ブロックチェーンのコンセンサスをブロックチェーンの応用の観点から見る

副題

以下はこの AMA の完全なレビューです

ブロックチェーンコンセンサスとは何ですか?

コンセンサスメカニズムはブロックチェーンの魂です。国の法律と同様に、ブロックチェーン世界の通常の運用が維持されます。ブロックチェーンの最も初期のコンセンサスは Proof of Work (POW) であり、ビットコインとイーサリアムの両方で採用されています。

現在人気のトレンドはプルーフ・オブ・ステーク（POS）です。イーサリアム 2.0 では、POS コンセンサスに加え、Tezos、Polkadot、Algorand などの最新のパブリック チェーンが採用されます。

プルーフ オブ ステークには、デリゲート プルーフ オブ ステーク (DPOS) も含まれます。これは、パブリック チェーンに EOS があることを意味します。 FileStorm は現在 DPOS コンセンサスを採用しており、アライアンス チェーンには PBFT、RBFT、その他のコンセンサスもあります。コンセンサスはブロックチェーンの魂であり、ブロックチェーンの価値の基盤です。

副題

https://www.jianshu.com/p/2f29f3909b11

なぜコンセンサスが必要なのでしょうか?

技術的には、ブロックチェーンは分散化されているためです。一意のチェーンを維持するには、参加しているすべてのノードがコンセンサスを持っている必要があります。唯一のチェーンを選択する方法はルールであり、競争または投票によって取得できます。

このルールはコンセンサスです。したがって、ブロックチェーンコンセンサスの目的は、ブロックを生成する権利を決定することであるとも言えます。

プルーフ・オブ・ワークの基本的な考え方は、コンピューティング能力を使用してブロックを生成する権利を決定することです。 POW の計算パズルを最初に解くことができれば、ブロックを生成できます。

各時点で全員が問題を計算し、ほぼ同時に全員が問題を計算し、計算結果を公開します。これは実際には投票プロセスです。公開されるブロックは、投じられた投票です。最終的に選択された投票は、結果を最も速く計算したマイニング マシンから得られます。ブロックを公開しないノードに関しては棄権に相当します。

Proof-of-Work の最大の利点の 1 つは、投じられた投票と投票権が拘束されることです。そして投票が成功すると、投票者自身であっても投票内容を変更することはできません。一般に、ブロックが生成される前に、ノードはすでにブロックをパッケージ化しており、このブロックのプルーフ・オブ・ワークを実行し、完了後すぐにキャストアウトするためです。現時点では、パッケージ化されたブロックを変更する方法はありません。したがって、ワークロードプルーフのセキュリティは非常に保証されています。

欠点は、トランザクションをブロックにパックした後、このブロックを候補ブロックと呼ぶ前にプルーフ・オブ・ワークを完了する必要があるため、遅延が比較的大きいことです。プルーフ・オブ・ワークの時間を特に短く設定することはできません。そうしないとフォークが発生しやすくなります。

したがって、少なくともブロックがパッケージ化されてからブロックのプルーフ・オブ・ワークが完了するまでの間は、トランザクションを確認することができる。

POW メカニズムに対するもう 1 つの批判点は、大量のエネルギーを消費し、環境に優しくないことです。ハッシュ演算は電力を消費するためです。したがって、ブロックチェーンが大規模な商用利用をサポートするには、POW を変更する必要があります。それで、POSがあります。

マイニングに関与するマイニングマシンの数がわからない POW とは異なり、POS プロトコルはすべてのコンセンサス参加者の数とその通貨保有を把握し、パッケージ化権と投票権を割り当てる必要があります。

したがって、POS のコンセンサスは、全員が経済的にチェーンにどれだけ投資するかに基づいています。 POWでは包装権と議決権は一緒ですが、POSでは両者を分離することができます。

誰が投票権を持っているかはブロックされる前にわかります。投票権を取得すると、自由に投票できるようになるため、より広い戦略空間を選択できるようになり、ゲーム全体がより複雑になります。

一般に、ポリシー空間が大きいと、攻撃者が活動する余地が増えるため、セキュリティにとって好ましくありません。ノードは複数の票を投じたり、投票を棄権したりすることで悪事を働く可能性があるため、これはチェーンのセキュリティに対する挑戦です。

しかし、POS システムでは、ノードが誓約を行っており、一部の参加者が POS コンセンサス合意に違反したことが検出された場合、罰せられる可能性があります。委任されたプルーフ・オブ・ステーク DPOS は POS の一種です。

分散型メカニズムでは、誰がパッケージングを担当し、誰が投票を担当するかを選出する必要があるためです。場合によっては、効率を高めるために、全員が最初に比較的小規模な委員会を選出し、その後、投票を担当することになります。このような委員会は通常、公平性を保つためにランダムに選ばれ、頻繁に交代します。

あるいは、Proxy Proof of Stake の DPOS メカニズムを使用して、パッケージ化と投票を担当する比較的固定された委員会を選択することもできます。このようにして、ある程度の分散化は失われますが、効率は大幅に向上します。

副題

今日のブロックチェーンでよく使われているコンセンサスメカニズムをいくつか詳しく紹介していただけますか?

ブロックチェーンの最も初期のコンセンサスはプルーフ・オブ・ワークであり、これは誰もがよく知っています。 BTC、ETH、および 2017 年より前にリリースされた多くのパブリック チェーンのほとんどは、proof-of-work を使用しています。

新しいパブリック チェーンのほとんどは POS を使用しているため、ここでは主にその基本原則とその違いを理解するために、いくつかの POS コンセンサスを紹介します。

1、Tendermint

これは、クロスチェーン プラットフォーム Cosmos によって採用されたコンセンサスです。 POS を理解するための入門的なコンセンサスとして使用できます。 Tendermint は、毎回未固定ノードによって新しいブロックを公開し、その後、他のすべてのノードが PBFT を通じてブロックを投票および検証できるようにします。複数のブロックを待たなければならないPOWとは異なり、承認票の3分の2以上が可決され、ブロックの最終確認となります。しかし、欠点は、投票が失敗した場合、永遠に待たなければならないことです。

2、Polkadot

Polkadot はクロスチェーン プラットフォームでもあり、そのリレー チェーンは「指名された資本の証拠」である Nominated Proof of Stake を使用します。参加者はステーキングによって推薦者となり、推薦者の中から検証者を選出し、検証者がブロックの生成を担当します。

検証者の数は制御でき、民主的な集中化により効率が大幅に向上します。 NPOS は、少数のノードを選択してブロックを生成するという点で DPOS に非常に似ていますが、DPOS はすべての大手財閥を選択し、大量の誓約を必要とします。 NPOS はより民主的で、草の根の政治参加が容易で、バリデーターのローテーションがより頻繁に行われます。

3、Algorand

前述したように、POS コンセンサスの本質的な問題は、ブロックを生成する権利が全員の投票によって決定されるため、ブロックが生成される前に誰がブロック ノードであるかを誰もが知っており、攻撃されやすいことです。さまざまなパッケージ戦略を選択することもでき、自分の利益を最大化します。

次に、ノードをランダムに生成できるメカニズムがあり、このランダム性を簡単に予測することはできませんが、誰もが簡単に検証できる場合、この方法をブロック ノードの選択に使用できます。

アルゴランドは、ランダムなノードを生成するそのような方法を発見しました。この方法は実際には POW 方法に非常に近いです。誰もが候補ブロックをパッケージ化して送信できますが、最終的には誰が最も早く問題を解決できるかではなく、真の乱数によって唯一の次のブロックを選択することになります。

4、Casper

Casper はイーサリアム 2.0 で採用されるコンセンサス方式で、株式誓約と投票メカニズムを備えていますが、まだ POW と POS の混合物であり、将来的には徐々に完全な POS プロトコルに発展する予定です。

既存の POW ベースのイーサリアムをアップグレードする必要があるため、最終的な一貫性よりもチェーンの可用性を重視します。 Casper ブロックは引き続き POW を通過し、その後 POS ノードによって投票されます。

投票ノードはギャンブルに似ており、任意のブロックに投票できますが、最後に選択したブロックに投票しないと罰せられるため、最終的には誰もが最も長いブロックに投票する傾向があります。鎖。

5、FileCoin

これは分散ストレージ業界のスター プロジェクトであり、期待コンセンサスと呼ばれる新しいコンセンサス メカニズムを採用しています。これは、新しい POW または POS モデルとして理解できます。コンピューティングパワーマイニングをストレージマイニングに変更したため、POW です。議決権を付与する理由は、ステーキング番号のトークンを見ることではなく、自分の所有権を確認することであるため、POS です。効果的な収納。

実際、各プロジェクトの合意は非常に複雑なので、ここでは表面的な話をします。

前回の共有から、DPOS を含む POW、POS は実際には完璧ではないことがわかりますが、FileStorm は今後も理論的に完璧で実用的なブロックチェーンのコンセンサスを研究し続けます。

副題

ブロックチェーンアプリケーションの実装の観点からブロックチェーンのコンセンサスを見て、実装とコンセンサスの関係についてお話しいただけますか?

先ほどコンセンサスについて話しましたが、なぜコンセンサスが必要なのでしょうか。なぜなら、ブロックチェーンが変えるのは人間の生産関係だからです。将来的には、上司や従業員、誰が誰のために働くかはなく、全員が共通の目標に向かって協力することになります。

しかし、人々の要求は異なり、1 つのことにお金を払う意欲も異なります。ブロックチェーンのインセンティブ メカニズムを通じて利益の公平な分配を達成したいのであれば、誰もがブロックチェーンに強く同意する必要があります。この認識はコンセンサスです。

POW はコンピューティング能力への投資を通じてコン​​センサスを達成し、POS は設備投資を通じてコン​​センサスを強化し、コンセンサスの価値はトークンを通じて反映されます。コンセンサスが強ければ強いほど、トークンの価値は高くなります。ただし、このパスが本当に適用できない場合、このパスはエアコインであり、遅かれ早かれゼロに戻ります。

ビットコインは世界初のブロックチェーン実装であるためコンセンサスが強く、サトシ・ナカモトから託されたピアツーピア電子決済システムとなるという使命はまだ達成していないが、それでも価値がある。それは暗号通貨の金です。

しかし、イーサリアムの価値はスマートコントラクトの実装から生まれます。このスマート コントラクトにより、ブロックチェーン ベースのアプリケーションの開発が可能になります。トークン発行と分散型金融はすべてそのアプリケーションです。

FileStorm の価値は、発行されたトークンをストレージとして使用できるという事実から生まれます。ユーザーはトークンを使用してストレージを購入し、マイナーはストレージ サービスを提供することでトークンを獲得し、閉じた経済ループを形成します。この経済的な閉ループはブロックチェーンの価値を反映することができます。残念ながら、現在、経済的な閉ループを実現するブロックチェーン アプリケーションはほとんどなく、FileStorm はその数少ないアプリケーションの 1 つです。

副題

強力なコンセンサスを通じて着陸申請を達成するにはどうすればよいでしょうか? FileStormはどのようにしてそれを行うのでしょうか?

強力な合意をどのように構築するかについては、テクノロジーとガバナンスの 2 つの重要なポイントがあると考えています。

FileStorm がコンセンサス メカニズムにおけるイノベーションを追求するのは、コンセンサス基盤を技術的に最適化することです。先ほど、我が国の自主イノベーションのパブリックチェーンを構築して世界に行きたいと申し上げました。これはスローガンではなく、国際的に有名なパブリック チェーン プロジェクトと技術的に競争したいと本気で思っているということです。将来的には、私たちが徐々に導入していくコア技術を必ず目にすることになり、誰もが目を輝かせるでしょう。

さらに、ブロックチェーン プロジェクトはオープンソースでなければなりません。これはパブリック チェーン プロジェクトを開く正しい方法です。 FileStorm には数十の技術革新があり、github は数百万行のコードをリリースしていますが、特許は 1 件も申請されていません。

優れたブロックチェーンプロジェクトはすべてオープンソースです。

オープンソースが増えるほど安全になる: ビットコインはオープンソースであるため、コードの抜け穴により攻撃されにくくなっています。オープンソースが増えるほど、エコロジーは大きくなります。イーサリアムはオープンソースであり、無数のプロジェクトが盗用されていますが、イーサリアムは世界で最も多くのブロックチェーン開発者を魅了しています。

ガバナンスの観点から見ると、継続的に開発されている将来のブロックチェーンの進化とアップグレード機能が、ブロックチェーンが制御する利益の競争に生き残れるかどうかの重要な要素になります。

したがって、ブロックチェーンガバナンスの基礎は、ブロックチェーンシステムには多くの利害関係者、採掘者、鉱山所有者/ノード、投資家、ユーザー、開発者がいるという事実から生まれます。彼らはブロックチェーンと対話することで価値を獲得し、利害関係者になります。

利害関係者は自らの利益を維持する必要があり、利害関係者は異なるため、ブロックチェーンを利害関係者に提供させなければなりません。

したがって、ブロックチェーンシステム全体が長期間存続するには、これらの違いを解消するための関連プロセスが必要です。このプロセスを作成して実行することがガバナンスです。

Comunion がコミュニティガバナンスとコミュニティ支援の分野での取り組みを重視していることを知りました。私たちの理想は同じであり、ブロックチェーンはこのように発展するはずです。

強力なテクノロジーと強力なコミュニティにより、アプリケーションの実装はプロジェクト当事者だけの問題ではなく、すべての参加者がプロジェクトに貢献し、実装の機会を模索します。

ブロックチェーンが発達した現在、あまりにも野心的なことを追求したり、ビジョンを語ったり、高尚なことを語ったりするプロジェクトが数多くありますが、それらは近い将来実現することはできません。このようなプロジェクトが存続するためには、想像を超えた強力な合意、あるいは国や大手投資機関の信頼と承認が必要です。現実的でなく、ただ自慢しているだけでは、すぐに終わります。

副題

FileStormストレージテクノロジーの特徴についてお話しいただけますか?

まず、FileStorm は独自の技術的特性を組み合わせて、次の価値を提唱し、「データ ストレージの核となる価値」を導入します。私たちはまだ業界全体と議論を続けていますが、現在提案されているデータストレージの核となる価値は、プライバシーの保護、データの権利の確認、実用性の促進、そしてオープンソース技術です。

データ ストレージの核となる価値は、データ ストレージ分野の豊富な含意と実際的な要件を反映しており、データの作成と使用に対する人間の要求を高度に凝縮して表現したものです。

当社の革新的なテクノロジーは次のとおりです。プライバシーを保護することは、データの暗号化を実現することです。データ暗号化は誰もがよく知っており、既製の技術実装が多数あります。しかし、暗号化されたデータを効率的に検索して計算することは困難です。私たちは大学や研究機関の一流の専門家と協力して、準同型暗号とゼロ知識検証技術を共同で革新し、暗号化されたデータの検索計算が通常のデータと同じであるようにします。

暗号化されたデータ検索を使用すると、分散ストレージ上の Google と Baidu をターゲットにすることができます。データの権利を確認するには、データにタイムスタンプを押し、コンテンツをインテリジェントに識別する必要があり、これには強力なブロックチェーン技術とビッグデータ技術が必要です。これら 2 つのセクションが FileStorm の強みです。 (web3.0の技術的核心でもあります)

さらに、データ権利の検証は 1 つのアプリケーションでは実現できず、多数の異なるアプリケーションで実行できます。 FileStorm の将来のマルチチェーン エコシステムは、この目的のために構築されています。

実用性を高めるには、データを移動させる必要があります。 FileStormの検索マイニングは、データ使用率に応じて報酬を与えるコンセンサスアルゴリズムで、大量のデータのコピーや大量配布を促進します。コールドデータは重複排除して保存できます。ただし、流れるライブ データのみがより実用的で、より多くの価値を生み出すことができます。

オープンソーステクノロジーについては前述しましたが、オープンソースがなければ、分散化を叫び、集中化の道を歩むことに未来はありません。

副題

Q1: コンセンサスの前提として合意者が必要ですが、一般的にはどうやって合意者を見つけますか?非パブリックチェーンプロジェクトのコンセンサスをどのように設計するか?

ここには 2 つの問題があります。

パブリックチェーンはどうやってコンセンサスを見つけるのか。実際、ICO はパブリックチェーンが合意者を見つけるのに良い方法です。なぜなら、合意者は最初から経済的に拘束されているからです。 ETHは非常に成功した例です。後で壊れてしまったのが残念です。実際、DPOS も非常に優れた方法であり、初期段階で協力者として資金提供者を見つけて一緒に推進することができます。しかし、同盟関係が利益相反になる可能性があるという欠点があります。力が強すぎると、合意形成に影響を及ぼします。

非パブリックチェーンプロジェクトのコンセンサスを設計する方法: これはアライアンスチェーンの形で達成できます。実際、パブリック チェーンよりもシンプルです。

Q2: POC のコンセンサスについてコメントしていただけますか?

あなたが言及したPOCは、容量証明のハードディスクストレージスペースマイニングを指しますよね?これは、コンセンサスのためにハードディスク容量を使用するため、ストレージマイニング業界に非常に近いものです。

コンピューティング能力を備えたビットコインマイニングとは異なります。 POC は、宝くじの束を保存するのと同じように、事前にハッシュ計算を完了し、ハードディスクに保存します。次にくじを引き、そのくじに勝った人がブロックを生成します。

Q3: 集中化と効率性、投票とコンセンサスについてどのように考えていますか?

この質問はとても良いですね。それは私たちもよく議論することです。集中化により効率は向上しますが、分散化が犠牲になります。投票は民主的ですが、効率は低くなります。

各プロジェクトは、具体的な状況に応じてコンセンサスを選択する必要があると思います。それは効率を重視するか民主主義を重視するかによって異なります。

すべてのプロジェクトが高い TPS を追求するわけではないため、この場合は低速のブロックチェーンを選択するのが得策です。 FileStorm はプロジェクトごとに異なるため、マルチチェーン エコロジーを構築したいと考えており、将来的にはさまざまな合意に基づいたアプリケーションをサポートしたいと考えています。

Q4: コンセンサスと効率性は共存できると思いますか?もしそうなら、何か方法はありますか？

今は共存です。お互いにゲームをするという形で共存しているだけだ。アライアンスチェーンの効率は非常に高いです。この合意が認識できれば、アライアンスチェーンは十分です!

ブロックチェーンを根本的に信じている私は、実際にはパブリック チェーンをもっと支持しています。私がGoogleのLibraという巨大なアライアンスチェーンプラットフォームを見るまでは、それを支持する人がたくさんいる限り、コンセンサスも非常に強かった。

Q5: IPSF 以外に、ブロックチェーンベースの分散ストレージに似た基盤となるコンポーネントやプロトコルはありますか?

基盤となるプロトコルは多数あり、IPFS は必ずしも必要ではありません。 FileStorm は、FileStorm の最新のデータ配布プロトコル層アーキテクチャである IPFS に基づいて多くの変革も行いました。