Cryptocurrency: 22122
Bursa: 629
Kapitalisasi Pasar: $$3.29T
Vol 24j: $155.57B
Dominasi: BTC: 57.6% ETH: 13.1%
Gas ETH: 29 Gwei
Semua bahasa
Tujuan Harmony adalah membuat blockchain berbasis shard dengan skalabilitas dan keamanan penuh. Ini telah mempelajari banyak solusi blockchain di pasar dan mengusulkan rencana implementasi tekniknya sendiri. Di sinilah Harmoni layak mendapat perhatian semua orang.
Ini adalah tujuan yang sangat tinggi. Pertama-tama, ini memiliki skalabilitas yang lengkap. Pecahan Harmony tidak hanya mencakup konfirmasi transaksi, komunikasi jaringan, tetapi juga pecahan status blockchain. Kedua, kita harus memastikan keamanan fragmentasi. Pecahan Harmony didasarkan pada proses DRG (Distributed Random Generation), yang membuatnya tidak dapat diprediksi, adil, dapat diverifikasi, dan dapat diskalakan. Selain itu, Harmony mengadopsi mekanisme PoS alih-alih mekanisme PoW untuk memilih validator, dan memiliki optimalisasi sendiri untuk mekanisme konsensus PBFT. PoS memiliki ambang batas tertentu, tidak hanya untuk memastikan bahwa pembuat taruhan kecil dapat berpartisipasi dalam jaringan dan mendapatkan penghasilan, tetapi juga untuk mencegah penyerang jahat mendapatkan kendali atas satu pecahan. Harmony mengimplementasikan penyebaran informasi di dalam shard dan di seluruh jaringan shard dengan menggunakan Algoritma Penyebaran Informasi Adaptif. Harmony juga menggunakan perutean Kademlia untuk mewujudkan transaksi lintas pecahan yang diskalakan secara logaritmik saat jumlah pecahan meningkat. Dengan sharding, konsistensi transaksi cross-shard juga harus dijaga, Harmony juga mendukung transaksi cross-shard, mendukung komunikasi langsung antar shard, dan memastikan konsistensi transaksi cross-shard melalui mekanisme penguncian atom.
Secara keseluruhan, Harmony mencoba menyediakan blockchain yang dapat diskalakan, aman, dan terdesentralisasi dengan mengoptimalkan lapisan protokol dan lapisan jaringan, yang dapat mendukung skenario aplikasi terdesentralisasi yang lebih umum, termasuk Game, pertukaran terdesentralisasi, IoT, dll. Ini adalah visi yang ambisius.
Saat ini, banyak proyek blockchain baru yang mencoba meningkatkan kecepatan pemrosesan transaksi (throughput), tetapi solusi baru seperti dPoS di EOS dan TRON, Rootchain di Quarkchain, dll. Harus mengorbankan beberapa elemen kunci, misalnya desentralisasi dan keamanan dapat meningkatkan kinerja secara signifikan.
Meskipun sistem seperti itu berjalan sangat cepat, itu hanya dapat dianggap sebagai sistem semi-terpusat, yang kehilangan konsep inti dari blockchain - desentralisasi.
Sebagai solusi untuk perluasan blockchain, sharding dapat meningkatkan kinerja jaringan secara signifikan tanpa mengorbankan keamanan dan desentralisasi.
Harmony memecahkan masalah perluasan blockchain dengan memperkenalkan state sharding ke dalam blockchain—karena setiap node hanya perlu menjalankan dan menyimpan sebagian dari data blockchain untuk menyelesaikan transaksi, beban kerja pemrosesan transaksi dibagi oleh Ini sangat meningkatkan skalabilitas blok itu sendiri.
Penskalaan adalah salah satu masalah yang paling banyak dibicarakan di industri blockchain saat ini. Siapa pun yang memecahkan masalah ini terlebih dahulu akan menjadi pemimpin dalam industri ini. Tentu saja, premis di sini adalah bahwa dengan mempertimbangkan dua atribut keamanan dan desentralisasi, jika terobosan dicapai dengan mengorbankan dua atribut utama ini, ini hanyalah terobosan tingkat rendah, atau bergerak menuju jalur perkembangan yang berbeda.
Di bawah premis mempertimbangkan keamanan dan desentralisasi, sharding adalah salah satu jalur terpenting untuk ekspansi blockchain. Ini adalah fokus eksplorasi Harmony. Meskipun ada proyek blockchain sharding lainnya, termasuk Ethereum 2.0, ada juga proyek cross-chain. Jika Harmony dapat mengeksplorasi sharding, itu bisa lebih solid daripada proyek lain. Maka memiliki peluang untuk mendapatkan awal yang baik dalam kompetisi.
Tentunya tim Harmony memilih jalan yang sulit, yang membutuhkan banyak tenaga dan memiliki pesaing yang sangat kuat. Menurut pengantar tim Harmony untuk Blue Fox Notes, proyek tersebut telah menyelesaikan pembiayaan 18 juta dolar AS, dan investor memiliki dana dari Silicon Valley, Australia, Hong Kong, dan Singapura, dan ini merupakan awal yang baik.
Dari kertas putih Harmony, terlihat bahwa tim memiliki pemikiran teknis yang jelas, dan telah memikirkan secara mendalam masalah yang akan dihadapi dalam implementasi proyek sharding.Tim tersebut sebagian besar terdiri dari personel Litbang, terutama dari latar belakang dari Microsoft, Google, dan Apple.
Mekanisme konsensus FBFT yang dapat diskalakan
Harmoni tidak mengadopsi PoW, tetapi mekanisme PoS, pengguna memperoleh hak dan imbalan untuk memproduksi blok dengan mempertaruhkan token. Pada saat yang sama, Harmony menggunakan mekanisme FBPT dalam proses produksi dan verifikasi blok. Sebelum menjelaskan apa itu FBFT, kita tahu bahwa PBFT adalah toleransi kesalahan Bizantium yang praktis. Karena PBFT memiliki mekanisme yang diperlukan oleh verifikator untuk menyiarkan suara mereka ke verifikator lain, hal ini sangat meningkatkan kompleksitas komunikasi PBFT, sehingga sulit untuk memperluas blockchain jika sistem memiliki ratusan atau ribuan node.
Untuk masalah PBFT yang sulit diperluas, FBFT telah dioptimalkan, dan FBFT dapat mencapai ekspansi linier dalam hal kompleksitas komunikasi. Secara khusus, bagaimana cara mencapainya? Dalam mekanisme FBFT juga berperan sebagai leader dan verifikator, dan tidak mengharuskan semua verifikator untuk menyiarkan suaranya, leader menjalankan proses multi signature untuk mengumpulkan suara verifikator. adalah O(1 ), lalu menyiarkan pemungutan suara. Ini berarti bahwa setiap validator hanya perlu menerima satu multisignature, mengurangi kompleksitas komunikasi dari O(n^2) menjadi O(n).
Mekanisme tanda tangan Schnorr dapat mencapai agregasi multi-tanda tangan ukuran konstan dan membentuk pohon multicast di antara pemverifikasi untuk memfasilitasi pengiriman pesan, tetapi tanda tangan multi-tanda tangan Schnorr memerlukan putaran komitmen rahasia, yang akan menyebabkan masalah dua perjalanan bolak-balik untuk satu multi-signature , FBFT menggunakan skema multi-signature BLS (Boneh-Lynn-Shacham) untuk mengoptimalkan masalah ini, dan hanya diperlukan satu perjalanan bolak-balik untuk mencapainya. Oleh karena itu, FBFT 50% lebih cepat daripada BFT yang menggunakan mekanisme Schonorr signature. Terakhir, Harmony juga menggunakan kode air mancur RaptorQ untuk mempercepat proses penyiaran blok.
Satu hal yang perlu diperhatikan adalah semua verifikator konsensus Harmony dipilih berdasarkan mekanisme PoS. Validator dengan lebih banyak saham voting memiliki lebih banyak suara daripada orang lain, daripada menandatangani satu suara pada satu waktu. Ini juga berarti bahwa yang ditunggu pemimpin bukanlah tanda tangan dari verifikator 2f+1, tetapi voting share dari verifikator 2f+1.
Algoritma acak yang mengintegrasikan VRF dan VDF
Untuk blockchain, perlu diperluas dengan cepat. Misalnya, FBFT yang disebutkan di atas dapat mencapai konfirmasi transaksi lebih cepat, tetapi keamanan selalu yang paling utama penting dari. Dalam proses memvalidasi blok, mempertahankan keacakan adalah prioritas utama keamanan.
Algoritme acak yang baik harus tidak dapat diprediksi, dapat diverifikasi, tidak diskriminatif, dan dapat diskalakan pada saat yang bersamaan. Beberapa protokol tidak dapat diprediksi, tidak diskriminatif, dan dapat diverifikasi, tetapi skalabilitasnya lemah, seperti protokol RandHound. Mereka memiliki kelebihan dan kekurangan mereka sendiri.
Harmony mengusulkan algoritma generasi acak yang menggabungkan teknologi VRF dan VDF. VRF adalah Fungsi Acak yang Dapat Diverifikasi, dan VDF adalah Fungsi Penundaan yang Dapat Diverifikasi. Algorand menggunakan klasifikasi kriptografi berdasarkan VRF (Fungsi Acak yang Dapat Diverifikasi) untuk memilih grup verifikasi konsensus; Ethereum 2.0 mengusulkan VDF (Fungsi Penundaan yang Dapat Diverifikasi) untuk menunda pengungkapan nomor acak aktual dan mencegah serangan dari pengungkap terakhir.
Karena VDF, pemimpin tidak dapat mengetahui nomor acak akhir yang sebenarnya sampai pRnd dikirimkan ke blockchain. Karena VDF digunakan untuk menghitung Rnd, pRnd telah dilakukan di blok sebelumnya, sehingga leader tidak dapat memanipulasinya. Jika pemimpin tidak mengirimkan pRnd untuk menghentikan protokol, FBFT memiliki mekanisme batas waktu untuk mengganti pemimpin dan memulai kembali protokol. Selain itu, kompleksitas protokol DRG yang diadopsi oleh Harmony adalah O(n), yang setidaknya lebih cepat dari beberapa proyek.
Pecahan berbasis PoS
PoW dan PoS harus mencegah serangan Sybil. Rantai PoW menggunakan daya komputasi untuk membuktikan identitasnya, dan dengan demikian memperoleh hak untuk memproduksi blok. Harmony mengadopsi mekanisme PoS, dan PoS menggunakan janji token ekuitas validator untuk membuktikannya. Untuk menjadi validator Harmony, Anda harus mempertaruhkan token tertentu terlebih dahulu. Semakin banyak token yang dipertaruhkan, semakin banyak saham voting validator yang bisa Anda dapatkan. Setiap pembagian suara sesuai dengan satu suara untuk konsensus BFT.
Staking staker mendapatkan voting share yang sebanding dengan token yang mereka stake. Bagian pemungutan suara ditugaskan secara acak ke pecahan. Stakeholder yang menjadi validator shard mendapatkan hak suara yang sesuai di shard.
Dalam proses konsensus dan sharding Harmony, ada konsep siklus (Epochs). Periode adalah interval waktu yang telah ditentukan sebelumnya selama struktur shard ditetapkan dan setiap shard terus menjalankan konsensus dengan kumpulan validator yang sama.
Pada awal setiap siklus, nomor acak akan dihasilkan oleh protokol DRG, dan struktur fragmentasi akan ditentukan berdasarkan nomor acak tersebut. Validator harus mempertaruhkan token mereka di periode sebelumnya jika ingin memvalidasi transaksi selama periode tertentu. Batas waktu untuk jaminan saham adalah sebelum nomor acak preimage pRnd dikirimkan ke blockchain.
Di awal setiap siklus validasi baru, pembagian suara validator baru ditetapkan secara acak ke pecahan. Validator baru bergabung dengan pecahan dan pembagian suara mereka didistribusikan. Konsensus Shard memerlukan tanda tangan blok dengan setidaknya 2f+1 voting share.
Untuk memastikan keamanan shard tunggal, Harmony mengadopsi PoS ambang batas adaptif, yang menyesuaikan harga pembagian voting melalui algoritme dengan cara yang adaptif, dan menetapkan pembagian voting individual ke shard alih-alih satu verifikasi By.
Untuk mencegah serangan token yang dijanjikan dalam skala besar, Harmony tidak melakukan shard melalui verifikator, tetapi shard melalui voting share untuk mencegah sejumlah besar verifikator pemegang koin menempati satu shard. Satu validator dapat ditetapkan ke beberapa pecahan jika validator tersebut memiliki pembagian suara yang ditetapkan ke pecahan yang berbeda. Pemimpin pecahan ditentukan untuk menjadi validator dengan hak suara pertama dalam kelompok tertentu.
Pada saat yang sama, pembagian suara sangat kecil sehingga penyerang jahat tidak dapat mengumpulkan kekuatan dalam satu pecahan. Setelah perhitungan, Harmony percaya bahwa sekali lebih dari 600 voting share, keamanan sharding yang tinggi dapat dijamin.
Mempertimbangkan manfaat ekonomi, validator dengan lebih banyak token yang dipertaruhkan memiliki lebih banyak peluang untuk terpilih sebagai pemimpin. Jika terjadi perilaku jahat, validator yang telah mempertaruhkan token khawatir minat mereka akan berkurang, sehingga memastikan keamanan jaringan.
Selain mekanisme di atas, Harmony juga mengadopsi skema sharding yang diacak ulang untuk meningkatkan keamanannya. Karena jika pecahan tetap terstruktur, penyerang jahat masih memiliki kesempatan untuk melakukan serangannya. Seperti penerapan serangan siklus statis, serangan adaptasi lambat atau serangan adaptasi penuh dan sebagainya. Harmony menggunakan mekanisme resharding berdasarkan aturan Cuckoo untuk mengatasi masalah ini. Di akhir siklus validasi di mana validator yang menarik sahamnya dikeluarkan dari jaringan, mereka yang mempertahankan sahamnya tetap tinggal.
Sinkronisasi status cepat
Blok pertama dari zaman berisi tautan hash ke blok pertama dari zaman sebelumnya. Ini memungkinkan status node baru disinkronkan dengan cepat, di mana mereka dapat mengandalkan blok abu-abu untuk memverifikasi status saat ini dengan cepat.
Jika Anda perlu mengunduh seluruh riwayat blockchain untuk memverifikasi transaksi shard, maka waktunya terlalu lama. Jika Anda telah menyinkronkan riwayat blockchain Ethereum, Anda akan tahu bahwa ini mungkin memakan waktu beberapa hari. Harmoni hanya perlu mengunduh status saat ini dalam jendela waktu siklus.
Di Harmony, validator baru yang bergabung dengan shard terlebih dahulu mengunduh status saat ini untuk mencoba shard tersebut. Node baru mengunduh header blok historis dan memverifikasi header blok dengan memeriksa tanda tangan mereka. Status shard valid selama ada jejak kriptografi dari status saat ini kembali ke blok genesis, seperti penunjuk hash dan tanda tangan.
Pada saat yang sama, untuk mengurangi biaya dan waktu perhitungan verifikasi tanda tangan, blok pertama dari setiap siklus Harmoni berisi pointer hash tambahan yang menunjuk ke blok pertama dari siklus sebelumnya. Dengan cara ini, node baru dapat melewati blok lain dalam satu siklus saat melacak penunjuk hashnya ke blok asal, sehingga mempercepat verifikasi status blockchain saat ini. Terakhir, untuk lebih mengoptimalkan proses sinkronisasi status, Harmony akan menjaga status blockchain itu sendiri sekecil mungkin.
Tautan terkait:
https://www.qukuaiwang.com.cn/szhb/3285.html###