Novo modelo de consenso da IOTA: coordicida

Novo modelo de consenso da IOTA: Coordicida. O mecanismo de consenso atual da IOTA é baseado em nós honestos pegando transações que ainda não foram validadas e anexando essas ao Tangle (DAG da IOTA - ou Gráfico Acíclico Direcionado). Para que o processo funcione, é necessário um coordenador central para evitar o mau comportamento de quaisquer nós participantes, como gastos duplos e ataques Sybil.
Para promover ainda mais a descentralização entre a sua rede DAG, a Fundação IOTA decidiu remover o seu coordenador, adicionando um sistema de incentivo à votação para que os nós sejam honestos. Além disso, para fazer o processo funcionar, os nós precisam aprovar transações que são aceitas por outros nós para receber o que IOTA chama de “mana”, que pode ser usado como um peso por nós para votar em transações conflitantes.
Votando “Shimmer”
Em vez de reconstruir a opinião de cada outro nó, o mecanismo de consenso Shimmer só se preocupa com as opiniões de um subconjunto muito pequeno de nós, e o consenso pode ser formado organicamente como uma propriedade emergente da rede.
É importante notar que os nós não precisarão votar em cada transação. As transações que não têm conflitos com qualquer outra transação podem ser consideradas “curtidas” com base apenas em modificadores locais (como depois de um certo tempo decorrido). Os votos só são necessários para resolver conflitos e casos de borda.
Os nós rejeitarão os votos que “preferem” duas subemaranhadas conflitantes ao mesmo tempo. Isso força os nós a decidir sobre um único sobrevivente. Os nós que violam essa regra podem ser ignorados e permanentemente descartados como vizinhos, forçando a rede a se comportar de acordo.
Duas mecânicas alternativas de votação estão sendo analisadas pela equipe:
“Consenso Cellular”, que é modelado como um autômato celular e ajusta o comportamento em conformidade, e
“Consenso Probabilístico Rápido”, que dá fortes garantias de segurança usando a teoria da probabilidade.
Consenso celular
No Consenso Celular, o processo de votação é modelado como um autômato celular, onde os nós podem ser pensados como células que monitoram os estados de seus vizinhos e ajustam sua opinião de acordo.
Esta abordagem tem uma série de características atraentes que não foram vistas em nenhum outro mecanismo de consenso sem permissão, tais como a sua natureza assíncrona, a simplicidade de sua implementação, a eficiência de sua sobrecarga de mensagens, a velocidade em que ele atinge o consenso e sua resiliência ao ataque.
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Embora os fenômenos emergentes sejam muito comuns em sistemas biológicos e tenham sido comprovados para funcionar bem na prática, é extremamente difícil modelá-los matematicamente devido à sua natureza inerentemente caótica e complexa. De acordo com a equipe da Fundação IOTA:
“A maior desvantagem da abordagem é, portanto, a complexidade de formalizar suas provas científicas. Seria necessário estudar minuciosamente o Consenso Celular em um ambiente testnet antes que ele pudesse ser implantado na mainnet.”
Consenso Probabilístico Rápido (FPC)
O princípio básico do FPC é bastante semelhante ao Consenso Celular, mas em vez de lançar assincronamente votos entre vizinhos em paralelo, o processo de votação é dividido em rodadas separadas. Em cada rodada, cada nó seleciona um novo subconjunto aleatório de outros nós e consulta suas opiniões atuais.
A opinião de um nó é então formada de acordo com a maioria das opiniões retornadas. No entanto, a noção de “maioria” aqui flutua. Em vez de utilizar um limiar fixo de 50%, este mecanismo de consenso utiliza um limiar derivado de uma sequência numérica aleatória descentralizada. Selecionar um limite global, mas imprevisível, permite que o FPC se defenda contra um invasor que queira atrasar o consenso.
Após um certo número de rondas de votação em que um nó não altera a sua opinião, o parecer pode ser considerado concluído e não requer qualquer votação adicional. Este número pode ser escolhido de tal forma que a probabilidade de que toda a rede tenha alcançado consenso seja arbitrariamente alta.
Portanto, o Consenso Probabilístico Rápido nos dá uma abordagem que é garantido para alcançar consenso após um pequeno número de rodadas e com um pequeno conjunto de nós amostrados, cumprindo assim as condições necessárias para qualquer processo de votação usando Shimmer.
Conclusão
Enquanto o novo documento e as ideias da IOTA parecem incríveis, eu ainda peço cautela aos investidores, pois este novo modelo de consenso ainda está para ser implementado. Eu acredito que se a IOTA é capaz de cumprir como prometido e remover com sucesso seu coordenador, ao mesmo tempo que alcançar um maior grau de descentralização mantendo a mesma segurança, não há absolutamente nenhuma razão para que este protocolo baseado em DAG não seria adotado pela maioria dos desenvolvedores, produtores, e apoiantes.