Chagua Lugha

Mfumo wa Makubaliano wa Msingi wa Minyororo Miwili kwa Blockchain: Con_DC_PBFT

Uchambuzi wa mfumo mpya wa makubaliano wa minyororo miwili (Con_DC_PBFT) kwa mifumo ya blockchain isiyotumia sarafu, unaoboresha ufanisi na usalama kuliko PoC+PoW.
computingpowercoin.com | PDF Size: 2.7 MB
Ukadiriaji: 4.5/5
★ ★ ★ ★ ★
Ukadiriaji Wako
Umekadiria waraka huu tayari
Kifuniko cha Waraka PDF - Mfumo wa Makubaliano wa Msingi wa Minyororo Miwili kwa Blockchain: Con_DC_PBFT
Tazama Waraka PDF Pakua PDF Tafsiri PDF
Nyumbani » Nyaraka » Mfumo wa Makubaliano wa Msingi wa Minyororo Miwili kwa Blockchain: Con_DC_PBFT

Yaliyomo

1. Utangulizi

Mifumo ya makubaliano ni teknolojia ya msingi inayowezesha imani na uratibu katika mifumo ya blockchain isiyo na kituo cha usimamizi. Ingawa Uthibitisho wa Kazi (PoW) na Uthibitisho wa Hisa (PoS) vinatawala blockchain za sarafu za kidijitali, matumizi yao makubwa ya nishati au mkusanyiko wa mtaji huwafanya wasifae kwa matumizi ya biashara na "yasiyo ya sarafu" kama vile ufuatiliaji wa mnyororo wa usambazaji, utambulisho wa kidijitali, na uadilifu wa data ya IoT. Karatasi hii inashughulikia mapungufu ya mifumo ya mseto iliyopo kama Uthibitisho wa Mchango pamoja na Uthibitisho wa Kazi (PoC+PoW) kwa kupendekeza mfumo mpya, wenye ufanisi na usalama wa makubaliano wa minyororo miwili unaoitwa Con_DC_PBFT.

2. Kazi Zinazohusiana & Taarifa ya Tatizo

Mifumo ya makubaliano iliyopo kwa blockchain zilizoidhinishwa au zisizo na sarafu mara nyingi hukabiliana na tatizo la utatu kati ya uwezo wa kupanuka, usalama, na kutoa mamlaka. Mfumo wa PoC+PoW, ulioundwa kwa mifumo ambapo mchango wa nodi (mfano, utoaji wa data, rasilimali za kompyuta) unathaminiwa zaidi kuliko hisa ya kifedha, unakumbwa na dosari kadhaa muhimu:

Hii inaunda hitaji dhahiri la mfumo ambao hutenganisha usimamizi wa mfumo na usindikaji wa manunuzi huku ukiboresha usalama.

3. Mfumo wa Con_DC_PBFT

Con_DC_PBFT inaleta mabadiliko ya mfano kwa kutumia muundo wa minyororo miwili kutenganisha masuala na kuwezesha usindikaji sambamba.

3.1 Muundo wa Minyororo Miwili

Mfumo umejengwa juu ya minyororo miwili tofauti lakini inayoungana:

Minyororo hii ni "ya kujitegemea kiasi." Mnyororo wa Mfumo hausindiki data ya biashara, lakini husimamia na kuratibu mtiririko wa makubaliano ya Mnyororo wa Biashara.

3.2 Mchakato wa Makubaliano Unaojitegemea Kiasi

Mtiririko wa makubaliano ni bomba linaloratibiwa:

  1. Makubaliano ya Mnyororo wa Mfumo: Nodi hutumia itifaki inayofanana na Uvumilivu wa Hitilafu za Kibizanti (PBFT) kukubaliana juu ya orodha iliyosasishwa na kusimbwa kriptografia ya Thamani za Mchango za nodi.
  2. Usimamizi na Uteuzi wa Nodi: Mnyororo wa Mfumo, kwa kutumia CV zilizokubaliwa na algoriti ya uteuzi nasibu, huteua kiongozi (au kamati) kwa raundi inayofuata ya makubaliano ya Mnyororo wa Biashara. Mtiririko huu wa ujumbe wa usimamizi ni muhimu sana.
  3. Makubaliano ya Mnyororo wa Biashara: Nodi zilizoteuliwa kutoka hatua ya 2 hutekeleza itifaki rahisi ya makubaliano (mfano, lahaja nyepesi ya BFT) kuthibitisha na kuongeza manunuzi mapya ya biashara kwenye Mnyororo wa Biashara.

Utofautishaji huu huruhusu michakato hii miwili ya makubaliano kutokea sambamba au kwenye bomba lililounganishwa kwa nguvu, na hivyo kupunguza sana ucheleweshaji wa jumla.

3.3 Uchaguzi wa Nodi na Vipengele vya Usalama

Usalama unaboreshwa kupitia miundo miwili muhimu:

4. Maelezo ya Kiufundi & Mfano wa Hisabati

Uwezekano wa nodi $i$ kuchaguliwa kuwa kiongozi wa Mnyororo wa Biashara katika raundi ni kitendakazi cha Thamani yake ya Mchango $CV_i$ na mbegu ya nasibu $R$ kutoka kwa Mnyororo wa Mfumo.

Uwezekano wa Uchaguzi: $P_i = \frac{f(CV_i)}{\sum_{j=1}^{N} f(CV_j)}$

Ambapo $f(CV_i)$ ni kitendakazi cha uzani (mfano, $CV_i^\alpha$, na $\alpha$ ikidhibiti haki dhidi ya utambuzi wa mchango). Uchaguzi halisi hutumia usambazaji huu wa uwezekano pamoja na mbegu ya nasibu $R$ kuhakikisha kutoweza kutabirika: $Kiongozi = \text{VRF}(R, P_1, P_2, ..., P_N)$.

Makubaliano ya Mnyororo wa Mfumo: Inafanya kazi kama itifaki ya kurudia mashine ya hali inayovumilia hitilafu za Kibizanti. Kwa nodi $N$, inaweza kuvumilia nodi $f$ zenye hitilafu ambapo $N \ge 3f + 1$. Itifaki hiyo inahusisha hatua tatu: Kabla ya Kuandaa, Andaa, na Ahidi, na kuhakikisha kuwa nodi zote zaaminifu zinakubaliana juu ya mlolongo uleule wa vitalu vya Mnyororo wa Mfumo vilivyo na CV zilizosasishwa.

5. Matokeo ya Majaribio & Uchambuzi wa Utendaji

Karatasi hii inawasilisha ulinganisho kamili wa majaribio kati ya Con_DC_PBFT na mfumo wa msingi wa PoC+PoW.

Vipimo Muhimu & Matokeo:

Ufafanuzi wa Chati (Unaodokezwa): Chati ya mihimili ingeonyesha mistari ya Con_DC_PBFT kwa "Ucheleweshaji wa Wastani wa Makubaliano" na "Matumizi ya CPU" kuwa mifupi/ya chini sana ikilinganishwa na mistari ya PoC+PoW katika idadi tofauti za nodi (mfano, nodi 10, 20, 50). Chati ya mstari ingeonyesha ufanisi wa Con_DC_PBFT (manunuzi kwa sekunde) ukidumisha kiwango cha juu kadri ukubwa wa kizuizi au idadi ya nodi inavyoongezeka, wakati ufanisi wa PoC+PoW unapaa au unapungua mapema.

6. Mfumo wa Uchambuzi: Mfano wa Kesi Bila Msimbo

Hali: Blockchain ya ushirika kwa ajili ya ufuatiliaji wa mnyororo wa usambazaji wa dawa za kuvuka mipaka.

Tatizo na Muundo wa Kitamaduni: Mnyororo mmoja unarekodi matukio ya manunuzi (mfano, "Mizigo X iliondoka Ghala Y kwa wakati Z") na alama za sifa za nodi kulingana na usahihi wa data. Kuthibitisha kila manunuzi kunahitaji kuangalia historia yote, ikiwa ni pamoja na sasisho za sifa, na kusababisha kupungua kwa kasi. Mtendaji mwenye nia mbaya anaweza kutuma manunuzi mengi ili kuficha kupungua kwa sifa yake.

Matumizi ya Con_DC_PBFT:

  1. Mnyororo wa Mfumo: Inasimamia "Alama ya Uaminifu wa Nodi" (Thamani ya Mchango). Kila saa, nodi hukubaliana juu ya kizuizi kipya kinachosasisha alama kulingana na usahihi wa taarifa za data zilizothibitishwa kutoka kipindi kilichopita.
  2. Mnyororo wa Biashara: Inashughulikia matukio ya mara kwa mara ya usafirishaji. Mnyororo wa Mfumo, kwa kutumia alama za hivi karibuni za uaminifu, huchagua kwa nasibu kamati ya nodi zenye uaminifu wa juu kuthibitisha na kukusanya matukio haya kuwa kizuizi kila dakika.
  3. Faida: Ufuatiliaji wa usafirishaji unabaki wa haraka na unaoweza kupanuka. Majaribio ya kudanganya mfumo yanahitaji kuharibu makubaliano tofauti, ya polepole zaidi, na yenye usalama zaidi ya Mnyororo wa Mfumo, ambayo ni ngumu zaidi kuliko kutuma manunuzi mengi kwenye mtiririko.

7. Matumizi ya Baadaye & Mwelekeo wa Utafiti

Muundo wa Con_DC_PBFT una matumaini kwa maeneo mengi yasiyo ya sarafu:

Mwelekeo wa Utafiti:

  1. Urasimishaji wa Mawasiliano ya Kati ya Minyororo: Kukuza uthibitisho thabiti wa kriptografia kwa ajili ya ujumbe wa usimamizi wa kuvuka minyororo.
  2. Mgawanyiko wa Mnyororo Unaobadilika: Kuchunguza hali ambapo Mnyororo wa Biashara yenyewe inaweza kugawanyika katika minyororo midogo kwa aina tofauti za manunuzi, yote yakisimamiwa na Mnyororo wa Mfumo mmoja.
  3. Unganisho na Uthibitisho wa Sifuri-Ujuzi: Kutumia ZKP kwenye Mnyororo wa Biashara kuthibitisha manunuzi bila kufichua data nyeti, huku Mnyororo wa Mfumo ikisimamia funguo za uthibitisho wa uthibitisho.
  4. Uwekaji wa Ulimwengu Halisi & Jaribio la Mkazo: Kuhamia kutoka kwa uigizaji hadi kwenye mitandao ya majaribio yenye hali halisi ya mtandao na miundo ya upinzani.

8. Marejeo

  1. Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
  2. Castro, M., & Liskov, B. (1999). Practical Byzantine Fault Tolerance. OSDI.
  3. Zhu, L., et al. (2022). Survey on Blockchain Consensus Mechanisms for IoT Applications. IEEE Internet of Things Journal.
  4. Buterin, V. (2014). Ethereum White Paper.
  5. Gartner. (2023). Hype Cycle for Blockchain and Web3.
  6. Hyperledger Foundation. (2023). Architecture Overview.

9. Mtazamo wa Mchambuzi: Uelewa wa Msingi, Mtiririko wa Mantiki, Nguvu na Mapungufu, Uelewa Unaoweza Kutekelezwa

Uelewa wa Msingi: Con_DC_PBFT sio marekebisho madogo tu; ni muundo wa msingi ambao unadai kuwa mustakabali wa blockchain ya biashara uko katika utofautishaji kupitia mgawanyiko. Karatasi hii inatambua kwa usahihi kwamba kuchanganya utawala wa mfumo na mantiki ya biashara ndio chanzo kikuu cha kutofaa na udhaifu katika mifumo isiyo na sarafu. Uelewa wao unaakisi mienendo katika muundo wa mifumo ya kitamaduni (mfano, huduma ndogo) na kuutumia kwa ustadi kwenye safu ya makubaliano. Hii ni njia ya kisasa zaidi kuliko suluhisho rahisi zaidi za "kugawanya" ambazo mara nyingi hutajwa, kwani inakubali kuwa sio data yote ni sawa—baadhi (utawala) zinahitaji usalama wa juu na makubaliano ya polepole, wakati nyingine (manunuzi) zinahitaji kasi.

Mtiririko wa Mantiki: Hoja hii ni ya kulazimisha. Anza na maumivu yasiyoweza kukataliwa ya PoC+PoW (upotevu, upole, urahisi). Pendekeza muundo mpya ambao hutenganisha masuala kwa usahihi. Tumia PBFT inayoeleweka vizuri kama msingi salama kwa Mnyororo wa Mfumo. Tambulisha kiungo cha "usimamizi" chenye akili ili kudumisha mwendo wa mfumo bila kuunganisha tena minyororo. Mwishowe, thibitisha kwa vipimo vinavyogusa mizani sahihi kwa wateja wa biashara: akiba ya rasilimali na kupunguzwa kwa ucheleweshaji. Mantiki kutoka tatizo hadi suluhisho hadi uthibitisho ni imara.

Nguvu na Mapungufu:
Nguvu: Mfano wa minyororo miwili ni mzuri na unashughulikia mahitaji ya ulimwengu halisi. Akiba ya rasilimali ya 50% ni kipengele kikubwa kwa biashara zenye umakini wa gharama. Hoja ya usalama, kuhamia kutoka kwa PoW/PoC inayoonekana hadi kwenye uteuzi wa nasibu uliofichwa, wenye uzani wa CV, ni muhimu. Inapunguza moja kwa moja "mashambulio ya rushwa" au DDoS yanayolengwa kwa viongozi waliojulikana.
Mapungufu: Udhaifu wa karatasi hii ni utata. Kuanzisha mnyororo wa pili kunazidisha hali inayohitaji kusawazishwa na kulindwa. Mfumo wa uratibu "unaojitegemea kiasi" ni eneo jipya la shambulio—vipi ikiwa ujumbe wa usimamizi umeharibiwa? Faida za utendaji, ingawa za kuvutia, zinaonyeshwa katika mazingira yaliyodhibitiwa. Uwekaji wa ulimwengu halisi wenye nodi tofauti na mitandao isiyoaminika unaweza kusababisha faida hizi kupungua. Zaidi ya hayo, kama ilivyoelezwa katika Muundo wa Hyperledger, kuongeza safu za makubaliano kunaweza kutatiza utatuzi wa hitilafu na kuongeza "mzigo wa mantiki" kwa waendeshaji wa mfumo.

Uelewa Unaoweza Kutekelezwa: Kwa Wakuu wa Teknolojia wanaotathmini blockchain: Muundo huu ni mgombeaji wa juu kwa mfumo wowote ulioidhinishwa ambapo sheria za utawala (nani anapaswa kuamua, na kulingana na sifa gani) ni muhimu kama manunuzi yenyewe. Kipaumbele jaribio la uthibitisho katika mazingira yaliyodhibitiwa ili kujaribu kwa mkazo mawasiliano ya kati ya minyororo. Kwa watafiti: Kazi ya haraka zaidi ni uthibitisho wa rasmi wa itifaki ya uratibu. Kwa wasanidi programu: Angalia mifumo kama vile Mawasiliano ya Kati ya Minyororo (IBC) ya Cosmos SDK kwa msukumo wa kutekeleza safu ya usimamizi kwa nguvu. Usiichukulie hii kama suluhisho la kuchomeka na kucheza; ichukulie kama mchoro ambao unahitaji uhandisi wa ustadi na makini ili kutimiza uwezo wake wote bila kuanzisha hitilafu mpya muhimu.