ブロックチェーン開発者の心の中:燃焼証明ブロックチェーンコンセンサス

Cointelegraphは、そのシリーズであるInside the Blockchain Developer’s Mindを通じて、開始からメインネット、さらにはそれ以降まで、まったく新しいブロックチェーンの開発をフォローしています。 前の部分では、 アンドリュー・レヴァイン コイノスグループの いくつかの課題 チームは、解決しようとしている主要な問題を特定してから直面しており、ブロックチェーンの採用を妨げている3つの「危機」について概説しました。 アップグレード可能性スケーラビリティガバナンス。 このシリーズは、コンセンサスアルゴリズムに焦点を当てています。 パート1はプルーフオブワークについてですパート2はプルーフオブステークについてです パート3は火傷の証明についてです。

シリーズの最初の記事では、プルーフオブワーク(PoW)(OGコンセンサスアルゴリズム)を調査し、分散化をブートストラップするためにどのように機能するか、またなぜ非効率的であるかについて説明しました。 2番目の記事では、プルーフオブステーク(PoS)と、それがプルーフオブワークと比較して分散型ネットワークの運用コストを削減するのにどのように役立つか、また、なぜそれが鉱山労働者をさらに定着させ、複雑で倫理的に疑わしいものを必要とするのかを探りました条件を大幅に削減し、「交換攻撃」を防ぐことができません。

この記事では、プルーフ・オブ・ステークから約1年後に提案された3番目のコンセンサスアルゴリズムについて説明しますが、明らかになるはずの理由から、汎用ブロックチェーンにコンセンサスアルゴリズムとして実際に実装されたことはありません。 少なくとも、今までではありません。

プルーフオブワーク

最初の記事で説明したように、ゲーム理論の観点から、ブロックチェーンは、他のプレーヤーによって作成されているトランザクションのブロックと一致するブロックにグループ化することによって、プレーヤーがトランザクションを検証するために競争するゲームです。 ビットコイン(BTC)「仕事」を通じて「証明」した資本をより多く犠牲にしたと思われる人々によって作成されたブロックにより多くの重みを割り当てることによって機能します。

これらの人々はすでにハードウェアを購入し、それを実行してブロックを作成するためにお金を費やしているので、彼らはすでに罰せられているので、彼らの罰は簡単です。 ただし、プルーフオブステークは根本的に異なる方法で機能し、ゲーム理論に重要な結果をもたらします。

プルーフオブステーク

プルーフオブステークでは、ブロックプロデューサーにハードウェアを取得して実行するために資本を犠牲にしてブロック報酬を獲得する代わりに、トークン所有者はブロック報酬を獲得するために資本の流動性を犠牲にするだけで済みます。 問題は、攻撃者がプラットフォームの基本通貨の51%を取得し、それを賭けてネットワークを制御するだけでよいため、ネットワークセキュリティが低下することです。

この攻撃を阻止するために、ユーザーアカウントからの報酬を「削減」するように設計された複雑なシステムを実装する必要があるPoSシステムは、ネットワークの計算オーバーヘッドを増加させ、正当な倫理的懸念を引き起こし、攻撃者がトークンの供給。 これらの大幅な削減条件の実装は決して簡単なことではありません。そのため、Solanaのような多くのプルーフ・オブ・ステークプロジェクトが、一元化されたソリューションを導入して立ち上げられ、Ethereum 2.0(Eth2)のような他の多くのプロジェクトがPoSの実装に非常に時間がかかります。 典型的な解決策は、財団に十分な大きさの賭け金を与えて、それだけで誰が悪意のある行為者であるかを判断し、彼らの報酬を削減する力を持つことです。

これは、保管ステーキングを特徴とする集中型取引所がある世界では特に問題があります。つまり、リスクを負うことなく、特定のトークン供給の51%以上を制御できるため、攻撃のコストが最小限に抑えられます。 実際、これは最近の歴史の中で、世界で最も使用されているブロックチェーンの1つですでに発生しており、かつては20億ドル近くの価値がありました。Steemです。

関連している: プルーフオブステークとプルーフオブワーク:違いの説明

ホーリーグレイルコンセンサス

前回の記事の最後で述べたように、この記事で説明するのは、プルーフオブワークの分散化とセキュリティを実現する「両方の世界で最高の」ソリューションがあるかどうかという架空の質問です。プルーフオブステークの効率で。 本日、燃焼証明に関するホワイトペーパーのリリースを発表できることを嬉しく思います。 そのホワイトペーパーでは、燃焼の証明がまさに両方の世界のソリューションの中で最も優れていると主張しています。

Iain Stewartは、プルーフオブワークとプルーフオブステークの違いを対比するために設計された思考実験として、プルーフオブステークの1年後の2012年にプルーフオブバーンを提案しました。 彼は、主に歴史的な事故のために時間の砂の中で失われたコンセンサスアルゴリズムの「聖杯」を無意識のうちに発見したと私たちは信じています。 イアン・スチュアートとして 了解しました

「絶対に、裸で、明確に2つの視点の対比の例であるタスクを発明することは興味深いと思いました。 そして、はい、1つあります:通貨を燃やす!」

交換攻撃

Steemブロックチェーンの背後にある元コア開発チームとして、私たちは交換攻撃についての深い経験を持っています。 これが、この攻撃ベクトルを軽減することが最も重要であり、ブロックチェーンアーキテクトのSteve Gerbinoが、高性能の世界のコンピューターに必要なパフォーマンスと効率を提供するソリューションを探して、代替のコンセンサスアルゴリズムを探求するよう促した理由です。攻撃ベクトル。

コンセンサスアルゴリズムとしての燃焼証明は非常に単純であり、その固有の値は理解しやすいものです。 プルーフオブワークと同様に、ネットワークへの攻撃のコストは「前払い」で支払う必要があります。 プルーフオブステークのように、ブロックを作成するために必要なハードウェアを除いて、実際のハードウェアを購入して実行する必要はありません。 プルーフオブワークのように、ブロックプロデューサーは正しい元帳を維持することによってそれを取り戻そうとしているだけなので、ブロックプロデューサーはすでにお金を失っているため、交換攻撃は阻止されます。

51%の攻撃を仕掛けるために、悪意のある攻撃者はトークン供給の51%を取得する必要があるだけでなく、仮想を取得することによってそれを確実に処分する必要があります マイニングハードウェア。 その損失を取り戻す唯一の方法は、最終的に勝つチェーン上のブロックを作成することです。 これは、問題に対する非常にシンプルでエレガントなソリューションです。 ブロックプロデューサーは最初から自分の株を効果的に削減したので、条件を削減する必要はありません。

証明

Iain Stewartは、汎用ブロックチェーンが考案される1年前に、ビットコインの燃焼証明を提案しました。 ヴィタリック・ブテリン。 おそらくそれが、これら2つのことが信じられないほどうまく機能していることに人々が気付くのにこれほど長い時間がかかった理由です。 汎用ブロックチェーンは、効率を重視すると同時に、燃焼証明の実装の要件である最大供給上限のないトークンエコノミー設計を可能にします。 問題の一部は、非代替トークン(NFT)やマーケットメーカーなどのいくつかの革新的な概念や、アップグレード可能なスマートコントラクトなどのソリューションが実装に非常に有益であり、提案後にのみ出現したことでもあった可能性があります。

NFTマイナー

どのアカウントがどのくらいの量をいつ消費したかを追跡することは、計算量の多い作業になる可能性があり、ネットワークへのこの負荷の増加は、人々がこの実装を回避した理由の1つである可能性があります。

幸いにも、 非代替トークン 有効なブロックプロデューサーにブロック報酬を配布する目的で、システムがこのすべての情報を効率的に追跡するために使用できる強力なプリミティブを提供します。 最終結果は、仮想マイナーとして効果的に機能するNFTですが、無限に正確にカスタマイズできるNFTでもあります。

ブロックチェーン開発者は、マイナーNFTの価格設定に基づいて、プラットフォームのアクセシビリティを正確に調整できます。 マイナーの価格を高く設定することは、ブロック生産に参加するためにASIC(マイナーマシン)の購入を要求するようなものです。 鉱夫の価格を低く設定することは、誰もがコモディティハードウェアで採掘できるようにするようなものです。 ただし、最良の部分は、どちらの方法でも実際のハードウェアが必要ないことです。

Koinosはアクセシビリティがすべてであるため、マイナーNFTは低価格になる可能性が高く、これは事実上、究極のGPUおよびASIC耐性アルゴリズムを可能にするようなものです。 しかし、これは疑問を投げかけます:「間違った番号を選んだ場合はどうなりますか?」 これは、モジュール式のアップグレード可能性の重要性を浮き彫りにします。 Koinosでは、すべてのビジネスロジックは、ハードフォークなしで個別にアップグレード可能なスマートコントラクトモジュールとして実装されます。 これは、たとえば、KOINの価格が爆発して鉱山労働者の固定費に十分にアクセスできなくなった場合、ガバナンスはそのコストを下げることを投票するだけで、コンセンサスが得られた瞬間に数値が更新されることを意味します。 。

集中化抵抗

マイナーNFTのコストを修正することは、GPUおよびASICに最も耐性のあるアルゴリズムを構築することに似ています。これは、特殊なハードウェアを入手しても誰も利点を得ることができないためです。 さらに良いことに、マイナーNFTがより均一になり、分散型取引所での販売が容易になります(より代替可能になります)。つまり、ブロック生産者は常にマイナーを清算できるため、リスクが少なくなります。

燃焼証明の力は、最終的には、マイニングハードウェアをシステムに内部化するという事実に由来します。 これは仮想ハードウェアです。つまり、ネットワークのパフォーマンスを最大化するために、システム設計者が無限にカスタマイズできます。 この結果の1つは、鉱夫が火傷に加えていくつかの追加のトークンを確実に取り戻すようにシステムを設計できることです。これは、プルーフオブワークシステムでは不可能な保証です。

このカスタマイズ性により、鉱山労働者の需要が増加するにつれて回収期間が延長されるようにシステムを設計することで、51%の攻撃を軽減することもできます。

ここで、誰か(取引所など)がブロック生産を引き継ぐことを望んでいると想像してください。 まず、他の誰よりも多くのトークンを燃やす必要があります。 それでも、彼らはそれのために何も得ていないでしょう。 報酬を取り戻すには、勝利チェーンでブロックの作成を開始する必要があります。 その間、他のネットワーク参加者は何が起こっているかを確認し、それに応じて対応することができます。 アクターがガバナンスを制御しようとしていると感じた場合は、単に追加のマイナーを購入して、悪意のあるアクターが「列に並ぶ」まで回収期間を延期することができます。

トークンエコノミー

プルーフオブバーンには、PoWとPoSの両方からそれを分離する興味深い経済的特性もあります。 たとえば、新しいトークンの作成率(別名「インフレ」)を修正する場合、ある時点で、ブロック生産に参加する人が多すぎると、報酬が新しいトークンが作成されるよりも早くプッシュバックされます。 これにより、必要に応じてネットワークのパフォーマンスが向上する可能性があります。

ブロックを作成する多くの人は、レイテンシーに悪影響を与える可能性があります。 このデフレ要素は、過剰なブロック生産を動的に抑制し、同時に生態系に重要な経済的手段、つまりデフレをもたらすのに役立ちます。

このシリーズの私の目標は、コンセンサスアルゴリズムのトピックについて、まだアクセス可能で、できれば興味深い方法で、読者にめちゃくちゃ深い理解を与えることでした。 主要なコンセンサスアルゴリズムの歴史的な弧と、次の進化であると私が思うもの、つまり燃焼の証明について説明しました。 これで、さまざまなコンセンサス実装を自分で評価し、何が革新的で何がそうでないかについて自分自身の結論に達する準備ができていることを願っています。

ここに記載されている見解、考え、意見は著者のみのものであり、必ずしもコインテレグラフの見解や意見を反映または表現しているわけではありません。

アンドリュー・レヴァイン は、アクセス可能なブロックチェーンテクノロジーを通じて分散化を加速する業界のベテランチームであるKoinosGroupのCEOです。 彼らの基本的な製品は、ユニバーサル言語をサポートする無料で無限にアップグレード可能なブロックチェーンであるKoinosです。