Πώς το MIT εντάχθηκε στο Ethereum στον αγώνα για το PoS Blockchain

Όπως αναφέρθηκε από την Cointelegraph στις 24 Ιανουαρίου, η υπηρεσία Τύπου του Τεχνικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (MIT) ανακοίνωσε την ανάπτυξη ενός νέου σχεδίου κρυπτογράφησης με βάση το πρωτόκολλο proof-of-stake (PoS).

Ethereum – ο πλησιέστερος ανταγωνιστής του Algorand, σύμφωνα με το υπάρχουσες εκτιμήσεις – θα ξεκινήσει το σύστημα PoS του κάποια στιγμή μεταξύ 2019 και 2021. Οι προγραμματισμένες ενημερώσεις που απαιτούνται για τη σταδιακή μετάβαση από το proof-of-work (PoW) σε έναν αλγόριθμο PoS έχουν αναβληθεί τακτικά από το Ίδρυμα Ethereum λόγω τρωτών σημείων και αστοχιών στη διαδικασία της αναβάθμισης του δικτύου.

Trilemma: Είναι όλα σχετικά με την επεκτασιμότητα

Ο όρος «τρίλιμμα» ήταν ο πρώτος μεταχειρισμένος από τον Vitalik Buterin όταν αναφέρεται στο φαινόμενο όταν μόνο δύο από τις ακόλουθες παραμέτρους μπορούν να επιτευχθούν ταυτόχρονα στο πλαίσιο του blockchain 一 ασφάλεια, αποκέντρωση και επεκτασιμότητα. Εάν οι δύο πρώτες ιδιότητες συνυπάρχουν με επιτυχία στην τρέχουσα κατάσταση του blockchain, η τελική δεν έχει ακόμη επιτευχθεί.

Το γεγονός είναι ότι το τρέχον σύστημα blockchain έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε κάθε κόμβος να αποθηκεύει πληροφορίες για ολόκληρο το δίκτυο και να επεξεργάζεται όλες τις συναλλαγές. Αυτός ο μηχανισμός παρέχει ένα μέγιστο βαθμό ασφάλειας, αλλά, ταυτόχρονα, μειώνει την επεκτασιμότητα. Το blockchain δεν μπορεί να επεξεργαστεί περισσότερες συναλλαγές από ότι επεξεργάζεται από έναν μόνο κόμβο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το Bitcoin επεξεργάζεται επί του παρόντος περίπου τρεις έως επτά συναλλαγές ανά δευτερόλεπτο (TPS) και το Ethereum περίπου επτά έως 15 TPS.

Ταχύτητα συναλλαγής διαφόρων αλυσίδων

Η προοπτική του Ethereum για την επεκτασιμότητα

Η στάση του Vitalik Buterin για το Trilemma

Προκειμένου να βρει μια λύση, η ομάδα Ethereum έχει αναπτύξει έναν ολόκληρο χάρτη πορείας, ο οποίος παρέχει ένα πλαίσιο για τη σταδιακή μετάβαση σε μια συναίνεση PoS στο έργο Casper, καθώς και τις λύσεις στρώματος 1 και 2 του Ethereum.

Το επίπεδο ένα αντιπροσωπεύεται από θραύση, το οποίο χωρίζει τους κόμβους παγκόσμιου δικτύου σε ομάδες (τμήματα), οπότε κάθε ομάδα κόμβων έχει το ίδιο εύρος ζώνης με το τρέχον δίκτυο Ethereum. Στη συνέχεια, συνδέονται μεταξύ τους μέσω παραπομπών, έτσι το δίκτυο παραμένει ενοποιημένο και λαμβάνει σχεδόν απεριόριστες ευκαιρίες κλιμάκωσης, ανάλογα μόνο με τον συνολικό αριθμό των πλήρων χαρακτηριστικών κόμβων δικτύου. Η ανάπτυξη του επιπέδου περιλαμβάνει κανάλια παρόμοια με το Lightning Network, όπως το Raiden Network και το μοντέλο της «παιδικής αλυσίδας» ή της πλευρικής αλυσίδας, στην οποία είναι η λύση Plasma με βάση.

Η πολυπλοκότητα αυτών των μηχανισμών, καθώς και το γεγονός ότι ορισμένες από αυτές τις αλλαγές, ιδίως προσαρμογές πρωτοκόλλων εντός του δικτύου, απαιτούν συντονισμό μεταξύ της σχετικά μεγάλης βάσης χρηστών και των προγραμματιστών Ethereum, έχουν προκαλέσει τις ημερομηνίες έναρξης των διαφόρων φάσεων του οδικού χάρτη να αναβληθεί αρκετές φορές, με τους προγραμματιστές να επανεξετάζουν τις ρυθμίσεις ασφαλείας.

Η δυνατότητα κλιμάκωσης του Algorand

Η στάση του Silvio Micali για το Trilemma

Ο Algorand σκοπεύει να προχωρήσει μπροστά από το Ethereum και να κυκλοφορήσει το καθαρό PoS αργότερα φέτος. Ο νέος σχεδιασμός κρυπτογράφησης – με την ονομασία Vault – θα λειτουργεί με βάση το blockchain Algorand, το οποίο παρουσιάστηκε για πρώτη φορά στο συνέδριο Financial Cryptography and Data Security στις 4 Απριλίου 2017.

Ο συγγραφέας της λύσης είναι ο Silvio Micali, καθηγητής στο MIT και αποδέκτης του βραβείου Turing, ο οποίος, το 1982, μαζί με τον Shafi Goldwasser, δημιουργήθηκε το πρώτο σύστημα πιθανής κρυπτογράφησης δημόσιου κλειδιού. Σύμφωνα με τον Micali, το τρίλιμμα είναι ψεύτικο:

«Το τρίλημμα είναι ψεύτικο. Το γεγονός ότι 2000+ προηγούμενα έργα blockchain δεν θα μπορούσαν ταυτόχρονα να είναι ασφαλή, επεκτάσιμα και αποκεντρωμένα δεν αποτελεί απόδειξη ότι είναι αδύνατο να επιτευχθούν και οι τρεις αυτές ιδιότητες. Το Algorand υπάρχει για να λύσει αυτήν την ακριβή πρόκληση και προωθούμε τα όρια του blockchain μέσω τεχνολογικών ανακαλύψεων όπως ο καθαρός απόδειξη αλγόριθμος πονταρίσματος. “

Αποθήκευση δεδομένων και εύρος ζώνης

Οι δημιουργοί του Vault και του Algorand υπόσχεση χρήστες που δεν θα χρειαστεί να κατεβάσουν ολόκληρο το blockchain στον υπολογιστή τους. Αυτό απαιτεί μόνο ένα μικρό μέρος των πληροφοριών σχετικά με τις λειτουργίες στο δίκτυο.

«Με την Vault, μια τεχνολογία συμπίεσης blockchain, θέλουμε να διασφαλίσουμε ότι η Algorand θα αποφύγει το κόστος αποθήκευσης και εύρους ζώνης που σχετίζεται με άλλα πρωτόκολλα blockchain, τα οποία με τη σειρά τους το καθιστούν μια πιο βιώσιμη λύση blockchain για εταιρείες. Τα πιο συναρπαστικά μέρη του Vault είναι ότι απελευθερώνει τοπικό χώρο αποθήκευσης σε κόμβους, κατανέμει το κόστος αποθήκευσης του μπλοκ αλγόριθμου Algorand σε διάφορα μέρη του δικτύου με θραύση (χωρίς να θυσιάζει την ασφάλεια) και μειώνει το εύρος ζώνης που απαιτείται για να συνδεθεί στο δίκτυο επιτρέποντας νέα κόμβους για να αποφύγετε τον έλεγχο κάθε μπλοκ από την πρώτη ημέρα. “

Η τεχνική παρουσίαση του έργου έτοιμος από το MIT δηλώνει ότι το μέγεθος του μπλοκ Vault είναι 10 megabyte, το οποίο ισοδυναμεί με 10.000 συναλλαγές και κάθε μπλοκ περιέχει ένα hash του προηγούμενου μπλοκ. Για σύγκριση, για να επαληθεύσει τις συναλλαγές στο δίκτυο Bitcoin σήμερα, ο χρήστης πρέπει να κατεβάσει 500.000 μπλοκ με συνολικό όγκο δεδομένων περίπου 150 gigabyte. Ταυτόχρονα, το MIT υποθέτει ότι απαιτείται «να διατηρεί όλα τα υπόλοιπα λογαριασμού για να ελέγχει νέους χρήστες και να διασφαλίζει ότι έχουν αρκετά χρήματα για να ολοκληρώσουν τις συναλλαγές».

Για να μειώσει την ποσότητα των αποθηκευμένων δεδομένων, το Vault εφαρμόζει μια ειδική αρχή του διαχωρισμού δεδομένων. Το blockchain της Vault, όπως το Bitcoin, αποθηκεύει συναλλαγές σε ένα Merkle δέντρο, αλλά χωρίζεται σε θραύσματα που έχουν εκχωρηθεί σε διαφορετικές ομάδες χρηστών. Καθένας από αυτούς πρέπει να αποθηκεύει συναλλαγές μόνο από το θραύσμα και τους κατακερματισμούς ρίζας. Για την επαλήθευση συναλλαγών εκτός του εκχωρημένου τμήματος, έχει αναπτυχθεί μια ειδική μέθοδος για την αναζήτηση μιας ομάδας κόμβων που τέμνουν ολόκληρο το δέντρο. Επομένως, δεν χρειάζεται να ελέγχετε όλα τα μπλοκ από την αρχή.

Οι προγραμματιστές της Ethereum σχεδιάζουν να κλιμακώσουν το δίκτυο PoS με την αλληλεπίδραση δύο στρωμάτων και του Plasma, στα οποία, σύμφωνα με τον Buterin, θα είναι δυνατή η διενέργεια δεκάδων χιλιάδων συναλλαγών ανά δευτερόλεπτο.

“Αν προσθέσετε 100x από το Sharding και 100x από το Plasma, αυτά τα δύο μαζί σας δίνουν βασικά 10.000x κέρδος κλιμάκωσης.”

Το Ίδρυμα Ethereum προτείνει ένα μοντέλο PoS blockchain στο οποίο οι κόμβοι μπορούν να λειτουργούν παράλληλα – «shardchain».

Το μοντέλο είναι αρκετά παρόμοιο με αυτό που χρησιμοποίησε ο Algorand και υπονοεί ότι κάθε κόμβος πρέπει να μεταφέρει ένα μικρό μέρος δεδομένων για να ολοκληρώσει μια συναλλαγή – και κάθε shardchain είναι ένα ξεχωριστό blockchain που έχει ξεχωριστούς λογαριασμούς, κατάσταση και συναλλαγές.

«Φανταστείτε ότι το Ethereum έχει χωριστεί σε χιλιάδες νησιά. Κάθε νησί μπορεί να κάνει το δικό του πράγμα. Κάθε ένα από τα νησιά έχει τα δικά του μοναδικά χαρακτηριστικά και όλοι όσοι ανήκουν σε αυτό το νησί, δηλαδή οι λογαριασμοί, μπορούν να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και μπορούν να απολαύσουν ελεύθερα όλα τα χαρακτηριστικά του. Αν θέλουν να έρθουν σε επαφή με άλλα νησιά, θα πρέπει να χρησιμοποιήσουν κάποιο πρωτόκολλο. “

Προκειμένου να επιτύχει υψηλό εύρος ζώνης, η Ethereum σχεδιάζει να επεξεργαστεί μέρος της συναλλαγής έξω από το blockchain μέσω του δεύτερου στρώματος της, Plasma.

Το πλάσμα μπορεί να θεωρηθεί ως μια παιδική αλυσίδα που θα μπορούσε να εκτελεί ολόκληρες εφαρμογές με χιλιάδες χρήστες με ελάχιστη αλληλεπίδραση μεταξύ του και της κύριας αλυσίδας Ethereum. Ωστόσο, αυτή η παιδική αλυσίδα θα μπορούσε επίσης να παράγει τις δικές της παιδικές αλυσίδες, δημιουργώντας ουσιαστικά πολλές διακλαδισμένες μπλοκ αλυσίδων, όλες συνδεδεμένες με την κύρια αλυσίδα. Δεδομένου ότι οι λειτουργίες σε αυτές τις δευτερεύουσες αλυσίδες δεν θα πρέπει να αναπαραχθούν σε ολόκληρο το mainnet, θα μπορούσαν να κινηθούν πολύ πιο γρήγορα και να μειώσουν τα τέλη συναλλαγής.

Σε αντίθεση με παρόμοιες λύσεις από άλλα έργα – για παράδειγμα, το EOS – το Algorand θα λειτουργήσει σε ένα καθαρό σύστημα PoS, δήλωσε ο Micali:

«Το μοντέλο συναίνεσης του Algorand είναι ένα μοντέλο Pure Proof-of-Stake (PPOS) που βασίζεται σε ένα πρωτόκολλο βυζαντινής συμφωνίας. Αυτό σημαίνει ότι το blockchain διανέμεται και είναι ανεκτικό σε σφάλματα χωρίς καμία μορφή συγκεντρωτισμού και θα συνεχίσει να λειτουργεί όσο περισσότερα από τα δύο τρίτα του νομίσματος βρίσκονται σε τίμια χέρια. “

Το μυστικό είναι στη χρήση του μια επαληθεύσιμη τυχαία συνάρτηση (VRF) – δημιουργήθηκε από τη Micali τη δεκαετία του 1990 – η οποία εκτελεί μια μυστική κρυπτογραφική ταξινόμηση για να επιλέξει επιτροπές για την εκτέλεση του πρωτοκόλλου συναίνεσης. Αυτό επιτρέπει στο blockchain Algorand να φτάσει την κλίμακα και την απόδοση που απαιτούνται για την επεξεργασία συναλλαγών εκατομμυρίων χρηστών.

«Ουσιαστικά, όταν προτείνεται ένα νέο μπλοκ στο blockchain, μια επιτροπή« ψηφοφόρων »επιλέγεται να« ψηφίσει »στο προτεινόμενο μπλοκ. Εάν περισσότερα από τα δύο τρίτα των «ψήφων» ψηφίζονται από έντιμους χρήστες, τότε το μπλοκ θεωρείται έγκυρο και θα πιστοποιηθεί. Τα μέλη της επιτροπής επιλέγονται με βάση τον αριθμό των άλγους που έχουν. Οι επιτροπές αποτελούνται από τυχαία επιλεγμένους λογαριασμούς με ισχύ ψήφου που εξαρτάται από το διαδικτυακό τους ποντάρισμα. “

Θα λυθεί το τρίλημμα?

Παρά την επανειλημμένη καθυστέρηση της κυκλοφορίας της Κωνσταντινούπολης – μια θεμελιώδης ενδιάμεση ενημέρωση στο δρόμο προς το PoS – Afri Johnson, προγραμματιστής Ethereum, υποθέτει ότι το Ethereum 2.0 και το PoS δεν θα καθυστερήσουν, καθώς εργάζονται από πολλές ανεξάρτητες ομάδες και θα κυκλοφορήσουν σύντομα:

«Επιπλέον, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι το Proof-of-Stake, η λεγόμενη« φάση 0 »/ η« αλυσίδα φάρων », δεν θα είναι σκληρή δουλειά, σε αντίθεση με άλλα ορόσημα. Θα δούμε τα testnets αλυσίδας beacon πολύ σύντομα, μέσα σε εβδομάδες ή μήνες. Και περιμένω ότι μπορούμε να φτάσουμε στο ορόσημο Serenity μέσα σε ένα χρόνο, αισιόδοξα.

Κατά τη διάρκεια μιας από τις τελευταίες παρουσιάσεις του Ethereum 2.0 στις 31 Οκτωβρίου, ο Buterin πρότεινε ότι η κυκλοφορία του δεν είναι τόσο μακριά. Νωρίτερα, είπε ότι το blockchain στην τρέχουσα κατάσταση είναι καταδικασμένο έως ότου το PoS αρχίσει να λειτουργεί.

Νομίζω ότι ήμουν αρκετά συνεπής σχετικά με την άποψή μου ότι (i) κάθε υφιστάμενο blockchain, συμπεριλαμβανομένων των ETH και BTC, είναι χάλια και (ii) PoS είναι απαραίτητο. Δεν είμαι σίγουρος γιατί κάποιος εξέπληξε.

– Vitalik Non-pemberτής του Ether (@VitalikButerin) 4 Σεπτεμβρίου 2018

Η Micali αισθάνεται πιο σίγουρη για τον καθορισμό των ημερομηνιών κυκλοφορίας για το Algorand για το 2019.

.@rhackett @FortuneLedger– Το 2019 θα περιλαμβάνει επίσης την έναρξη του @Algorand μια αξιόπιστη πλατφόρμα blockchain που λύνει το Trilemma. Με την ωρίμανση της επιστήμης & τεχνολογίας, πιστεύω ότι το 2019 θα έχει έναν πιο ίσο χώρο ανταγωνισμού όπου οι επιχειρήσεις & συμμετέχουν άτομα & επωφεληθείτε από αυτά τα έργα https://t.co/b6qX8h30Nm

– Silvio Micali (@silviomicali) 23 Ιανουαρίου 2019

Η τελευταία έκδοση του Vault θα παρουσιαστεί στο Συμπόσιο Δικτύου και Ασφάλειας Κατανεμημένου Συστήματος (NDSS) στα τέλη Φεβρουαρίου.