốt.

Hạn chế và phê phán

Một số phê phán về việc triển khai đồng thuận của Pi Network tập trung vào phân quyền và quy mô.

Trong các giai đoạn đầu, một số nút cốt lõi đã đóng vai trò quan trọng trong duy trì sự giao nhau của quorum. Điều này tạo ra nhận thức về kiểm soát trung tâm, ngay cả khi quy trình cơ bản hỗ trợ phân quyền.

Khả năng mở rộng cũng là một mối quan tâm. Khi số lượng nút tăng lên, độ phức tạp của tin nhắn cũng tăng. SCP đã được chứng minh trong thực tế trên Stellar, nhưng việc Pi Network nhấn mạnh các nút vận hành cá nhân mang lại sự biến đổi về thời gian hoạt động và kết nối.

Kết luận

Việc Pi Network sử dụng Stellar Consensus Protocol thể hiện nỗ lực áp dụng mô hình đồng thuận đã được nghiên cứu kỹ lưỡng vào môi trường thị trường đại chúng, hướng tới di động. SCP cung cấp tính cuối cùng nhanh, tiêu thụ ít năng lượng và các đảm bảo an toàn chính thức qua Thỏa thuận Byzantine Liên kết. Pi Network mở rộng khung này bằng cách tích hợp sự tin tưởng xã hội và xác minh danh tính vào việc hình thành quorum và phân phối phần thưởng.

Kết quả là một hệ thống ưu tiên khả năng tiếp cận và sự tham gia của con người trong khi dựa trên nghiên cứu đồng thuận đã được xác minh. Điểm mạnh và điểm yếu của nó không nằm ở cryptography chưa được kiểm chứng mà ở các lựa chọn cấu hình, khuyến khích mạng và quản trị. Hiểu rõ các cơ chế này là điều cần thiết để đánh giá Pi Network dựa trên các tiêu chí kỹ thuật chứ không phải dựa trên phỏng đoán hoặc câu chuyện tiếp thị.