Какво представлява протоколът Stellar Consensus на Pi Network?

Pi NetworkЕ Звезден консенсусен протокол е тема, която много публикации са разглеждали в миналото. Дали обаче много от тях все още разбират най-добре какво всъщност означава, като няколко пионери го разглеждат като консенсусен механизъм на блокчейн протокола? Краткият отговор е, че Pi Network не управлява собствена нова система за консенсус. 

Нейната блокчейн мрежа използва адаптирана версия на Stellar Consensus Protocol (SCP), която се основава на формално дефиниран модел, наречен Федеративно византийско споразумение (FBA)По-дългият и по-важен отговор се крие в това как работи SCP, защо се различава от proof-of-work и proof-of-stake и как Pi Network го модифицира, за да поддържа мрежа, ориентирана към мобилни устройства и основана на идентичност.

Тази статия обяснява технологията от първите принципи. Тя се фокусира върху това как се постига консенсус, какви гаранции предоставя SCP и къде имплементацията на Pi Network се отклонява от оригиналния дизайн на Stellar. Както винаги, целта е да се изясни механиката, а не да се рекламират резултати или да се спекулира за нейното значение за... Блокчейнът на Pi през 2026 г. и отвъд.

Основи на Протокола за звезден консенсус и Федеративното византийско споразумение

Както вече установихме, консенсусният механизъм на Pi Network е базиран на SCP на блокчейна Stellar, въведен през 2015 г. SCP е проектиран от компютърен учен от Станфорд. Дейвид Мазиер и внедрен на звезден мрежа. Вместо да разчита на добив или икономически залози, SCP използва споразумение между възлите, което изрично определя на кого се доверяват.

В основата на SCP е FBA. Традиционните византийски системи за отказоустойчивост, като PBFT, предполагат фиксиран списък с валидатори. Това предположение ограничава откритостта и затруднява глобалното участие. FBA премахва изискването за фиксирано членство. Всеки възел независимо избира свои собствени кворумни сегменти, които са подмножества от други възли, които счита за достатъчни за постигане на съгласие. Кворумът е набор от възли, където всеки член има поне един кворум сегмент, изцяло съдържащ се в този набор. 

Консенсус се появява, когато тези сегменти се припокриват достатъчно, за да образуват кворум. Безопасността зависи от пресичането на кворума, което означава, че всеки два кворума трябва да споделят поне един честен възел. Активността зависи от способността на мрежата да формира кворуми, дори когато някои възли се повредят.

Този модел позволява открито участие, като същевременно толерира византийски грешки. На практика SCP може да се справи с произволно неправилно поведение, стига кворумното пресичане да е валидно след премахването на дефектните възли.

Основни принципи на FBA и SCP

Федеративното византийско споразумение обобщава класическата византийска отказоустойчивост, без да приема фиксиран набор от валидатори. Всеки възел дефинира доверието локално, вместо да го наследява от глобално правило.

Първо е кворумно разделянеВъзлите сами решават на кои други възли разчитат. Тези сегменти не са еднакви в цялата мрежа. Те отразяват социално, организационно или оперативно доверие.

Открийте обещаващи проекти...

Перспективни проекти...

(Реклама)

Статията продължава...

Второто е пресечната точка на кворумаЗа да бъде протоколът безопасен, всички кворуми, които могат да се образуват, трябва да се пресичат, дори след премахване на дефектни възли. Ако пресичането се провали, мрежата рискува да вземе противоречиви решения.

Трето е концепция за непокътнати и замърсени възлиНепокътнатите възли са тези, които все още могат да функционират правилно след премахването на дефектните възли. Повредените възли са технически изправни, но зависят от дефектните възли за напредък и следователно губят жизненост.

Четвърто е комплекти за еднократна употребаФормалният модел на SCP определя набори от възли, които могат да бъдат премахнати, като същевременно се запазва кворумното пресичане и наличността. Това позволява на протокола да разсъждава прецизно за толерантността към откази без твърд числен праг.

Заедно тези свойства осигуряват на SCP това, което неговите дизайнери наричат ​​оптимална безопасност. Съгласието е гарантирано винаги, когато е теоретично възможно при асинхронни мрежови условия.

Как SCP постига консенсус

SCP постига споразумение в две отделни фази за всеки слот, където слотът представлява блок или набор от транзакции.

Фазата на номиниране избира кандидат стойност. Възлите номинират набори от транзакции, използвайки федерално гласуване. За да се избегне хаос, номинациите се приоритизират с помощта на криптографски хеш функции. С течение на времето непокътнатите възли се събират около една и съща съставна стойност, обикновено обединение от валидни транзакции.

След като номинацията се събере, протоколът преминава към фазата на гласуване. Тук възлите гласуват по бюлетини, дефинирани като брояч и стойност. Броячът се увеличава, ако напредъкът се забави. Възлите преминават през стъпките подготовка, потвърждаване и екстернализиране. Стойността се екстернализира, когато кворумът я потвърди, което прави решението окончателно.

Всички съобщения са подписани с криптографски ключове. Хеш функциите се използват както за приоритизиране, така и за комбиниране на стойности. Тези механизми предотвратяват фалшифициране и атаки с повторно възпроизвеждане.

В производствените мрежи, SCP обикновено достига финалност в рамките на 3 до 5 секунди. Няма вероятностен прозорец за сетълмент, както при proof-of-work. След като дадена стойност бъде екстернализирана, тя не може да бъде отменена, без да се наруши кворумното пресичане.

Сравнение с други механизми за консенсус

SCP се различава коренно от доказателство за работа (proof of work) и доказателство за залог (proof of stake).

Доказателство за работа разчита на изчислителната мощност и приема, че по-голямата част от хеш мощността е честна. Окончателността е вероятностна, а консумацията на енергия е висока.

Доказване на кол разчита на икономически интерес. Споразумението зависи от допускания за рационално поведение и разпределение на капитала.

За разлика от това, SCP разчита на изрични доверителни отношения. Той не изразходва енергия и не претегля влиянието си според размера на залога. Толерантността към грешки се определя от структурата на кворума, а не от собствеността на токените. Това прави SCP подходящ за мрежи, които дават приоритет на ниската латентност и предвидимата финалност.

Как Pi Network адаптира SCP

Pi Network не е изобретила нов консенсусен протокол. Тя адаптира SCP, за да поддържа голяма популация от индивидуални потребители, а не малка група институционални валидатори. Проектът се основава на отворения код на Stellar, като същевременно променя начина, по който се установява доверие и се възнаграждава участието.

Най-видимата адаптация е използването на кръгове за сигурност. Потребителите се насърчават да добавят от три до пет доверени контакта. Тези кръгове се обединяват в глобален граф на доверие. Възлите използват този график, за да информират конфигурацията на своя кворум сегмент.

Целта е да се закрепи доверието в реални човешки взаимоотношения, а не в институции. Проверката на самоличността чрез процеси „познай клиента си“ помага за намаляване на атаките от типа „сибила“. В този модел доверието произтича от проверени лица чрез социални връзки.

Мрежата Pi също така дефинира множество роли на участниците. Пионерите са редовни потребители на приложението, които се регистрират ежедневно. Сътрудниците укрепват графиката на доверие, като добавят контакти. Посланиците набират нови потребители. Възлите изпълняват SCP софтуер на настолни компютри или лаптопи и участват директно в консенсуса. Някои възли работят с отворени портове и по-висока наличност, което увеличава влиянието им при формирането на кворум.

Копаенето в Pi Network не е копаене в смисъла на доказателство за работа (proof-of-work). Това е планиран процес на разпределение, координиран от SCP. Наградите се разпределят въз основа на роля, активност, време на работа и принос на доверие. Няма пулове за копаене и няма конкурентни изчисления.

Обработка и изпълнение на транзакции

Транзакциите в Pi Network се подават чрез мобилни приложения и се препращат към възлите. Възлите валидират подписите и историята на транзакциите, преди да ги включат в номинационните набори.

Консенсусните съобщения са леки и се обменят по стандартна мрежа. Блоковете се генерират приблизително на всеки пет секунди. Ранните мрежови цели са варирали от стотици до малко хиляди транзакции в секунда, в зависимост от участието на възлите и натоварването на съобщенията.

Таксите за транзакции служат предимно като механизъм за приоритизиране, а не като източник на приходи. Ефективността на протокола идва от липсата на добив и от малкия размер на съобщенията, необходим за федерално гласуване.

Свойства и гаранции за сигурност

От техническа гледна точка, Pi Network наследява основните гаранции за сигурност на SCP. Те включват детерминистична окончателност, устойчивост на византийски грешки при кворумно пресичане и криптографска цялост на съобщенията.

Допълнителният социален слой въвежда нови компромиси. Кръговете за сигурност и KYC процесите могат да намалят разпространението на фалшиви акаунти, но също така създават зависимости от системите за проверка и структурата на графа на доверие. Ако доверието стане прекалено централизирано или ако много потребители разчитат на малък набор от възли, кворумното пресичане може да бъде отслабено.

Самият SCP не изисква доверие, за да бъде глобален или унифициран. Неговата безопасност зависи от конфигурационните избори, направени от операторите на възли. Това поставя отговорността върху мрежата да насърчава разнообразни и добре свързани сегменти.

Ограничения и критики

Няколко критики към консенсусното внедряване на Pi Network се фокусират върху децентрализацията и мащаба.

В ранните фази ограничен брой основни възли са играли значителна роля в поддържането на кворумното пресичане. Това създава усещане за централен контрол, дори ако основният протокол поддържа децентрализация.

Мащабируемостта е друг проблем. С нарастването на броя на възлите, сложността на съобщенията се увеличава. SCP е доказан в производствена среда на Stellar, но акцентът на Pi Network върху индивидуално управляваните възли въвежда променливост във времето на работа и свързаността.

Заключение

Използването на протокола Stellar Consensus от Pi Network представлява опит за прилагане на добре проучен консенсусен модел към масов пазар, ориентиран към мобилни устройства. SCP осигурява бърза финализация, ниско потребление на енергия и официални гаранции за безопасност чрез Федеративно византийско споразумение. Pi Network разширява тази рамка, като вгражда социално доверие и проверка на самоличността във формирането на кворум и разпределението на наградите.

Резултатът е система, която дава приоритет на достъпността и човешкото участие, като същевременно се основава на установени консенсусни изследвания. Силните и слабите ѝ страни не се коренят в непроверена криптография, а в избора на конфигурация, мрежовите стимули и управлението. Разбирането на тези механики е от съществено значение за оценката на Pi Network по технически причини, а не въз основа на спекулации или маркетингови наративи.

Източници:

• Бяла книга на PI 2021Активиране на копаене на мобилни телефони
• Протоколът за звезден консенсусФедериран модел за консенсус на интернет ниво
• Звезден уебсайтМеханизъм за доказателство за съгласие на SCP
• Възникващ умКакво е Федеративно-византийско споразумение