Se Blockchain fosse um animal, os protocolos de consenso seriam seu esqueleto. Como parte indispensável de qualquer rede descentralizada, um protocolo de consenso é responsável pela validação das transações por todos os nós da rede. Isso é feito através da determinação da validade do bloco que está sendo adicionado, garantindo que seja o que todos os nós concordaram.
O que são protocolos de consenso baseados em quórum
Os protocolos de consenso baseados em quórum têm sido uma grande febre no espaço blockchain. Mas o que são eles? Eles oferecem alguma vantagem sobre outros protocolos de consenso não baseados em quórum? Como eles têm atuado?
Quorum é um termo muito usado em sistemas descentralizados. Refere-se ao número mínimo de votos necessários para uma transação distribuída antes que uma ação possa ser executada em um sistema distribuído. Um protocolo de consenso é definido como o sistema. governando o que acontece em um blockchain específico a qualquer momento.
Um protocolo de consenso baseado em quórum é um protocolo em que a decisão de adicionar blocos é precedida pela obtenção de um número mínimo de votos.
Principal diferença com outros protocolos de consenso
Todos os protocolos de consenso têm um requisito básico. Todos os participantes nos nós devem chegar à decisão coletiva de aceitar ou rejeitar a adição de um novo bloco. O processo de chegar à decisão, no entanto, dá um passo extra sob protocolos baseados em quórum.
Para protocolos de consenso baseados em quórum, os participantes dos nós trocam mensagens com duas iniciativas principais. Primeiro, um bloco deve ser proposto a todos os nós, algo que só pode ser feito pelo líder de consenso. A segunda é informar à rede que o participante decidiu e validou o bloqueio.
O consenso é alcançado após o líder ter proposto um bloco e a maioria dos participantes decidir e validar o bloco proposto.
Protocolos de consenso de vantagem sobre não baseados em quórum
Os protocolos baseados em quórum apresentam uma diferença importante em relação aos não baseados em quórum. Ou seja, a capacidade de continuar as operações mesmo quando alguns dos nós participantes corretos falharem ou agirem maliciosamente.
A principal razão por trás do consenso não ser trivial é que pode ocorrer falha durante a transmissão de mensagens e tomada de decisão pelos nós. A causa pode ser uma queda de energia ou comportamento malicioso, resultando em mensagens perdidas ou atrasadas.
A permissão de tal falha é referida como tolerância a falhas bizantina. Esses protocolos podem tolerar falhas de colisão ou a falha bizantina. Falhas de falha ocorrem quando os participantes não respondem ou executam uma nova operação quando um consenso está sendo executado.
Uma falha bizantina refere-se a um participante com falha que pode ser um agente malicioso. Tal agente é caracterizado pela exibição de comportamento aleatório diferente dos protocolos estabelecidos e pela execução de qualquer ação.
O número máximo de nós maliciosos que podem ser tolerados em um protocolo baseado em quorum é ⅓ de todos os nós participantes na rede. O total inclui nós honestos e maliciosos.
Desempenho de protocolos baseados em quórum
Para avaliar o desempenho dos protocolos de consenso baseados em quórum, eles devem ser subdivididos e analisados em três grupos diferentes.
Desempenho de protocolos práticos de tolerância a falhas bizantinas (BFT)
Os protocolos são assim chamados porque atingem praticamente duas questões fundamentais. Eles otimizam a comunicação e a autenticação entre participantes enquanto conseguem permanecer funcionais em ambientes de difícil sincronização.
Toda a comunicação é centralizada no líder chamado de primário, com todos os outros participantes sendo denominados de réplicas. Um protocolo de mudança de visualização é implementado quando o nó principal falha, com o próximo participante na sugestão circular sendo o novo primário. Todos os participantes têm o devido conhecimento de todos os participantes e suas assinaturas para uma melhor tomada de decisão de votação.
Ao dar uma solução prática para a falha bizantina, o protocolo teve um grande problema com escalabilidade. Para tolerar comportamentos maliciosos, todos os participantes devem conhecer todos os outros participantes do nó e trocar um grande número de mensagens. Apresenta uma complexidade computacional na troca de mensagens.
A expansão também é um desafio porque adicionar um participante é quase impossível. Qualquer participante que saia permanentemente é considerado um ator mal-intencionado. Ecossistemas de blockchain muito vibrantes e dinâmicos chegariam rapidamente ao limite de ⅓ e resultariam no colapso do protocolo.
Desempenho dos Protocolos do Acordo Bizantino Federado
Sob o protocolo do acordo bizantino federado (FBA), o quorum. é dividido em várias unidades federativas. Ele faz isso por ter vários generais bizantinos, cada um sendo responsável por sua fatia de quórum. Permite um aumento significativo nas transações, um custo de transação reduzido e um número menor de trocas de mensagens.
Sob o protocolo FBA, cada nó participante tem a capacidade de escolher em quem deseja confiar. Isso cria dificuldades para qualquer agente mal-intencionado, pois eles precisam convencer um grande número de nós válidos a incluir nós mal-intencionados em sua lista confiável.
A FBA ganhou popularidade crescente ao longo dos anos, atraindo grandes nomes de blockchain para seu rebanho. Os mais notáveis são Ripple inc e Stellar. Os ataques Sybil são as ameaças mais notáveis, mais ainda para o blockchain Ripple. A existência de Unique Node Lists para validadores oferece uma boa solução.
Desempenho do Protocolo Tolerante a Falhas Bizantino Delegada
O protocolo tolerante a falhas delegado bizantino (dBFT) segue o mesmo estilo de execução do BFT. No entanto, difere por centralizar o consenso em vários participantes, resolvendo assim os problemas de escalabilidade do BFT. O protocolo utiliza o conceito de reputação para a escolha dos participantes do consenso.
NEO é um dos principais players com protocolo dBFT. Sua aceitação foi bastante moderada devido à possibilidade de uma perigosa ameaça à segurança. Um líder malicioso pode explorar seu protocolo de mudança de visão para criar uma bifurcação determinística. Eles podem então criar 2 novos blocos usando mensagens diferentes, sendo ambos os blocos válidos e aceitos pelos participantes, criando dois estados diferentes na rede. Uma solução é descartar todas as mensagens geradas antes da alteração da visualização.
Desempenho do Protocolo de Prova de Participação Delegada e Tolerante a Falhas Bizantinas
Abreviado como BFT-dPoS, o protocolo híbrido combina os protocolos de Prova de Posse de alto desempenho com a segurança dos protocolos BFT. Sob o protocolo, cada detentor de token vota em um produtor de bloco, com os 21 nós com mais votos qualificados. Cada um dos 21 tem prazos fixos de 0.5 segundo para produzir blocos, com o processo em ordem alfabética.
EOSIO é um dos blockchains que usam o protocolo. Ele se orgulha de grandes conquistas, como habilidades de 3000 transações por minuto e níveis de segurança BFT. A desvantagem é a limitação a 21 criadores de blocos, com a votação sendo influenciada pelos ativos detidos. Ele permite uma colisão para controlar o processo é possível.
Nota do autor
Os protocolos de consenso baseados em quórum são bastante recentes em comparação com os sem quórum. No entanto, eles dão um soco, pois resolvem o problema da falha bizantina e permitem a operabilidade, desde que os nós maliciosos não formem a maioria da rede.
Seu desempenho difere dependendo da classe de protocolo em discussão Os BFTs oferecem grandes problemas de escalabilidade, enquanto os FBAs oferecem algumas suscetibilidades a ataques Sybil.
dBFTs resolvem o problema de escalabilidade, mas com a criação de uma exploração de protocolo de mudança de visualização. O BFT-dPoS oferece o que poderia ser os melhores recursos, mas representa o controle de risco por meio de conluio. No entanto, espera-se que a adoção de protocolos baseados em quórum aumente à medida que o espaço recebe mais inovações.
Fonte: https://crypto.news/the-performance-of-quorum-based-consensus-protocols-in-blockchain/