Новая модель консенсуса IOTA: Coordicide

Новая модель консенсуса IOTA: Coordicide. Текущий механизм консенсуса IOTA основан на честных узлах, собирающих транзакции, которые еще предстоит проверить, и прикрепляя их к Tangle (DAG IOTA или Directed Acyclic Graph). Для того чтобы процесс работал, необходим центральный координатор, чтобы избежать неправильного поведения со стороны любых участвующих узлов, таких как двойные расходы и атаки на Сибил.
В целях дальнейшей децентрализации своей сети DAG Фонд IOTA решил удалить своего координатора, добавив систему стимулирования голосования для узлов, чтобы быть честным. Кроме того, чтобы процесс работал, узлы должны утверждать транзакции, которые принимаются другими узлами, чтобы получить то, что IOTA называет “манной”, которая может использоваться в качестве веса узлами для голосования по конфликтующим транзакциям.
Голосование “Шиммер”
Вместо того, чтобы воссоздавать мнение каждого другого узла, механизм консенсуса Shimmer заботится только о мнениях очень небольшого подмножества узлов, и консенсус может быть сформирован органично как возникающее свойство сети.
Важно отметить, что узлам не нужно будет голосовать за каждую транзакцию. Транзакции, которые не имеют конфликтов с любой другой транзакцией, можно считать “понравившимися” на основе только локальных модификаторов (например, по истечении определенного времени). Голосование требуется только для разрешения конфликтов и краевых случаев.
Узлы будут отклонять голоса, которые “предпочитают” два конфликтующих подпутателя одновременно. Это заставляет узлы принимать решение о единственном выжившем. Узлы, нарушающие это правило, могут быть проигнорированы и окончательно удалены как соседи, заставляя сеть вести себя соответствующим образом.
Команда рассматривает два альтернативных механизма голосования:
“Сотовый консенсус”, который моделируется как клеточный автомат и соответствующим образом корректирует поведение, и
“Быстрый вероятностный консенсус”, который дает сильные гарантии безопасности с использованием теории вероятностей.
Сотовый консенсус
В Cellular Consensus процесс голосования моделируется как клеточный автомат, где узлы могут рассматриваться как ячейки, которые контролируют состояния своих соседей и соответствующим образом корректируют свое мнение.
Этот подход имеет ряд убедительных особенностей, которые не были замечены ни в каких других безразрешенных механизмах консенсуса, таких как его асинхронный характер, простота его реализации, эффективность его послания, скорость достижения консенсуса и устойчивость к нападениям.
Изображение:.
Хотя возникающие явления очень распространены в биологических системах и доказано, что они хорошо работают на практике, их математически моделировать чрезвычайно сложно из-за их хаотичного и сложного характера. По словам команды Фонда IOTA:
“Поэтому самым большим недостатком подхода является сложность формализации его научных доказательств. Необходимо будет тщательно изучить Сотовый консенсус в среде testnet, прежде чем он может быть развернут в сети mainnet”.
Быстрый вероятностный консенсус (FPC)
Основной принцип ФПК очень похож на Сотовый консенсус, но вместо асинхронного голосования между соседями параллельно процесс голосования разделяется на отдельные раунды. В каждом раунде каждый узел выбирает новое случайное подмножество других узлов и запрашивает их текущее мнение.
Мнение узла затем формируется в соответствии с большинством возвращенных мнений. Однако понятие “большинство” здесь колеблется. Вместо использования фиксированного порога в 50%, этот механизм консенсуса использует порог, полученный из децентрализованной случайной последовательности чисел. Выбор глобального, но непредсказуемого порога позволяет FPC защитить от злоумышленника, который хочет задержать консенсус.
После определенного количества раундов голосования, в которых узел не меняет своего мнения, мнение может считаться окончательным и не требует дальнейшего голосования. Это число может быть выбрано таким образом, что вероятность того, что вся сеть достигла консенсуса, является произвольно высокой.
Таким образом, Fast Probabilistic Consensus дает нам подход, гарантированный достижение консенсуса после небольшого количества раундов и с небольшим набором отобранных узлов, тем самым выполняя необходимые условия для любого процесса голосования с использованием Shimmer.
Заключение
Хотя новый документ и идеи IOTA выглядят невероятными, я все еще настоятельно призываю инвесторов проявлять осторожность, поскольку эта новая консенсусная модель еще не реализована. Я считаю, что если IOTA сможет выполнить обещанное и успешно удалить своего координатора и в то же время достичь более высокой степени децентрализации, сохраняя ту же безопасность, нет абсолютно никаких причин, почему этот протокол на основе DAG не будет принят большинством разработчиков IoT, производителей и сторонников.