ในฐานะนักพัฒนามากประสบการณ์และมีประสบการณ์หลายปี ฉันพบว่าคู่มือนี้เป็นแหล่งข้อมูลที่ยอดเยี่ยมสำหรับการทำความเข้าใจกลไกที่เป็นเอกฉันท์ต่างๆ ซึ่งอาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และความน่าเชื่อถือของเครือข่ายบล็อกเชน
เทคโนโลยีบล็อกเชนได้เติบโตและขยายการใช้งานอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้การเลือกอัลกอริธึมที่เป็นเอกฉันท์ที่เหมาะสมเป็นหนึ่งในการตัดสินใจที่สำคัญ อัลกอริธึมที่เป็นเอกฉันท์ทำหน้าที่เป็นกระดูกสันหลังของระบบบล็อกเชน เนื่องจากไม่เพียงแต่มีอิทธิพลต่อความปลอดภัย แต่ยังส่งผลต่อปัจจัยต่างๆ เช่น ความสามารถในการขยาย ความเร็วในการทำธุรกรรม การใช้พลังงาน และความมั่นใจของผู้ใช้
เหตุใดจึงต้องสร้างนวัตกรรมให้เหนือกว่า PoW และ PoS
แตกต่างจากกลไกฉันทามติทั่วไป เช่น Proof of Work (PoW) และ Proof of Stake (PoS) ซึ่งทั้งสองอย่างนี้มาพร้อมกับข้อเสียบางประการ: PoW มีชื่อเสียงในด้านลักษณะที่ใช้พลังงานมาก ในขณะที่ PoS อาจนำไปสู่การรวมศูนย์โดยไม่ได้ตั้งใจ ทำให้สามารถเลือก ผู้มีส่วนได้ส่วนเสียที่มีอิทธิพลเพียงไม่กี่รายที่จะครองเครือข่าย เป็นผลให้เกิดโมเดลฉันทามติที่เป็นนวัตกรรมใหม่โดยมอบโซลูชันที่ปรับแต่งได้มากขึ้นซึ่งปรับให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะ เช่น การเพิ่มความเร็วภายในเครือข่ายส่วนตัว การจัดการปริมาณธุรกรรมขนาดใหญ่ หรือรับประกันการทำงานที่ราบรื่นผ่านการพึ่งพาผู้ตรวจสอบที่น่าเชื่อถือ
หลักฐานการมอบอำนาจ
พูดง่ายๆ ก็คือ Proof-of-Authority เป็นวิธีการที่ใช้ความน่าเชื่อถือในการยืนยันธุรกรรม โดยที่ความถูกต้องของบล็อกได้รับการตรวจสอบโดยผู้ตรวจสอบที่กำหนด (หรือบัญชีที่ได้รับอนุมัติ)
แต่อะไรทำให้ผู้ตรวจสอบเชื่อถือได้ และพวกเขาจะรักษาเครือข่ายให้ปลอดภัยได้อย่างไร
เครื่องมือตรวจสอบอาศัยซอฟต์แวร์เพื่อรวมธุรกรรมออกเป็นบล็อก ช่วยลดความจำเป็นในการตรวจสอบหน้าจออย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม การรักษาความปลอดภัยและการป้องกันคอมพิวเตอร์ ซึ่งมักเรียกกันว่า “โหนดอำนาจ” นั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาความสมบูรณ์ของเครือข่าย
ในลักษณะที่โปร่งใส ผู้ตรวจสอบความถูกต้องควรเปิดเผยตัวตนของตนต่อชุมชน การเปิดกว้างนี้ส่งเสริมความรับผิดชอบและความไว้วางใจในหมู่ผู้เข้าร่วมเครือข่าย ความโปร่งใสดังกล่าวสอดคล้องกับระบบบล็อกเชนที่ได้รับอนุญาต ซึ่งโดยปกติแล้วผู้ตรวจสอบจะอาศัยชื่อเสียงของตนในด้านความน่าเชื่อถือ
ในฐานะนักวิเคราะห์ ฉันจะอธิบายว่า Proof of Authority เป็นการมอบหมายงานการตรวจสอบธุรกรรมให้กับกลุ่มบุคคลที่น่าเชื่อถือ ซึ่งได้รับการไว้วางใจในด้านสถานะที่ดี ต่างจากวิธีการแบบดั้งเดิมที่ต้องอาศัยปริศนาที่สิ้นเปลืองพลังงาน หน่วยงานเหล่านี้ได้รับเลือกจากชื่อเสียง ทำให้ผู้อื่นเชื่อถือได้ง่ายขึ้น แนวทางนี้จะช่วยเร่งความเร็วและปรับกระบวนการให้เหมาะสม แต่สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าประสิทธิภาพของมันขึ้นอยู่กับความไว้วางใจที่มอบให้กับหน่วยงานเหล่านี้
ต่อไปนี้คือตัวอย่างพื้นฐานของกลไกฉันทามติของ PoA:
นำเข้า hashlib เวลานำเข้า ตัวตรวจสอบคลาส: คลาส PoABlockchain: def add_block(self, data, validator): # เริ่มต้นเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้อง # เพิ่มบล็อก |
หลักฐานแห่งประวัติศาสตร์
Proof of History (PoH) เป็นกลไกที่เป็นเอกฉันท์ซึ่งคิดค้นโดย Solana โดยมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มความสามารถในการปรับขนาดและความเร็วของบล็อกเชน แตกต่างจากวิธีการแบบดั้งเดิมที่ต้องมีข้อตกลงบ่อยครั้งระหว่างโหนดสำหรับแต่ละธุรกรรม PoH แนะนำ “ปฏิทิน” ที่ตรวจสอบได้ของเหตุการณ์ที่ถูกแฮช ซึ่งทำหน้าที่เหมือนนาฬิกาดิจิทัลที่แต่ละขีดบ่งบอกถึงตำแหน่งของเหตุการณ์ตามลำดับ ทำให้ใครก็ตามสามารถติดตามและตรวจสอบลำดับเหตุการณ์ได้ง่าย ด้วยการหลีกเลี่ยงการเช็คอินระหว่างโหนดอย่างต่อเนื่อง วิธีการนี้จะเร่งความเร็วในการทำธุรกรรมและปรับปรุงประสิทธิภาพและความเร็วโดยรวมของบล็อคเชน
การตรวจสอบประวัติโดยพื้นฐานแล้วเกี่ยวข้องกับการจัดลำดับเหตุการณ์อย่างเป็นระเบียบ ซึ่งทำหน้าที่เป็นหลักฐานว่าเหตุการณ์เฉพาะเจาะจงเกิดขึ้นเมื่อใด แตกต่างจากการไขปริศนาที่ซับซ้อน เพียงทำให้แน่ใจว่าแต่ละธุรกรรมสามารถตรวจสอบข้ามกับบันทึกเพื่อยืนยันไทม์ไลน์ได้ วิธีการนี้จะช่วยเพิ่มความคล่องตัวให้กับระบบโดยขจัดความจำเป็นในการตรวจสอบและการตรวจสอบซ้ำอย่างต่อเนื่อง
นำเข้า hashlib เวลานำเข้า คลาส ProofOfHistory: ชั้นเรียน ProofOfHistory: def Gene_proof(ตนเอง): proof = poh.generate_proof |
หลักฐานการเดิมพันที่ได้รับมอบหมาย
ในระบบ Delegated Proof-of-Stake (DPoS) จะใช้รูปแบบของ Proof-of-Stake แต่แทนที่จะใช้ผู้ตรวจสอบรายบุคคล มีระบบที่คล้ายกับระบอบประชาธิปไตยแบบตัวแทน โดยที่ตัวแทนได้รับเลือกให้เดิมพันและตรวจสอบโทเค็นและธุรกรรมใน ในนามขององค์ประกอบของพวกเขา
ในการตั้งค่า Delegated Proof-of-Stake (DPoS) เจ้าของโทเค็นจะไม่ตรวจสอบธุรกรรมเป็นการส่วนตัว แต่พวกเขาลงคะแนนเสียงเพื่อเลือกบุคคลจำนวนจำกัดที่เรียกว่า “ผู้แทน” หรือ “ผู้แทน” ตัวแทนที่ได้รับเลือกเหล่านี้จะทำหน้าที่สร้างบล็อกใหม่และตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรมภายในระบบ ผู้รับมอบสิทธิ์ที่ได้รับคะแนนเสียงมากที่สุดจะถูกเลือกให้เป็นผู้ผลิตบล็อก
ในระบบ DPoS (Delegated Proof of Stake) ผู้ใช้มีโอกาสลงคะแนนอย่างต่อเนื่อง ซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถลงคะแนนเสียงหรือเปลี่ยนตัวแทน (ผู้รับมอบสิทธิ์) ที่เลือกได้บ่อยครั้ง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของพวกเขา
หลักฐานการเดิมพันที่ได้รับมอบหมายดำเนินการคล้ายกับการเลือกกลุ่มเพื่อจัดการงานการตรวจสอบธุรกรรม คุณมีโทเค็นจำนวนหนึ่ง ซึ่งช่วยให้คุณสามารถลงคะแนนให้กับตัวแทนที่เชื่อถือได้ซึ่งจะรับผิดชอบในการตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรม วิธีนี้จะช่วยเพิ่มความเร็วให้กับระบบเนื่องจากมีบุคคลที่เชื่อถือได้เพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่ดำเนินงานนี้
ที่นี่ บุคคลที่ครอบครองโทเค็น (เช่น อลิซ, บ็อบ และแครอล) ลงคะแนนเสียงให้ผู้ร่วมประชุม โดยการเลือกจะได้รับอิทธิพลจากเดิมพันของตน ผู้รับมอบสิทธิ์ที่ได้รับคะแนนสูงสุดสองคนจะได้รับสิทธิ์ในการสร้างบล็อกใหม่
จากคอลเลกชันนำเข้า defaultdict # คลาสตัวอย่างสำหรับระบบบล็อคเชน DPoS def add_token_holder(ตนเอง, ผู้ถือ, สัดส่วนการถือหุ้น): def vote_for_delegate(ตนเอง, ผู้ถือ, ผู้รับมอบสิทธิ์): def elect_delegates(ตนเอง, num_delegates): defproduce_block(self): # ตัวอย่างการใช้งาน blockchain.vote_for_delegate(“อลิซ”, “Delegate1”) # เลือกอันดับสูงสุด 2 ผู้ได้รับมอบหมาย |
ความทนทานต่อความผิดพลาดแบบไบเซนไทน์ในทางปฏิบัติ
พูดง่ายๆ ก็คือ Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) เป็นวิธีการที่ใช้ในการบรรลุข้อตกลงระหว่างโหนดในเครือข่าย แม้ว่าโหนดเหล่านั้นบางโหนดอาจล้มเหลวหรือกระทำการโดยไม่สุจริตก็ตาม ซึ่งทำให้ทนทานต่อปัญหาประเภทต่างๆ
ในระบบแบบกระจาย ส่วนประกอบอาจจงใจทำให้เกิดความสับสนหรือความขัดแย้งโดยเผยแพร่ข้อมูลที่ขัดแย้งกันเนื่องจากข้อบกพร่องในการเขียนโปรแกรมหรือข้อผิดพลาด และสิ่งนี้เรียกว่า Byzantine Fault Tolerance
โดยพื้นฐานแล้ว Byzantine Fault Tolerance (BFT) มีบทบาทสำคัญในทั้งบล็อกเชนและระบบแบบกระจาย เนื่องจากมีโครงสร้างที่รับประกันความน่าเชื่อถือของระบบ แม้ว่าผู้เข้าร่วมบางคนอาจไม่น่าเชื่อถือหรือเป็นอันตรายก็ตาม
Byzantine Fault Tolerance (BFT) โดยพื้นฐานแล้วหมายความว่าระบบสามารถทำงานต่อไปได้อย่างราบรื่น แม้ว่าผู้เข้าร่วมบางคนจงใจขัดขวางหรือกระทำการโดยไม่ซื่อสัตย์ หรือเมื่อชิ้นส่วนบางส่วนทำงานผิดปกติ คล้ายกับกลุ่มคนที่พยายามตัดสินใจ แม้ว่าบางคนจะโกหกหรือปฏิเสธที่จะเข้าร่วม ตราบใดที่คนส่วนใหญ่เห็นด้วย การตัดสินใจก็ถือว่าเชื่อถือได้
กลไก:
ในขั้นต้น ใน Probabilistic Byzantine Fault Tolerance (PBFT) มีการสันนิษฐานว่าจากจำนวนโหนดทั้งหมด ประมาณหนึ่งในสามบวกหนึ่งโหนดอาจกระทำการที่เป็นอันตรายได้ นี่หมายความว่าถ้ามีโหนด ‘n’ รอบๆ โหนด ‘f’ จะถือว่าเป็นอันตราย โดยที่ ‘f’ มีค่าน้อยกว่า n/3 + 1
PBFT บรรลุฉันทามติผ่านกระบวนการสื่อสารสามเฟสระหว่างโหนด: กระบวนการเตรียมการ→เตรียมเฟส→เฟสกระทำการ
คลาส PBFTNode: def __init__(ตนเอง ชื่อ): self.name = ชื่อ self.messages = [] def send_message(self, message, nodes): def รับ_message (ตัวเอง, ข้อความ, ผู้ส่ง): # เริ่มต้นโหนด # จำลองข้อความ ผ่าน |
โมเดลฉันทามติแบบไฮบริด
การผสมผสานองค์ประกอบจากวิธีการที่เป็นเอกฉันท์ต่างๆ เช่น Proof-of-Work (PoW) และ Proof-of-Stake (PoS) หรือ Proof-of-Authority (PoA) และ Proof-of-Stake โมเดลฉันทามติแบบไฮบริดทำงานเพื่อให้เกิดความสมดุลของ ความปลอดภัย ความเร็ว และการกระจายอำนาจ
โดยพื้นฐานแล้ว โมเดลฉันทามติแบบไฮบริดผสมผสานแง่มุมที่แข็งแกร่งที่สุดของระบบต่างๆ เพื่อเพิ่มความปลอดภัย ความเร็ว และความสามารถในการปรับตัว เพื่อแสดงให้เห็น ลองพิจารณาสถานการณ์บล็อคเชนที่มีการใช้วิธีการหนึ่งสำหรับการตรวจสอบธุรกรรม ในขณะที่อีกวิธีหนึ่งรับประกันความปลอดภัย วิธีการแบบผสมผสานนี้ช่วยให้ระบบสามารถประมวลผลธุรกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และทำให้ภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้นเจาะทะลุได้ยากขึ้น
มีฉันทามติแบบผสมที่เป็นไปได้หลายประการ และนี่คือหลักบางส่วน:
- หลักฐานการทำงาน + หลักฐานการเดิมพัน (PoW + PoS): มักใช้เพื่อรักษาความปลอดภัยชั้นฐานด้วย PoW ในขณะที่ใช้ PoS เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรม เช่นเดียวกับใน Decred และ Kadena การตั้งค่านี้ให้ทั้งความปลอดภัยของ PoW และประสิทธิภาพของ PoS
- หลักฐานการเดิมพัน + ความทนทานต่อความผิดพลาดของ Byzantine (PoS + BFT): เครื่องมือตรวจสอบ PoS จัดการการเดิมพัน ในขณะที่ BFT รับประกันการทำธุรกรรมขั้นสุดท้าย Cosmos และ Algorand ใช้แนวทางนี้หลายรูปแบบเพื่อให้แน่ใจว่าได้รับความเห็นพ้องต้องกัน แม้ว่าจะมีโหนดที่ไม่น่าเชื่อถือหรือเป็นอันตรายก็ตาม
- หลักฐานการอนุญาต + ความทนทานต่อข้อผิดพลาดของ Byzantine ที่ใช้งานได้จริง (PoA + PBFT): โมเดลนี้รวมฉันทามติที่อิงจากเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องของ PoA เข้ากับความทนทานต่อข้อผิดพลาดและการโจมตีของ PBFT Hyperledger Fabric และ VeChain ใช้โมเดลนี้ ช่วยให้ตั้งค่าบล็อกเชนความเร็วสูงและได้รับอนุญาตได้
นำเข้า hashlib นำเข้าแบบสุ่ม คลาส HybridBlockchain: def proof_of_work(ตนเอง ข้อมูล ความยาก =”000″): hash_result = hashlib.sha256((data + def add_block(ตนเอง, ข้อมูล): # เริ่มต้นเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้อง # เพิ่มบล็อกที่มี PoW แบบไฮบริด + PoS |
เลือกกลไกฉันทามติที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสมัครของคุณ:
กลไกฉันทามติ | คุณลักษณะหลัก | กรณีการใช้งาน | ความสามารถในการขยายขนาดและความปลอดภัย |
หลักฐานการมีอำนาจ (PoA) | เครื่องมือตรวจสอบที่เชื่อถือได้พร้อมข้อมูลระบุตัวตนที่กำหนดไว้ล่วงหน้า | เครือข่ายสมาคมส่วนตัว/บล็อคเชน | สูงและสูง |
หลักฐานประวัติศาสตร์ (PoH) | การประทับเวลาเพื่อพิสูจน์ลำดับเหตุการณ์ | ปริมาณงานสูง เช่น Solana blockchain | สูงและปานกลาง |
หลักฐานการเดิมพันที่ได้รับมอบหมาย (DPoS) | การลงคะแนนให้ผู้ได้รับมอบหมายที่เชื่อถือได้เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของบล็อก | บล็อกเชนสาธารณะที่มีความต้องการด้านความสามารถในการขยายขนาด | สูงและปานกลาง |
ความทนทานต่อความผิดพลาดของไบแซนไทน์ในทางปฏิบัติ (PBFT) | ความยืดหยุ่นต่อโหนดที่ผิดพลาดโดยใช้องค์ประชุม | บล็อกเชนที่ได้รับอนุญาตพร้อมความน่าเชื่อถือ | ปานกลางและสูงมาก |
โมเดลฉันทามติแบบไฮบริด | รวมคุณสมบัติจากหลายประเภทที่เป็นเอกฉันท์ | ต่างๆ ขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะ | สูงและสูงมาก |
บทสรุป
ด้วยการเข้าใจกลยุทธ์ที่เป็นเอกฉันท์ที่ก้าวล้ำเหล่านี้ นักพัฒนาสามารถยกระดับฟังก์ชันการทำงาน ความปลอดภัย และความน่าเชื่อถือของโครงการได้ ด้วยการสาธิตการเข้ารหัสที่เป็นรูปธรรม คู่มือนี้จะช่วยให้คุณสามารถทดสอบ PoA, PoH, DPoS, PBFT และโมเดลแบบผสมเพื่อค้นหาการจับคู่ที่เหมาะสมสำหรับระบบบล็อกเชนของคุณ เพื่อขยายความเชี่ยวชาญของคุณเพิ่มเติม เจาะลึกสื่อการเรียนรู้ขั้นสูง เช่น Cosmos SDK, Tendermint และ Hyperledger Fabric
ขอให้มีความสุขกับการเขียนโค้ดและเรียนรู้ต่อไป!!
Sorry. No data so far.
2024-11-16 09:09