ความทนทานต่อความผิดพลาดของไบเซนไทน์อย่างรวดเร็ว (FBFT)

อัลกอริธึมฉันทามติของ Harmony ซึ่งก็คือ Fast Byzantine Fault Tolerance (FBFT) เป็นการดัดแปลงเชิงนวัตกรรมของอัลกอริธึม Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) FBFT ปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาดและความเร็วโดยใช้ลายเซ็นรวม Boneh–Lynn–Scham (BLS) ซึ่งลดค่าใช้จ่ายในการสื่อสารลงอย่างมาก ช่วยให้เครือข่ายบรรลุฉันทามติได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

ใน FBFT กระบวนการฉันทามติเกี่ยวข้องกับผู้นำและมีสามขั้นตอน ได้แก่ ประกาศ เตรียมพร้อม และกระทำการ ผู้นำเสนอบล็อกใหม่และเผยแพร่แฮชของตนไปยังผู้ตรวจสอบความถูกต้องในระหว่างขั้นตอนการประกาศ จากนั้นผู้ตรวจสอบจะตรวจสอบข้อความ ลงนามในบล็อกแฮช และส่งคืนลายเซ็นให้กับผู้นำ ขั้นตอนการเตรียมการจะสิ้นสุดลงเมื่อมีการรวบรวมลายเซ็นที่แสดงถึงอำนาจการลงคะแนนมากกว่าสองในสาม

ผู้นำจะรวมลายเซ็นเหล่านี้เป็นลายเซ็นรวมของ BLS เดียว และออกอากาศพร้อมกับบล็อกทั้งหมดเพื่อเริ่มต้นขั้นตอนการคอมมิต ผู้ตรวจสอบความถูกต้องจะตรวจสอบบล็อกและทำซ้ำขั้นตอนการลงนาม ฉันทามติจะบรรลุเมื่อขั้นตอนการดำเนินการสิ้นสุดลง โดยทั่วไปภายใน 2 วินาทีบนเมนเน็ต ซึ่งแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของ FBFT

การออกแบบของ FBFT ประกอบด้วยโปรโตคอลการเปลี่ยนแปลงมุมมองแบบซิงโครนัสเพื่อจัดการกับปัญหาที่อาจเกิดความล่าช้าในความเห็นพ้องต้องกันอันเนื่องมาจากผู้นำที่ประสงค์ร้าย แตกต่างจาก PBFT ซึ่งอาศัยกลไกการหมดเวลา โปรโตคอลการเปลี่ยนมุมมองของ Harmony ขึ้นอยู่กับนาฬิกาท้องถิ่นและเวลาที่ผ่านไปนับตั้งแต่บล็อกที่คอมมิตสำเร็จครั้งล่าสุด ทำให้มั่นใจได้ถึงความแข็งแกร่งและฟังก์ชันการทำงานแม้ว่าโหนดจะประสบปัญหาการหยุดทำงานหรือยกเลิกการซิงโครไนซ์ก็ตาม

การเปลี่ยนแปลงมุมมองแบบซิงโครนัสนี้ รวมกับการใช้ลายเซ็นรวม BLS ช่วยให้มั่นใจในความสอดคล้องของมติ FBFT และรักษาประสิทธิภาพและความปลอดภัยของเครือข่าย การออกแบบของโปรโตคอลรับประกันได้ว่าตราบใดที่ผู้ตรวจสอบความถูกต้องที่ซื่อสัตย์ส่วนใหญ่ยังออนไลน์อยู่ กระบวนการฉันทามติจะยังคงใช้งานได้และยืดหยุ่นต่อข้อผิดพลาด

หลักฐานการเดิมพันที่มีประสิทธิภาพ (EPoS)

Proof-of-Stake (EPoS) ที่มีประสิทธิภาพของ Harmony เป็นกลไกการวางเดิมพันแบบใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อปรับปรุงความปลอดภัยของเครือข่ายและการกระจายอำนาจ EPoS จัดการกับข้อจำกัดของระบบ Proof-of-Stake (PoS) แบบดั้งเดิมโดยการแนะนำคุณสมบัติที่ป้องกันการรวมศูนย์การเดิมพัน และรับประกันการกระจายรางวัลอย่างยุติธรรมระหว่างผู้ตรวจสอบความถูกต้อง

EPoS อนุญาตให้ผู้ตรวจสอบความถูกต้องได้รับเลือกตามโทเค็นที่เดิมพันไว้ โดยมีกลไกที่กระตุ้นให้ผู้ตรวจสอบรันหลายโหนดหากพวกเขามีสัดส่วนการถือหุ้นจำนวนมาก ดังนั้นจึงสนับสนุนความปลอดภัยและความสามารถในการปรับขนาดของเครือข่าย ระบบนี้ช่วยให้แน่ใจว่าผู้ตรวจสอบที่มีเดิมพันน้อยกว่ายังคงสามารถมีส่วนร่วมอย่างมีประสิทธิภาพในเครือข่าย ส่งเสริมความครอบคลุมและการกระจายอำนาจ

กลไก EPoS ได้รับการออกแบบมาเพื่อกระจายการเดิมพันแบบสุ่มและเท่าๆ กันไปยังชาร์ดทั้งหมด เพิ่มความปลอดภัยให้กับแต่ละชาร์ด และป้องกันไม่ให้ชาร์ดเดี่ยวๆ มีความปลอดภัยน้อยกว่าส่วนอื่นๆ การกระจายนี้ยังช่วยลดความเสี่ยงของการครอบครองส่วนแบ่งข้อมูลและเพิ่มความยืดหยุ่นโดยรวมของเครือข่าย

EPoS รวมเอาเงื่อนไขการตัดเฉือนเพื่อลงโทษพฤติกรรมที่เป็นอันตราย เช่น การลงนามสองครั้ง และเพื่อลงโทษโหนดที่เลือกแต่ไม่พร้อมใช้งาน เพื่อให้มั่นใจว่าผู้ตรวจสอบความถูกต้องทั้งหมดมีส่วนในเชิงบวกต่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของเครือข่าย วิธีการนี้จูงใจผู้ตรวจสอบให้รักษาสถานะการออนไลน์ที่สูงและปฏิบัติตามโปรโตคอลเครือข่าย

โมเดลทางเศรษฐกิจของ EPoS จำกัดการออกโทเค็นประจำปีและเผาค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมทั้งหมด โดยมีเป้าหมายเพื่อให้อัตราเงินเฟ้อเป็นศูนย์เมื่อมีการใช้งานเครือข่ายสูง โมเดลนี้ช่วยให้ผู้ตรวจสอบความถูกต้องได้รับผลตอบแทนที่คาดการณ์ได้จากโทเค็นที่เดิมพันไว้ ซึ่งส่งเสริมการมีส่วนร่วมในระยะยาวและการลงทุนในความสมบูรณ์และการเติบโตของเครือข่าย

เปรียบเทียบกับกลไกฉันทามติอื่น ๆ

กลไกฉันทามติ FBFT และ EPoS ของ Harmony มีข้อได้เปรียบที่เหนือกว่าโมเดลฉันทามติแบบดั้งเดิม เช่น Proof of Work (PoW) และ PoS มาตรฐาน ประสิทธิภาพของ FBFT ในการเข้าถึงฉันทามติ ซึ่งเปิดใช้งานโดยลายเซ็นรวมของ BLS ช่วยให้การทำธุรกรรมเสร็จสิ้นอย่างรวดเร็ว และลดค่าใช้จ่ายในการสื่อสาร ทำให้เร็วขึ้นและปรับขนาดได้มากกว่าระบบที่ใช้ PBFT และ PoW อย่างมาก

EPoS จัดการกับความกังวลเรื่องการรวมศูนย์ที่เกี่ยวข้องกับกลไก PoS แบบดั้งเดิม โดยรับประกันกระบวนการเลือกผู้ตรวจสอบความถูกต้องที่ยุติธรรมและครอบคลุม และการกระจายรางวัลอย่างเท่าเทียมกัน ระบบนี้ช่วยเพิ่มความปลอดภัยของเครือข่ายและการกระจายอำนาจโดยการป้องกันการรวมตัวของสัดส่วนการถือหุ้นและส่งเสริมความหลากหลายของผู้ตรวจสอบความถูกต้อง

การรวมกันของ FBFT และ EPoS ทำให้ Harmony เป็นแพลตฟอร์มบล็อกเชนที่ประหยัดพลังงาน ปรับขนาดได้ และปลอดภัยกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับบล็อกเชน PoW ซึ่งมีลักษณะการใช้พลังงานสูงและมีขั้นตอนสุดท้ายในการทำธุรกรรมที่ช้ากว่า กลไกฉันทามติของ Harmony ยังเสนอการปรับปรุงในแง่ของการไม่แบ่งแยกและความยุติธรรมเหนือระบบ PoS แบบดั้งเดิม ซึ่งสามารถสนับสนุนการกระจุกตัวของความมั่งคั่งในหมู่ผู้ตรวจสอบความถูกต้อง

ไฮไลท์

• Fast Byzantine Fault Tolerance (FBFT) ของ Harmony เป็นเวอร์ชันขั้นสูงของ PBFT โดยใช้ลายเซ็นรวม BLS เพื่อลดต้นทุนการสื่อสารและบรรลุข้อตกลงภายใน 2 วินาที ช่วยเพิ่มความสามารถในการปรับขนาดและความเร็ว
• FBFT ดำเนินการผ่านโมเดลที่อิงตามผู้นำโดยมีขั้นตอนการประกาศ จัดเตรียม และดำเนินการ เพื่อให้มั่นใจถึงฉันทามติอย่างรวดเร็วด้วยข้อกำหนดมากกว่าสองในสามของข้อตกลงของผู้ตรวจสอบ โดยรักษาประสิทธิภาพและความปลอดภัยของเครือข่าย
• โปรโตคอลการเปลี่ยนแปลงมุมมองแบบซิงโครนัสใน FBFT จัดการกับปัญหาการหยุดทำงานที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากผู้นำที่เป็นอันตราย โดยอาศัยนาฬิกาในพื้นที่ในการจับเวลา เพื่อให้มั่นใจว่าความเห็นพ้องต้องกันยังคงมีอยู่และมีเสถียรภาพแม้ในขณะที่โหนดหยุดทำงาน
• Proof-of-Stake (EPoS) ที่มีประสิทธิภาพใน Harmony นำเสนอกลไกการเลือกตั้งที่ยุติธรรมและผู้ตรวจสอบความถูกต้อง ซึ่งป้องกันการรวมศูนย์การเดิมพัน รองรับหลายโหนดสำหรับผู้มีส่วนได้ส่วนเสียขนาดใหญ่ และรับประกันการแจกจ่ายรางวัลที่เท่าเทียมกัน
• EPoS ปรับปรุงความปลอดภัยของชาร์ดโดยการกระจายการเดิมพันอย่างเท่าเทียมทั่วทั้งชาร์ดทั้งหมด และรวมเงื่อนไขอย่างเจ็บแสบเพื่อลงโทษพฤติกรรมที่เป็นอันตราย ส่งเสริมความน่าเชื่อถือของเครือข่าย และความรับผิดชอบของผู้ตรวจสอบ
• เมื่อเปรียบเทียบกับกลไกฉันทามติแบบดั้งเดิม เช่น PoW และ PoS แล้ว FBFT และ EPoS ของ Harmony นำเสนอการทำธุรกรรมที่เสร็จสิ้นเร็วขึ้น ใช้พลังงานน้อยลง ปรับขนาดได้มากขึ้น และปรับปรุงความปลอดภัยและการกระจายอำนาจ ซึ่งสร้างมาตรฐานใหม่ในโมเดลฉันทามติบล็อกเชน