Consenso de escala? Este ganhador de Turing pensa que ele encontrou uma maneira | PT.concellodemelon.org

Consenso de escala? Este ganhador de Turing pensa que ele encontrou uma maneira

Consenso de escala? Este ganhador de Turing pensa que ele encontrou uma maneira

Se um blockchain público é para ser bem sucedido - se a sua utilização é para moedas, contratos inteligentes ou algo completamente diferente - ele precisa de um algoritmo de consenso que pode escalar.

Enquanto a corrida para desenvolver um sistema que pode fazer exatamente isso, um projeto recente de um eminente estudioso poderia marcar um avanço nessa busca de longa data. Esse projeto é chamado algorand, e seu criador é professor do MIT Silvio Micali.

Um criptógrafo e computador teórico, Micali é conhecido por seu trabalho em números pseudo-aleatório e provas de conhecimento zero (a base para a zk-snarks que o poder anônimo blockchain projeto zcash). Ele também é o co-vencedor do Prêmio Turing (também conhecido como o "Prêmio Nobel" da computação).

Mas enquanto Micali tem credenciais impressionantes, sua tecnologia também detém grande promessa. Algorand é uma variação de prova-de-jogo que utiliza criptografia para selecionar aleatoriamente os jogadores envolvidos em adicionar o próximo bloco (ou conjunto de transações) para o blockchain.

Se algorand for bem sucedida, Micali acredita que seu sistema poderia facilmente lidar com milhões de nós - apresentando uma solução para um dos maiores problemas em blockchain hoje.

Auto-seleção de loteria

Em bitcoin, mineiros correr para resolver um quebra-cabeça criptográfico. O vencedor propõe o próximo bloco e ganha uma recompensa bloco.

Mas bitcoin é prova de workresults no gasto de uma quantia exorbitante de energia. Alguns dizem que é também levou a uma centralização do processamento do bitcoin, ou seja, apenas alguns, grandes entidades são capazes de reivindicar novos bitcoins.

Em uma tentativa de democratizar essa distribuição, algorand usa o que Micali chama de "sortition criptográfica" para selecionar jogadores para criar e verificar blocos.

Enquanto a maioria dos sistemas de prova de participação de contar com algum tipo de aleatoriedade, algorand é diferente em que você se auto-selecionar executando o sorteio em seu próprio computador. A loteria é baseado em informações no bloco anterior, enquanto a seleção é automática (que não envolve nenhuma troca de mensagens) e completamente aleatória.

Micali emprestado a idéia da antiga Atenas, onde as autoridades políticas foram escolhidos aleatoriamente em um processo conhecido como "sortition". (Foi essencialmente uma forma de colocar o nome de todos em um grande chapéu e puxando para fora alguns nomes.)

Ao empregar sortition criptográfico, a teoria é que algorand pode escalar sob demanda. Outros benefícios incluem a segurança e velocidade. "O sistema tem que ser rápido", disse Micali. "Eu não quero qualquer prova de trabalho, e eu não quero uma comunicação excessiva."

Um sistema justo e democrático

Porque os requisitos computacionais de algorand são triviais, qualquer pessoa pode executar o sistema em seu laptop em segundo plano. E enquanto bitcoin tem classes de usuários ( 'consumidores' que transacionam e dos mineiros "que buscam blocos), algorand não faz tal distinção.

A visão é que todos os usuários que têm o mesmo acesso à rede.

Semelhante a outros sistemas de prova de participação, a sua chance de ser selecionado para uma recompensa é baseado no número de moedas (algos) você possui ou não reserve. Quanto mais algos você tiver, mais chances você tem de ser pego.

Uma vez que você sabe que está selecionado como um proponente, você cria um bloco e, em seguida, propagar-lo à rede, juntamente com uma prova de hash (um número aleatório facilmente verificada por uma assinatura digital), dizendo essencialmente, "Aqui é o meu bloco, e é aqui prova de que eu ganhasse na loteria ".

O proponente com a menor prova de hash (novamente, aleatória) é o único a apresentar o bloco seguinte candidato.

O próximo passo no processo algorand é verificar que o bloco candidato e - no caso de um proponente bloco propôs dois ou mais blocos - garantir que não há bifurcação na cadeia.

E para isso, Micali se transforma em um protocolo de décadas.

Goodbye to garfos

Um subproduto da Nakamoto consenso é a possibilidade de garfos de rede, um processo que ocorre a qualquer hora dois mineiros resolver o enigma rede quase ao mesmo tempo.

Como resultado, os usuários geralmente esperar 30 minutos (três blocos abaixo da estrada) para ser razoavelmente certo de uma transação passou.

"E agora você tem que lidar com um garfo, e isso cria um pouco de ansiedade, psicologicamente e de outra forma, porque um bloco não é final, e as pessoas precisam a finalidade", disse Micali.

A maneira algorand lida com essa ambigüidade é chegar a um consenso sobre um bloco com uma probabilidade negligenciável de garfos. O sistema faz isso empregando uma versão modificada do algoritmo de consenso bizantino.

Concebido na década de 1980, o acordo bizantina oferece uma maneira de chegar a um consenso em um sistema distribuído em que nenhum dos nós pode ser confiável. Nesse projeto, o sistema pode tolerar até um terço dos jogadores que trabalham contra o sistema.

Acordo bizantina tem duas propriedades: Se todos os jogadores começam com o mesmo valor, eles concordam com esse valor. E, se os jogadores começam com valores diferentes, todos os jogadores honestos (aqueles que cumprir com o protocolo) vai concordar com um valor. Na blockchain, esses valores são os blocos de candidatos e os jogadores estão verificadores.

Um problema com acordo bizantina tradicional, no entanto, é que ele requer muitas rodadas de intensa comunicação entre todos os jogadores, o que torna difícil dimensionar o sistema.

"Eu não posso correr acordo bizantina com 1 milhão de usuários ou 10 milhões de usuários ou, se um sistema bem sucedido, os usuários 100 milhões. É demais", disse Micali.

Para remediar isso, ele desenvolveu uma versão modificada com apenas nove passos esperados.

Replaceability jogador

Em algorand, um pequeno subconjunto de jogadores executar consenso bizantino em nome de todo o sistema. Isso permite que o protocolo a ser executado em velocidades mais altas, e à medida que mais jogadores são substituídos em cada etapa, a idéia é que faz com que o sistema de seguro em um ambiente contraditório.

Simplificando, acordo bizantina de Micali funciona assim: os detentores de moeda auto-select ser verificadores na primeira rodada. Esses verificadores enviar suas mensagens junto com suas credenciais para a rede.

Agora que eles têm-se revelado, um adversário engenhoso poderia facilmente corrompê-los. Mas isso não importa, porque uma vez que a mensagem está fora da garrafa, não há nenhuma maneira de colocá-lo de volta.

"O adversário não mais pode fazer isso do que o governo pode colocar de volta na garrafa uma mensagem de Wikileaks. Eles podem prendê-lo, colocá-lo na prisão, mas essa mensagem agora é propagada na rede", disse Micali.

E assim, mesmo se o adversário tiver êxito em corromper os verificadores, é tarde demais. Um novo conjunto de jogadores já auto-selecionados para a próxima rodada de comunicação, eo processo continua para mais oito rodadas até que um acordo comum seja alcançado.

Uma vez que seja alcançado um acordo, eo bloco é certificada pelas assinaturas de um número suficiente de jogadores na última etapa do acordo bizantino, esse bloco é então fofoca através da rede para todos os usuários no sistema pode adicioná-lo à blockchain.

Desde a única latência real no sistema é baseado na propagação desse bloco através da rede, Micali definiu seu tamanho do bloco em 1MB. Quando as redes chegar mais rápido, é possível aumentar o tamanho do bloco sem quaisquer riscos de segurança, ele afirma.

Nova ordem mundial?

Dito isto, Micali não pensa algorand irá substituir bitcoin. Ele se sente diferentes sistemas podem existir simultaneamente.

Mesmo trocando ainda hoje existe, então não há nenhuma razão para pensar bitcoin não existirá no futuro, argumenta. Mas ele se sente fortemente que o seu desperdício de energia é desnecessário.

"De alguma forma, as pessoas fazem a analogia de que quando você está cavando para o ouro você também desperdiçar energia. O fato de que o ouro era extraído dessa forma com uma grande quantidade de resíduos não significa que devemos destruir o planeta porque os nossos antepassados ​​fizeram", disse ele.

Ele também faz o ponto que algorand se destina a servir como um protocolo de consenso para todos os tipos de sistemas de blockchain, não apenas cryptocurrencies.

Muito parecido com o seu nome, porém, algorand existe como um protocolo teórico.

Por enquanto, Micali disse que está elaborando questões técnicas na esperança de que, um dia, em breve, eles podem ser colocados à prova.

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