Home-theater-designers
Tillid og sikkerhed er afgørende for blockchain-teknologi - og den byzantinske fejltolerance (BFT) konsensusmekanisme er kernen i en blockchains sikkerhed.
hvordan man får billedtekster på tiktok
BFT sikrer, at blockchains fortsætter med at fungere, selvom nogle netværksdeltagere er upålidelige eller ondsindede. Så hvad er BFT, hvordan fungerer det, og hvorfor er det så afgørende for blockchain-teknologi?
MAKEUSE AF DAGENS VIDEO
Hvad er byzantinsk fejltolerance?
Byzantinsk fejltolerance refererer til et netværks eller systems evne til at fortsætte med at fungere, selv når nogle komponenter er defekte eller har svigtet.
Med et BFT-system fortsætter blockchain-netværk med at fungere eller implementere planlagte handlinger, så længe de fleste netværksdeltagere er pålidelige og ægte. Det betyder, at over halvdelen eller to tredjedele af noderne på blockchain-netværket skal acceptere at validere en transaktion og tilføje den til blokken.
For at kompromitterede noder kan forårsage ondskab på en byzantinsk fejltolerant blockchain, skal de være i flertal. Denne ondskab kan være i form af dobbeltforbrug, en 51% angreb , a Sybil angreb , og så videre.
Byzantinsk fejltolerance inden for blockchain-teknologi stammer fra det byzantinske generelle problem, der var pioneret af Leslie Lamport, Marshall Pease og Robert Shostak. Dette koncept blev fremtrædende, da de udgav et papir med en kopi hostet af Microsoft, kaldet 'The Byzantine Generals Problem (PDF) ' i 1982.
Lamport, Pease og Shostak beskrev tilfældet med en gruppe generaler fra den byzantinske hær, der camperede uden for en fjendtlig by. Hver general havde deres egen hær og havde brug for at kommunikere og træffe en enstemmig beslutning om, hvorvidt de skulle angribe eller trække sig tilbage.
Problemet var at udføre en fælles aktion blandt nogle kompromitterede generaler. Dette dilemma blev kaldt en byzantinsk fejl, og når et system med succes tackler dette problem, siges det at være byzantinsk fejltolerant.
Det byzantinske fejltolerante koncept blev derefter anvendt på cryptocurrency blockchain-netværket. I kryptorummet er generalerne de noder, der validerer kryptotransaktioner.
Hvordan virker den byzantinske fejltolerance?
Decentraliserede netværk implementerer byzantinsk fejltolerance via konsensusregler eller protokoller. Alle noder i netværket skal overholde disse protokoller eller algoritmer, hvis de ønsker at deltage i validering og behandling af transaktioner.
For at en transaktion kan valideres, behandles og tilføjes til en voksende blok, skal de fleste noder være enige om, at transaktionen er autentisk gennem netværkets konsensusalgoritme. Bitcoin, Ethereum og andre proof of work (PoW) og proof of stake (PoS) blockchains anvender BFT-algoritmer.
I PoW-konsensusalgoritmen løser minearbejderne på netværket kryptografiske gåder for at validere og producere blokke, der optager transaktioner. Minearbejderen, der først løser gåderne, vinder retten til at tilføje transaktionen til den voksende blok og tjene blokbelønningen. Men minearbejderen skal offentliggøre bevis for, at de har løst puslespillet for at tilføje blokken.
Mineprocessen i PoW blockchains kræver dyre computere eller minerigge. Disse høje omkostninger afskrækker minearbejdere fra at dele falsk information, fordi andre deltagere ville afvise det. Det reducerer også sandsynligheden for, at ondsindede aktører får kontrol over de fleste noder i systemet.
I mellemtiden skal du med PoS-konsensusmekanismen satse en vis mængde krypto-tokens for at opnå retten til at validere transaktionen. Så, hvis netværksprotokollen vælger dig, kan du tilføje transaktionen til den voksende blok og optjene blokbelønningen.
PoS-systemer løser byzantinske fejl ved hjælp af forskellige metoder. For eksempel bruger Ethereum Casper-algoritmen, som kræver mindst to tredjedele af noderne for at nå til enighed om blokke. I sidste ende har PoS-systemer brug for, at de fleste noder bliver enige om blokke, før de kan tilføjes.
Disse blockchains bruger BFT-konsensusalgoritmer til at modstå de noder i mindretallet, der ikke er enige med konsensus. På denne måde kan blockchain-netværket fortsætte med sin funktion og afvise fejlagtige eller uærlige transaktioner.
Rollen af byzantinsk fejltolerance i Blockchain-teknologi
Blockchain-teknologi er afhængig af byzantinsk fejltolerance af disse grunde:
- BFT holder blockchain-netværket kontinuerligt funktionelt, selv med nogle uenige noder.
- Det holder netværket sikkert og forhindrer ondskab, som kan komme i form af et 51% angreb (eller Sybil-angreb) eller dobbeltforbrug.
Begrænsninger af byzantinsk fejltolerance
Byzantinsk fejltolerance har medført enorme fordele for blockchain-industrien. Systemet har dog stadig problemer, især den praktiske byzantinske fejltolerante konsensusalgoritme (pBFT).
Den praktiske byzantinske fejltolerance er en optimeret form af den originale byzantinske fejltolerance. pBFT fungerer gennem et asynkront system bestående af en primær lederknude og andre backupknudepunkter. I dette system kan de ondsindede noder ikke være mere end de ærlige noder, normalt ikke op til en tredjedel. Noderne kommunikerer altid med hinanden for at sikre, at de fleste noder (de ærlige) er enige om netværkets tilstand.
Nogle begrænsninger af pBFT omfatter følgende:
- Høj kommunikation: For at forblive funktionelt kræver systemet øget kommunikation mellem noderne. Denne proces er tidskrævende og fører til problemer med skalerbarhed.
- Skalerbarhedsproblemer: pBFT har problemer med skalerbarhed, især med netværk, der er meget omfattende.
- Lav sikkerhed: pBFT er tilbøjelig til Sybil-angreb, hvor en node på netværket foregiver at være 51 % af de andre noder for at dominere netværket og forårsage ondskab.
Seks populære BFT Blockchain-baserede platforme
Her er nogle blockchains, der integrerer de byzantinske fejltolerancemekanismer.
1. Bitcoin
Bitcoin inkorporerer byzantinsk fejltolerance i sit netværk gennem proof of work-konsensusprotokollen. Blockchains PoW-konsensusalgoritme giver alle noder på blockchain mandat til at kontrollere datastrukturen, blokstørrelsen, bloktidsstemplet, blokheader-hash og den første transaktion på hver data. Denne proces, kaldet datahashing , bruger regnekraft.
2. Ethereum
Tidligere brugte PoW, Ethereum blockchain er gået over til et PoS-system som løser dets byzantinske problemer. Netværksvalidatorer sætter deres Ether-tokens, og protokollen udvælger ærlige validatorer til at behandle transaktioner, validere blokke og stemme på en leder af en kæde. Protokollen tvinger aktører til at være ærlige, hvilket gør angreb på netværket uoverkommeligt dyrt.
3. EOS
EOSIO blockchain opnår konsensus via et asynkront byzantinsk fejltolerant (aBFT) lag og et delegeret proof of stake (DPoS) lag. aBFT-laget bekræfter hver blok af transaktioner, indtil det er den sidste irreversible blok (LIB). DPoS-laget bekræfter derefter LIB som den sidste, irreversible blok.
hvordan man laver en bevægelig baggrund
4. Ripple
Ripple bruger hverken PoW- eller PoS-konsensusmekanismerne. I stedet bruger den XRP Ledger Consensus Protocol, en byzantinsk fejltolerant konsensusmekanisme. Blockchainen fortsætter med at fungere normalt, hvis de upålidelige validatorer er mindre end 20% af de samlede validatorer. Dette system forhindrer dobbeltforbrug og forbedrer blockchain-integriteten.
5. Kæde
Kadena bruger en ScalableBFT-konsensusmekanisme til at bekræfte blokeringer. Blockchain kombinerer Bitcoins PoW-system med at ændre decentraliserede flere parallelle blockchain-konsensusmekanismer, der er energieffektive, skalerbare og sikre og giver et meget forbedret output end Bitcoins system. Denne opsætning, kaldet 'Chainweb', giver Kadena mulighed for at udføre op til 480.000 transaktioner i sekundet (TPS) med 20 kæder, der kører samtidigt.
6. Kvorum
Konsensusmekanismen for Quorum-kryptosystemet er Istanbul Byzantine Fault Tolerance (IBFT) konsensusmekanisme. QuorumChain delegerer stemmeretten til en pulje af noder (validatorer); én knude gøres til forslagsstilleren til at starte blokbekræftelsen, mens de andre knudepunkter validerer blokken. Hvis mere end 1/3 af noderne i poolen opfører sig forkert, indsættes blokken ikke.
Fremtiden for byzantinsk fejltolerance er lys
Så længe kryptovalutaer og blockchain-teknologi fortsætter med at eksistere, vil byzantinsk fejltolerance og andre konsensusmekanismer også være det. Disse mekanismer vil dog sandsynligvis fortsætte med at udvikle sig.
Oprindeligt integrerede Ethereum BFT ved hjælp af PoW, men Ethereum skiftede fra PoW til PoS og opdaterede sin BFT-algoritme. Ligeledes vil du fortsætte med at se nyere og bedre systemer med tiden. Husk, at kryptorummet er i konstant udvikling.