التسامح مع الخطأ البيزنطي السريع (FBFT)

خوارزمية Harmony المتفق عليها، التسامح البيزنطي السريع مع الأخطاء (FBFT)، هي تكيف مبتكر لخوارزمية التسامح مع الأخطاء البيزنطية العملية (PBFT). يعمل FBFT على تحسين قابلية التوسع والسرعة من خلال استخدام التوقيعات المجمعة Boneh–Lynn–Shacham (BLS)، والتي تقلل بشكل كبير من حمل الاتصالات، مما يسمح للشبكة بتحقيق الإجماع بسرعة وكفاءة.

في FBFT، تتضمن عملية الإجماع قائدًا وثلاث مراحل: الإعلان والتحضير والالتزام. يقترح القائد كتلة جديدة ويبث تجزئتها إلى المدققين خلال مرحلة الإعلان. يقوم المدققون بعد ذلك بالتحقق من الرسالة، والتوقيع على تجزئة الكتلة، وإعادة توقيعاتهم إلى القائد. تنتهي مرحلة الإعداد بمجرد جمع التوقيعات التي تمثل أكثر من ثلثي قوة التصويت.

يقوم القائد بتجميع هذه التوقيعات في توقيع مجمع واحد لـ BLS ويبثها مع الكتلة الكاملة لبدء مرحلة الالتزام. يقوم المدققون بعد ذلك بالتحقق من الكتلة وتكرار عملية التوقيع. يتم التوصل إلى الإجماع بمجرد انتهاء مرحلة الالتزام، عادةً خلال ثانيتين على الشبكة الرئيسية، مما يدل على كفاءة FBFT.

يتضمن تصميم FBFT بروتوكول تغيير العرض المتزامن لمعالجة المماطلة المحتملة في الإجماع بسبب القادة الخبيثين. على عكس PBFT، الذي يعتمد على آلية المهلة، يعتمد بروتوكول تغيير العرض الخاص بـ Harmony على الساعات المحلية والوقت المنقضي منذ آخر كتلة تم الالتزام بها بنجاح، مما يضمن المتانة والأداء الوظيفي حتى عندما تواجه العقد فترة توقف أو عدم التزامن.

يضمن تغيير العرض المتزامن هذا، جنبًا إلى جنب مع استخدام التوقيعات المجمعة لـ BLS، حيوية إجماع FBFT ويحافظ على كفاءة الشبكة وأمنها. يضمن تصميم البروتوكول أنه طالما أن الغالبية العظمى من المدققين الصادقين متصلين بالإنترنت، فإن عملية الإجماع تظل حية ومرنة في مواجهة الأخطاء.

إثبات الملكية الفعال (EPoS)

إن إثبات الملكية الفعال (EPoS) الخاص بـ Harmony عبارة عن آلية جديدة للملكية مصممة لتعزيز أمان الشبكة واللامركزية. يعالج EPoS القيود المفروضة على أنظمة إثبات الملكية (PoS) التقليدية من خلال تقديم ميزات تمنع مركزية الحصة وتضمن التوزيع العادل للمكافآت بين المصادقين.

يسمح EPoS بانتخاب المدققين بناءً على الرموز المميزة الخاصة بهم، مع آلية تشجع المدققين على تشغيل عقد متعددة إذا كانوا يمتلكون قدرًا كبيرًا من الحصة، وبالتالي دعم أمان الشبكة وقابلية التوسع. ويضمن هذا النظام أن المدققين ذوي الحصص الصغيرة ما زالوا قادرين على المشاركة بفعالية في الشبكة، مما يعزز الشمولية واللامركزية.

تم تصميم آلية EPoS لتوزيع الحصص بشكل عشوائي ومتساوي عبر جميع الأجزاء، مما يعزز أمان كل جزء ويمنع أي جزء منفرد من أن يكون أقل أمانًا من الآخرين. ويخفف هذا التوزيع أيضًا من مخاطر عمليات الاستحواذ على الأجزاء ويعزز المرونة العامة للشبكة.

يتضمن EPoS شروطًا متقطعة لمعاقبة السلوك الضار، مثل التوقيع المزدوج، ولمعاقبة العقد المنتخبة ولكن غير المتاحة، مما يضمن مساهمة جميع المدققين بشكل إيجابي في أمان الشبكة وموثوقيتها. يحفز هذا النهج المدققين على الحفاظ على وقت تشغيل عالي والالتزام ببروتوكولات الشبكة.

النموذج الاقتصادي لـ EPoS يحد من إصدار الرمز المميز السنوي ويحرق جميع رسوم المعاملات، ويهدف إلى الوصول إلى مستوى الصفر من التضخم عندما يكون استخدام الشبكة مرتفعًا. يوفر هذا النموذج للمدققين عائدًا يمكن التنبؤ به على الرموز المميزة الخاصة بهم، مما يشجع المشاركة والاستثمار على المدى الطويل في صحة الشبكة ونموها.

المقارنة مع آليات الإجماع الأخرى

توفر آليات الإجماع FBFT وEPoS الخاصة بـ Harmony مزايا مميزة مقارنة بنماذج الإجماع التقليدية مثل إثبات العمل (PoW) وPoS القياسي. إن كفاءة FBFT في التوصل إلى الإجماع، والتي تم تمكينها من خلال التوقيعات الإجمالية لـ BLS، تسمح بإتمام المعاملات بسرعة وتقليل حمل الاتصالات، مما يجعلها أسرع بكثير وأكثر قابلية للتوسع من الأنظمة القائمة على PBFT وPoW.

يعالج EPoS المخاوف المركزية المرتبطة بآليات إثبات الحصة التقليدية من خلال ضمان عملية انتخاب عادلة وشاملة للمصدقين وتوزيع المكافآت بشكل عادل. يعمل هذا النظام على تعزيز أمان الشبكة واللامركزية من خلال منع تركيز الحصص وتعزيز تنوع أدوات التحقق.

إن الجمع بين FBFT وEPoS يضع Harmony كمنصة blockchain أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وقابلة للتطوير وآمنة مقارنة بـ PoW blockchains، والتي تتميز باستهلاك الطاقة العالي وإنهاء المعاملات بشكل أبطأ. توفر آليات الإجماع الخاصة بـ Harmony أيضًا تحسينات من حيث الشمولية والعدالة مقارنة بأنظمة إثبات الحصة (PoS) التقليدية، والتي يمكن أن تفضل تركيز الثروة بين المصادقين.

يسلط الضوء

• يعد Harmony's Fast Byzantine Fault Tolerance (FBFT) إصدارًا متقدمًا من PBFT، يستخدم التوقيعات المجمعة لـ BLS لتقليل تكاليف الاتصال وتحقيق الإجماع في غضون ثانيتين، مما يعزز قابلية التوسع والسرعة.
• تعمل FBFT من خلال نموذج قائم على القائد مع مراحل الإعلان والتحضير والالتزام، مما يضمن الإجماع السريع مع متطلبات أكثر من ثلثي اتفاقية المدققين، والحفاظ على كفاءة الشبكة وأمنها.
• يعالج بروتوكول تغيير العرض المتزامن في FBFT حالات التوقف المحتملة بسبب القادة الخبيثين من خلال الاعتماد على الساعات المحلية لضبط الوقت، مما يضمن بقاء الإجماع حيًا وقويًا حتى مع توقف العقدة.
• يقدم إثبات الملكية الفعال (EPoS) في Harmony آلية عادلة للملكية وانتخاب المصادق عليها والتي تمنع مركزية الحصص، وتدعم العقد المتعددة لكبار أصحاب المصلحة، وتضمن التوزيع العادل للمكافآت.
• يعمل EPoS على تعزيز أمان الأجزاء من خلال توزيع الحصص بالتساوي عبر جميع الأجزاء ويتضمن شروطًا متقطعة لمعاقبة السلوكيات الضارة، وتعزيز موثوقية الشبكة ومساءلة المدقق.
• بالمقارنة مع آليات الإجماع التقليدية مثل PoW وPoS، توفر FBFT وEPoS من Harmony إتمامًا أسرع للمعاملات واستهلاكًا أقل للطاقة وقابلية أكبر للتوسع وتحسين الأمان واللامركزية، مما يضع معيارًا جديدًا في نماذج إجماع blockchain.