Thuật toán đồng thuận Bằng chứng cổ phần cho thuê (LPOS) và giao thức Waves-NG

Tác giả: Guy Brandon, người đóng góp cho Waves.

Mạng Waves sử dụng thuật toán đồng thuận Lease-in-Proof-of-Stake (LPOS), kết hợp với giao thức Waves-NG cho phép mạng có khả năng mở rộng và thông lượng giao dịch cao.

Giới thiệu

Mạng Waves được ra mắt vào năm 2016, huy động được 30.000 Bitcoin thông qua một ICO, trị giá khoảng. 16 triệu USD. Dự án nhằm mục đích phát triển một hệ sinh thái blockchain toàn diện có thể được sử dụng cho các quy trình giao dịch kinh doanh, bao gồm các bộ công cụ đáp ứng các yêu cầu chức năng khác nhau, bao gồm dễ dàng tạo các mã thông báo tiền kỹ thuật số tùy chỉnh, viết trực tiếp các hợp đồng thông minh và giải mã tích hợp cho hoạt động ngang hàng. -giao dịch ngang hàng. Trao đổi tập trung (DEX), các cách tương tác an toàn và thuận tiện với dApps cũng như các dịch vụ web được cung cấp bởi plug-in trình duyệt Waves Keeper.

Khả năng mở rộng

Ngay từ đầu, Waves đã nhận ra rằng khả năng mở rộng là chìa khóa cho hầu hết các nhu cầu thúc đẩy sử dụng các dự án blockchain và nhận ra nhu cầu phát triển các công nghệ liên quan để giải quyết những hạn chế của các blockchain hiện có. Ví dụ: Bitcoin có tính bảo mật cao nhưng tốc độ giao dịch tương đối chậm và chỉ có thể hỗ trợ khoảng 7 giao dịch mỗi giây (TPS). Do đó, Bitcoin không đủ hiệu quả để trở thành tiền tệ toàn cầu. Các giải pháp dựa trên lớp 2 như Lightning Network của Bitcoin được triển khai để đạt được mục tiêu này. Waves thực hiện một cách tiếp cận khác với lớp này, trước tiên tập trung vào khả năng mở rộng trên chuỗi trước khi xem xét các ứng dụng lớp thứ hai.

Cân bằng tiền thuê

Thuật toán đồng thuận ban đầu của Waves dựa trên giao thức bằng chứng cổ phần đơn giản. Tổng cộng 100 triệu token WAVES đã được phân phối sau ICO và nguồn cung cũng cố định: vì WAVE là token có đặc tính "PoW" nên không có lạm phát. Do đó, người xác thực khối Waves (người giả mạo, họ thường được gọi là 'thợ mỏ' trong hệ sinh thái Waves) nhận phí giao dịch từ các khối mà họ xử lý, nhưng không nhận được phần thưởng khối bổ sung.

Hệ thống Bằng chứng cổ phần có thể thuê (LPoS) đã được ra mắt hoàn toàn vào tháng 5 năm 2017 và giao thức này cho phép người dùng có ứng dụng khách Waves lite (những ứng dụng không chạy nút đầy đủ) cho các thợ mỏ của tôi thuê mã thông báo WAVES của họ nút. WAVES đã thuê sẽ bị khóa trong tài khoản của người dùng và không thể chuyển nhượng hoặc giao dịch. Ngoài ra, mã thông báo vẫn được chủ tài khoản kiểm soát hoàn toàn và có thể bị hủy bất kỳ lúc nào sau khi hợp đồng thuê hết hạn. Xem xét chi phí kỹ thuật liên quan đến việc chạy nút khai thác và trực tuyến 24/7, có tương đối ít cộng đồng Waves chạy nút khai thác (bạn có thể tìm thấy danh sách các trình tạo khối tại https://dev.pywaves.org/generators/ Check) .

Mã thông báo WAVES được các nút khai thác thuê có thể được sử dụng để tăng trọng lượng của công cụ khai thác, từ đó làm tăng cơ hội cho công cụ khai thác phát hiện ra khối tiếp theo. Hệ thống bằng chứng cổ phần được thuê sẽ cải thiện tính bảo mật của mạng theo ít nhất hai cách. Đầu tiên, càng sử dụng nhiều token WAVES để bảo vệ mạng thì càng tốt vì nó sẽ khiến kẻ tấn công khó tích lũy số lượng token cần thiết để thực hiện cuộc tấn công 51%. Thứ hai, token WAVES được cho các nút khai thác từ ví lạnh của người dùng thuê, nhưng bản thân các nút đó (những nút vẫn trực tuyến) có thể chỉ có số dư nhỏ. Vì tiền thuê không được chuyển cho người khai thác nên điều này có thể giảm đáng kể nguy cơ bị tấn công vào mã thông báo WAVES được lưu trữ trực tuyến.

Phương thức đồng thuận mới: Waves-NG

Vào tháng 12 năm 2017, WAVES đã nâng cấp thêm mạng lưới, ra mắt giao thức đồng thuận Waves-NG. Đây là một giao thức mới dựa trên sơ đồ Bitcoin NG, được phát minh bởi giáo sư Emin Sirer của Cornell IT.

Các công cụ khai thác được chọn theo giao thức Bitcoin ban đầu đều có thể truy nguyên được. Sau khi một khối được thêm vào chuỗi khối, những người khai thác cạnh tranh với nhau để tìm giá trị băm hợp lệ cho khối tiếp theo dựa trên trạng thái hiện tại của chuỗi khối. Đồng thời, các giao dịch mới được tạo sẽ được đưa vào mempool, nơi chúng sẽ vẫn chờ xử lý cho đến khi người khai thác thu thập và xác minh chúng.

Mặc dù cả Bitcoin và giao thức Bitcoin NG đều được coi là hệ thống Chịu lỗi Byzantine (BFT), hệ thống sau đã được đề xuất vào năm 2015 như một giải pháp thay thế có thể mở rộng cho một cơ chế hoạt động khác. Trong hệ thống Bitcoin-NG, người khai thác tiếp theo được chọn trước, người sẽ tạo ra một "khối khóa" trống - khối này cuối cùng sẽ được thêm vào chuỗi khối. Các khối nhỏ được gọi là "microblock" (bao gồm một số giao dịch) và chúng được thêm vào khối khóa gần như theo thời gian thực. Sử dụng phép tương tự trong cuộc sống hàng ngày, điều này giống như thêm một vài túi mua sắm (khối vi mô) vào giỏ hàng (khối khóa) và sau đó đẩy toàn bộ giỏ hàng vào quầy thanh toán (được thêm vào mạng blockchain). Điều này có nghĩa là các giao dịch có thể được thêm vào blockchain trong vài giây và độ trễ duy nhất có thể xảy ra là trên mạng. Waves đã nâng cấp cơ chế bằng chứng cổ phần để tạo ra giao thức Waves-NG, đây cũng là lần đầu tiên giao thức Bitcoin NG được định cấu hình thành một chuỗi khối công khai mở.

Hệ sinh thái được cải thiện hơn nữa thông qua "MassTransfers". Nó cho phép thực hiện tối đa 100 lần chuyển khoản trong một giao dịch và giảm phí xử lý. Một mặt, để cân bằng giữa việc mở rộng công suất và sự tiện lợi, MassTransfer giới hạn mỗi MassTransfer chỉ 100 txs, mặt khác cũng hạn chế khả năng gửi một số lượng lớn giao dịch với chi phí thấp cùng một lúc. Nếu cần số lượng giao dịch chuyển khoản lớn hơn, nhiều giao dịch chuyển MassTransfers có thể được gửi theo trình tự.

Nói cách khác, người dùng có thể chỉ cần chọn MassTransfer làm cách thay thế để "gửi giao dịch", cho phép họ thêm tối đa 100 người nhận thanh toán trong một giao dịch. Ngoài ra, địa chỉ của người nhận có thể được cung cấp qua JSON hoặc được tải lên bằng tệp CSV, giúp có thể thực hiện trực tiếp và hiệu quả các đợt airdrop lớn hoặc thanh toán hàng tuần cho người dùng thuê mã thông báo WAVES cho các nút khai thác. Kết hợp với Waves-NG, tính năng MassTransfer cho phép tốc độ thông lượng cực cao trên mạng.

Để đánh giá thông lượng tiềm năng của giao thức mới, một số thử nghiệm căng thẳng đã được thực hiện trên mạng Waves. Vào tháng 10 năm 2018, một cuộc kiểm tra căng thẳng khối lượng lớn đã được tiến hành trên MainNet. Thử nghiệm cho thấy một giao thức blockchain công khai (không chỉ TestNet bị giới hạn và kiểm soát) có thể hỗ trợ hơn 6,1 triệu giao dịch trong 24 giờ với tốc độ trung bình 4.200 txs mỗi phút hoặc 71 txs mỗi giây, với thông lượng cao nhất lên tới Hàng trăm giao dịch .

Tóm tắt

Cho thuê bằng chứng cổ phần (LPOS) cho phép người dùng thông thường không có nền tảng kỹ thuật chuyên nghiệp giúp bảo vệ Waves Mạng, với tiền đề là kiểm soát mã thông báo WAVES, cho thuê WAVES cho các nút đầy đủ. Đồng thời, Waves-NG đạt được thông lượng lên tới 100 TPS, cao hơn nhiều so với nhiều blockchain. Vì không cần phải trả phần thưởng tài chính cho người khai thác và người khai thác không cần phải chịu hóa đơn tiền điện cao và phần cứng đắt tiền nên phí giao dịch rất thấp.

Đối với Waves, khả năng mở rộng trên chuỗi luôn là ưu tiên hàng đầu, nhưng bất kỳ chuỗi khối nào cũng có thể được mở rộng theo cách này do yêu cầu không gian lưu trữ và băng thông. Các nhà phát triển của Waves tin rằng giải pháp hiện tại có thể được tối ưu hóa trước khi triển khai thêm giải pháp có thể mở rộng và khả năng hỗ trợ các giao dịch lên tới 1.000 TPS. Waves hiện đang khám phá giải pháp mở rộng quy mô lớp thứ hai liên quan đến các chuỗi bên có thể hỗ trợ xử lý khối lượng lớn giao dịch trên các chuỗi song song và cuối cùng là cho phép bảo vệ trên mạng chính Waves.