by cryptoblog Sumber : Near
Komponen utama dari setiap blockchain adalah konsensus. Intinya, Blockchain adalah sistem penyimpanan terdistribusi di mana setiap anggota jaringan harus menyetujui informasi apa yang disimpan di sana. Konsensus adalah protokol yang digunakan untuk mencapai kesepakatan ini.
Algoritma konsensus biasanya melibatkan:
Pemilihan. Bagaimana satu set node (atau node tunggal) dipilih pada saat tertentu untuk membuat keputusan.
Perjanjian. Apa protokol yang digunakan kumpulan node terpilih untuk menyetujui keadaan blockchain saat ini dan transaksi yang baru ditambahkan.
Dalam artikel ini, saya ingin membahas bagian pertama (Pemilihan) dan meninggalkan mekanisme kesepakatan yang tepat untuk artikel berikutnya.
Bukti Kerja:
Contoh: Bitcoin, Ethereum
Kejeniusan Nakamoto memberi dunia konsensus Proof of Work (PoW). Metode ini memungkinkan peserta dalam sistem terdistribusi besar untuk mengidentifikasi siapa pemimpinnya pada setiap titik waktu. Untuk menjadi seorang pemimpin, semua orang berlomba untuk menghitung teka-teki yang rumit dan siapa pun yang sampai di sana terlebih dahulu akan mendapatkan hadiah. Pemimpin ini kemudian menerbitkan apa yang mereka yakini sebagai keadaan baru jaringan dan siapa pun dapat dengan mudah membuktikan bahwa pemimpin melakukan pekerjaan ini dengan benar.
Ada tiga kelemahan utama dari metode ini:
Penggabungan. Karena keacakan yang terlibat dalam menemukan jawaban atas teka-teki kriptografi yang memecahkan blok tertentu, akan bermanfaat bagi sekelompok besar pekerja independen untuk mengumpulkan sumber daya dan menemukan jawabannya dengan lebih dapat diprediksi. Dengan pooling, jika ada orang di pool yang menemukan jawabannya, semua anggota pool mendapatkan sebagian kecil dari hadiah. Ini meningkatkan kemungkinan pembayaran pada saat tertentu meskipun setiap hadiah jauh lebih kecil. Sayangnya, penyatuan mengarah ke sentralisasi. Misalnya diketahui bahwa 53%+ jaringan Bitcoin dikendalikan hanya oleh 3 kumpulan.
Garpu. Garpu adalah hal yang wajar dalam kasus konsensus Nakamoto, karena mungkin ada banyak entitas yang menemukan jawabannya dalam beberapa detik yang sama. Garpu yang pada akhirnya dipilih adalah yang akhirnya diadopsi oleh lebih banyak peserta jaringan lainnya. Hal ini menyebabkan penantian yang lebih lama hingga transaksi dapat dianggap “final”, karena seseorang tidak pernah dapat memastikan bahwa blok terakhir saat ini adalah blok yang dibangun oleh sebagian besar jaringan.
Energi yang terbuang. Sejumlah besar mesin yang disesuaikan beroperasi di seluruh dunia hanya melakukan perhitungan demi mengidentifikasi siapa yang harus menjadi pemimpin blok berikutnya, mengkonsumsi lebih banyak listrik daripada seluruh Denmark. Islandia misalnya menghabiskan persentase yang signifikan dari semua listrik yang dihasilkan untuk menambang Bitcoin.
Bukti Pasak.
Contoh: EOS, Steemit, Bitshares
Alternatif yang paling banyak diadopsi untuk Proof of Work adalah Proof of Stake (PoS). Sebagai gambaran, itu berarti bahwa setiap node dalam sistem berpartisipasi dalam pengambilan keputusan secara proporsional dengan jumlah uang yang mereka miliki.
Salah satu cara utama menggunakan PoS dalam praktik disebut Delegated Proof of Stake (DPoS). Dalam sistem ini, seluruh jaringan memilih “delegasi” — peserta yang memelihara jaringan dan membuat semua keputusan atas nama anggota lainnya. Bergantung pada implementasinya, delegasi harus secara pribadi mempertaruhkan sejumlah besar uang atau menggunakannya untuk mengkampanyekan pemilihan mereka. Kedua hal ini berarti bahwa hanya individu atau konsorsium berpenghasilan tinggi yang dapat didelegasikan.
Secara teori, ini sangat mirip dengan cara kerja ekuitas di perusahaan. Dalam hal itu, pemegang ekuitas kecil berpartisipasi dalam pemilihan dan memilih sejumlah kecil pembuat keputusan (dewan direksi), yang biasanya merupakan pemegang ekuitas besar. Pemegang ekuitas besar ini kemudian membuat semua keputusan besar atas nama semua pemegang saham.
Bergantung pada spesifikasi konsensus itu sendiri, sistem Proof of Stake dapat menangani percabangan dan energi yang terbuang yang bermasalah dengan Proof of Work. Metode ini masih memiliki kelemahan sentralisasi karena sejumlah kecil node individu (EOS) atau kumpulan yang dikendalikan secara terpusat akhirnya berpartisipasi dalam pemeliharaan jaringan. Juga, dalam implementasi khusus DPoS, fakta bahwa semua delegasi saling mengenal berarti pemotongan (menghukum delegasi karena kesalahan dengan mengambil saham mereka) mungkin tidak terjadi karena mayoritas delegasi harus memilihnya.
Pada akhirnya, faktor-faktor ini berarti bahwa sekelompok kecil orang kaya menjadi semakin kaya, melanggengkan beberapa masalah sistemik yang dibuat untuk diatasi oleh blockchain.
Bukti Kepemilikan Ambang Batas:
Contoh: DEKAT
DEKAT menggunakan mekanisme pemilihan yang disebut Thresholded Proof of Stake (TPoS). Gagasan umumnya adalah bahwa kami menginginkan cara deterministik untuk memiliki sejumlah besar peserta yang memelihara pemeliharaan jaringan sehingga meningkatkan desentralisasi, keamanan, dan menetapkan distribusi imbalan yang adil. Alternatif terdekat dari metode kami adalah lelang, di mana orang menawar untuk sejumlah barang tetap dan pada akhirnya tawaran N teratas menang, sambil menerima sejumlah barang sebanding dengan ukuran tawaran mereka.
Dalam kasus kami, kami ingin sekelompok besar peserta (kami menyebutnya “saksi”) untuk dipilih untuk membuat keputusan selama s
interval waktu tertentu (kami default ke satu hari). Setiap interval dibagi menjadi sejumlah besar slot blok (kami default ke 1440 slot, satu setiap menit) dengan jumlah saksi yang cukup besar per setiap blok (default ke 1024). Dengan default ini, kami akhirnya harus mengisi 1.474.560 kursi saksi individu.
Contoh pemilihan saksi melalui proses TPoS
Setiap kursi saksi ditentukan oleh pancang semua peserta yang mengindikasikan mereka ingin menandatangani blok. Misalnya, jika 1.474.560 peserta masing-masing mempertaruhkan 10 token, maka setiap kursi individu bernilai 10 token dan setiap peserta akan memiliki satu kursi. Sebagai alternatif, jika 10 peserta masing-masing mempertaruhkan 1.474.560 token, kursi individu masih berharga 10 token dan setiap peserta diberikan 147.456 kursi. Secara formal, jika X adalah harga kursi dan {Wi} dipertaruhkan oleh masing-masing peserta:
Rumus untuk mengidentifikasi ambang kursi saksi tunggal
Untuk berpartisipasi dalam pemeliharaan jaringan (menjadi saksi), setiap akun dapat mengajukan transaksi khusus yang menunjukkan berapa banyak uang yang ingin dipertaruhkan. Segera setelah transaksi itu diterima, jumlah uang yang ditentukan dikunci setidaknya selama 3 hari. Pada akhirnya, semua usulan saksi baru dikumpulkan bersama dengan semua peserta yang menandatangani blok pada siang hari. Dari sana, kami mengidentifikasi biaya untuk satu kursi (dengan rumus di atas), mengalokasikan sejumlah kursi untuk semua orang yang telah mempertaruhkan setidaknya jumlah tersebut dan melakukan permutasi pseudorandom.
Protokol NEAR menggunakan penghargaan blok inflasi dan biaya transaksi untuk memberi insentif kepada saksi untuk berpartisipasi dalam penandatanganan blok. Secara khusus, kami mengusulkan tingkat inflasi untuk didefinisikan sebagai persentase dari jumlah total token. Ini mendorong HODLers untuk menjalankan node yang berpartisipasi untuk mempertahankan bagian mereka dalam nilai jaringan.
Pada saat peserta mendaftar menjadi saksi, sebagian uangnya dikunci dan tidak dapat dibelanjakan. Pasak masing-masing saksi dibuka kuncinya sehari setelah saksi berhenti berpartisipasi dalam tanda tangan blok. Jika selama ini saksi menandatangani dua blok yang bersaing, taruhannya akan hangus kepada peserta yang memperhatikan dan membuktikan tanda ganda.
Keuntungan utama dari mekanisme pemilihan saksi ini adalah:
Tidak perlu penyatuan. Tidak ada alasan untuk menggabungkan taruhan atau sumber daya komputasi karena hadiah berbanding lurus dengan taruhan. Dengan kata lain, dua akun yang masing-masing memegang 10 token akan memberikan pengembalian yang sama dengan 20 token dalam satu akun. Satu-satunya pengecualian jika Anda memiliki lebih sedikit token maka ambang batas, yang dinetralkan oleh jumlah saksi terpilih yang sangat besar.
Kurang Forking. Percabangan hanya mungkin terjadi jika ada pemisahan jaringan yang serius (bila ada kurang dari ⅓ musuh). Dalam operasi normal, pengguna dapat mengamati jumlah tanda tangan di blok tersebut dan, jika ada lebih dari ⅔+1, blok tersebut tidak dapat diubah. Dalam kasus pemisahan jaringan, peserta dapat dengan jelas mengamati pemisahan tersebut dengan memahami berapa banyak tanda tangan yang ada versus berapa banyak yang seharusnya. Misalnya, jika jaringan bercabang maka mayoritas peserta jaringan akan mengamati blok dengan tanda tangan kurang dari ⅔ (tetapi mungkin lebih dari ½) dan dapat memilih untuk menunggu jumlah blok yang cukup sebelum menyimpulkan bahwa blok di masa lalu tidak mungkin dibalik. Minoritas peserta jaringan akan melihat blok dengan tanda tangan kurang dari ½, dan akan memiliki bukti yang jelas bahwa pemisahan jaringan mungkin berlaku, dan akan mengetahui bahwa blok mereka kemungkinan besar akan ditimpa dan tidak boleh digunakan untuk finalitas.
Keamanan. Menulis ulang satu blok atau melakukan serangan jarak jauh sangat sulit dilakukan karena seseorang harus mendapatkan kunci privat dari saksi yang memegang ⅔ dari jumlah total taruhan selama dua hari di masa lalu. Ini dengan asumsi bahwa setiap saksi berpartisipasi hanya untuk satu hari, yang jarang terjadi karena insentif ekonomi untuk terus berpartisipasi jika mereka memegang token di akun.
Beberapa kelemahan dari pendekatan ini:
Saksi sudah dikenal sebelumnya sehingga penyerang dapat mencoba melakukan DDoS kepada mereka. Dalam kasus kami, ini sangat sulit karena sebagian besar saksi berada di ponsel di belakang NAT dan tidak menerima koneksi masuk. Menyerang relai tertentu hanya akan menyebabkan ponsel yang terpengaruh terhubung kembali ke rekan mereka.
Di PoS, hadiah total dibagi antara kumpulan saksi saat ini, yang membuatnya sedikit tidak menguntungkan bagi mereka untuk menyertakan saksi baru. Dalam pendekatan kami, kami menambahkan insentif ekstra untuk memasukkan transaksi saksi baru ke dalam blok.
Sistem ini adalah kerangka kerja yang dapat menggabungkan sejumlah perbaikan lainnya juga. Kami sangat senang dengan penelitian Dfinity dan AlgoRand dalam menggunakan Fungsi Acak yang Dapat Diverifikasi untuk memilih subkumpulan saksi secara acak untuk menghasilkan blok berikutnya, yang membantu melindungi dari DDoS dan mengurangi persyaratan untuk melacak siapa yang menjadi saksi pada waktu tertentu.
Di postingan mendatang dari thiSeri ini, kami akan membahas bagian Perjanjian dari algoritme konsensus kami, sharding negara dan transaksi, serta desain kontrak cerdas terdistribusi.
