Cryptovaluta's: 22122
Beurzen: 629
Marktkapitalisatie: $$3.29T
Vol. 24u: $160.39B
Dominantie: BTC: 57.5% ETH: 13.1%
ETH-gas: 29 Gwei
Alle talen
Het doel van Harmony is om een op shard gebaseerde blockchain te creëren met volledige schaalbaarheid en veiligheid. Het heeft veel blockchain-oplossingen op de markt bestudeerd en zijn eigen engineering-implementatieplan voorgesteld. Dit is waar Harmony ieders aandacht verdient.
Dit is een zeer hoog doel. Ten eerste is het volledig schaalbaar. Harmony's sharding omvat niet alleen transactiebevestiging, netwerkcommunicatie, maar ook blockchain-statussharding. Ten tweede moeten we zorgen voor de beveiliging van fragmentatie. De sharding van Harmony is gebaseerd op het DRG-proces (Distributed Random Generation), waardoor het onvoorspelbaar, eerlijk, verifieerbaar en schaalbaar is. Bovendien gebruikt Harmony het PoS-mechanisme in plaats van het PoW-mechanisme om validators te selecteren, en heeft het zijn eigen optimalisatie voor het PBFT-consensusmechanisme. PoS heeft een bepaalde drempel, niet alleen om ervoor te zorgen dat kleine stakers kunnen deelnemen aan het netwerk en inkomsten kunnen genereren, maar ook om te voorkomen dat kwaadwillende aanvallers controle krijgen over een enkele scherf. Harmony implementeert de verspreiding van informatie binnen een shard en over een shard-netwerk met behulp van het Adaptive Information Dispersal Algorithm. Harmony gebruikt ook Kademlia-routing om cross-shard-transacties te realiseren die logaritmisch schalen naarmate het aantal shards toeneemt. Bij sharding moet ook de consistentie van cross-shard-transacties worden gehandhaafd. Harmony ondersteunt ook cross-shard-transacties, ondersteunt directe communicatie tussen shards en zorgt voor de consistentie van cross-shard-transacties via een atomair vergrendelingsmechanisme.
Al met al probeert Harmony een schaalbare, veilige en gedecentraliseerde blockchain te bieden door de protocollaag en netwerklaag te optimaliseren, die meer gangbare gedecentraliseerde toepassingsscenario's kunnen ondersteunen, waaronder games, gedecentraliseerde uitwisselingen, IoT, enz. Dit is een ambitieuze visie.
Op dit moment proberen veel nieuwe blockchain-projecten de transactieverwerkingssnelheid (doorvoer) te verhogen, maar nieuwe oplossingen zoals dPoS in EOS en TRON, Rootchain in Quarkchain, enz. moeten enkele belangrijke elementen opofferen, bijvoorbeeld decentralisatie en beveiliging kunnen de prestaties aanzienlijk verbeteren.
Hoewel zo'n systeem erg snel werkt, kan het alleen worden beschouwd als een semi-gecentraliseerd systeem, dat het kernconcept van blockchain - decentralisatie - verliest.
Als oplossing voor blockchain-uitbreiding kan sharding de netwerkprestaties aanzienlijk verbeteren zonder de beveiliging en decentralisatie in gevaar te brengen.
Harmony lost het probleem van blockchain-uitbreiding op door state sharding in de blockchain te introduceren - aangezien elk knooppunt slechts een deel van de blockchain-gegevens hoeft uit te voeren en op te slaan om de transactie te voltooien, wordt de werklast van transactieverwerking gedeeld door Dit verbetert de schaalbaarheid van het blok zelf.
Schalen is momenteel een van de meest besproken kwesties in de blockchain-industrie. Degene die dit probleem als eerste oplost, wordt de leider in de branche. Het uitgangspunt hier is natuurlijk dat, uitgaande van het in aanmerking nemen van de twee kenmerken van veiligheid en decentralisatie, als er een doorbraak wordt bereikt door deze twee sleutelkenmerken op te offeren, dit slechts een doorbraak op laag niveau is, of dat het op weg is naar een ander ontwikkelpad.
Uitgaande van het feit dat we rekening moeten houden met veiligheid en decentralisatie, is sharding een van de belangrijkste wegen voor blockchain-uitbreiding. Dit is de focus van Harmony's verkenning. Hoewel er andere sharding blockchain-projecten zijn, waaronder Ethereum 2.0, zijn er ook cross-chain projecten. Als Harmony sharding kan verkennen, kan het meer solide zijn dan andere projecten. Dan heeft het een kans om te krijgen voorsprong op de concurrentie.
Natuurlijk koos het Harmony-team een moeilijke weg, die veel inspanning vraagt en zeer sterke concurrenten heeft. Volgens de introductie van Blue Fox Notes door het Harmony-team, heeft het project 18 miljoen US dollar aan financiering afgerond en hebben investeerders fondsen uit Silicon Valley, Australië, Hong Kong en Singapore, en is het een goede start gemaakt.
Uit de whitepaper van Harmony blijkt dat het team technisch helder denkt en diep heeft nagedacht over de problemen die zich voordoen bij de implementatie van shardingprojecten. Het team bestaat voornamelijk uit R&D-personeel, voornamelijk uit de achtergrond van Microsoft, Google en Apple.
Schaalbaar FBFT-consensusmechanisme
Harmony gebruikt geen PoW, maar een PoS-mechanisme, gebruikers verkrijgen de rechten en beloningen van het produceren van blokken door tokens uit te zetten. Tegelijkertijd gebruikt Harmony het FBPT-mechanisme in het blokproductie- en verificatieproces. Voordat we uitleggen wat FBFT is, weten we dat PBFT praktische Byzantijnse fouttolerantie is. Aangezien PBFT een mechanisme heeft dat verificateurs nodig hebben om hun stemmen naar andere verificateurs uit te zenden, verhoogt dit de communicatiecomplexiteit van PBFT enorm, waardoor het moeilijk wordt om de blockchain uit te breiden als het systeem honderden of duizenden knooppunten heeft.
Voor het probleem dat PBFT moeilijk uit te breiden is, is FBFT geoptimaliseerd en kan FBFT lineaire expansie realiseren in termen van communicatiecomplexiteit. Specifiek, hoe dit te bereiken? In het FBFT-mechanisme heeft het ook de rol van leider en verificateur en vereist het niet dat alle verificateurs hun stemmen uitzenden.De leider voert een handtekeningproces met meerdere handtekeningen uit om de stemmen van de verificateurs te verzamelen. is O(1 ), en zend vervolgens de stemming uit. Dit betekent dat elke validator slechts één multisignature hoeft te ontvangen, waardoor de communicatiecomplexiteit wordt teruggebracht van O(n^2) naar O(n).
Het Schnorr-handtekeningmechanisme kan multi-signature-aggregatie van constante grootte bereiken en een multicast-boom vormen tussen verificateurs om berichtbezorging te vergemakkelijken, maar Schnorr multi-signature vereist geheime toezeggingsrondes, wat zal leiden tot het probleem van twee round trips voor een enkele multi-signature , FBFT gebruikt het BLS (Boneh-Lynn-Shacham) multi-signature-schema om dit probleem te optimaliseren, en er is slechts één retour nodig om dit te bereiken. Daarom is FBFT 50% sneller dan BFT met behulp van het Schonorr-signatuurmechanisme. Ten slotte gebruikt Harmony ook de RaptorQ-fonteincode om het uitzendingsproces van blokken te versnellen.
Een ding om op te merken is dat alle Harmony-consensusverifiers worden geselecteerd op basis van het PoS-mechanisme. Validators met meer stemgerechtigde aandelen hebben meer stemmen dan alle anderen, in plaats van één stem per keer te ondertekenen. Dit betekent ook dat waar de leider op wacht niet de handtekening van 2f+1 verificateurs is, maar de stemaandelen van 2f+1 verificateurs.
Willekeurig algoritme dat VRF en VDF integreert
Voor de blockchain moet het snel worden uitgebreid. Zo kan de bovengenoemde FBFT een snellere transactiebevestiging bereiken, maar veiligheid is altijd het meest belangrijk van. Bij het valideren van blokken is het behouden van willekeur een topprioriteit voor beveiliging.
Een goed willekeurig algoritme moet tegelijkertijd onvoorspelbaar, verifieerbaar, niet-discriminerend en schaalbaar zijn. Sommige protocollen kunnen onvoorspelbaar, niet-discriminerend en verifieerbaar zijn, maar de schaalbaarheid is zwak, zoals het RandHound-protocol. Ze hebben hun eigen voor- en nadelen.
Harmony stelt een algoritme voor willekeurige generatie voor dat VRF- en VDF-technologieën combineert. VRF is een verifieerbare willekeurige functie en VDF is een verifieerbare vertragingsfunctie. Algorand gebruikt cryptografische classificatie op basis van VRF (Verifiable Random Function) om een consensusverificatiegroep te selecteren; Ethereum 2.0 stelt VDF (Verifiable Delay Function) voor om de onthulling van het daadwerkelijke willekeurige getal te vertragen en de aanval van de laatste onthuller te voorkomen.
Vanwege VDF kan de leider het uiteindelijke willekeurige getal pas weten als pRnd is ingediend bij de blockchain. Omdat de VDF wordt gebruikt om Rnd te berekenen, is pRnd al vastgelegd in het vorige blok, dus de leider kan het niet manipuleren. Als de leider geen pRnd indient om het protocol te stoppen, heeft FBFT een time-outmechanisme om de leider te wisselen en het protocol opnieuw te starten. Bovendien is de complexiteit van het door Harmony aangenomen DRG-protocol O(n), wat op zijn minst een orde van grootte sneller is dan sommige projecten.
PoS-gebaseerde sharding
Zowel PoW als PoS moeten Sybil-aanvallen voorkomen. De PoW-keten gebruikt rekenkracht om zijn identiteit te bewijzen en verkrijgt zo het recht om blokken te produceren. Harmony maakt gebruik van het PoS-mechanisme en PoS gebruikt de equity token-belofte van de validator om dit te bewijzen. Om een validator van Harmony te worden, moet u eerst bepaalde tokens inzetten. Hoe meer tokens er worden ingezet, hoe meer validator-stemgerechtigde aandelen u kunt krijgen. Elk aandeel met stemrecht komt overeen met één stem voor de BFT-consensus.
Staking stakers krijgen stemgerechtigde aandelen in verhouding tot de tokens die ze inzetten. De aandelen met stemrecht worden willekeurig toegewezen aan scherven. Belanghebbenden die scherfvalidators worden, krijgen overeenkomstige stemrechten in de scherf.
In het consensus- en shardingproces van Harmony is er een concept van cycli (Epochs). Periodes zijn vooraf bepaalde tijdsintervallen waarin de shard-structuur vastligt en elke shard continu een consensus uitvoert met dezelfde set validators.
Aan het begin van elke cyclus wordt een willekeurig getal gegenereerd door het DRG-protocol en wordt de fragmentatiestructuur bepaald op basis van het willekeurige getal. Validators moeten hun tokens in de voorgaande periode inzetten als ze transacties gedurende een bepaalde periode willen valideren. De deadline voor inzetbelofte is voordat het willekeurige aantal preimage pRnd wordt ingediend bij de blockchain.
Aan het begin van elke nieuwe validatiecyclus worden de stemaandelen van de nieuwe validator willekeurig toegewezen aan de scherven. Nieuwe validators sluiten zich aan bij een scherf en hun stemgerechtigde aandelen worden verdeeld. Shard-consensus vereist blokhandtekeningen met ten minste 2f+1 stemgerechtigde aandelen.
Om de veiligheid van een enkele shard te garanderen, past Harmony een adaptieve drempel PoS toe, die de prijs van stemgerechtigde aandelen via algoritmen op een adaptieve manier aanpast, en individuele stemgerechtigde aandelen toewijst aan shards in plaats van een enkele verificatie By.
Om grootschalige toegezegde tokenaanvallen te voorkomen, shardt Harmony niet door verificateurs, maar shardt door stemgerechtigde aandelen om te voorkomen dat een groot aantal munthoudende verificateurs een enkele scherf bezetten. Een enkele validator kan aan meerdere shards worden toegewezen als er stemgerechtigde aandelen aan verschillende shards zijn toegewezen. De leider van een scherf is vastbesloten om de validator te zijn met het eerste stemrecht in een bepaalde groep.
Tegelijkertijd zijn de stemaandelen zo klein dat kwaadwillende aanvallers geen macht kunnen verzamelen in een enkele scherf. Na berekening is Harmony van mening dat eenmaal meer dan 600 aandelen met stemrecht de hoge veiligheid van sharding kan worden gegarandeerd.
Gezien de economische voordelen hebben validators met meer gestakede tokens meer kans om als leiders te worden gekozen. In het geval van kwaadwillig gedrag vrezen validators die tokens hebben ingezet dat hun belangen worden geschaad, waardoor de veiligheid van het netwerk wordt gewaarborgd.
Naast de bovenstaande mechanismen past Harmony ook een herschikt sharding-schema toe om de beveiliging te verbeteren. Want als de scherven gestructureerd blijven, hebben kwaadwillende aanvallers nog steeds de mogelijkheid om hun aanvallen uit te voeren. Zoals de implementatie van een statische cyclusaanval, een trage aanpassingsaanval of een volledige aanpassingsaanval, enzovoort. Harmony gebruikt een resharding-mechanisme op basis van Cuckoo-regels om deze problemen op te lossen. Aan het einde van een validatiecyclus waarin validators die hun inzet terugtrekken, van het netwerk worden verwijderd, blijven degenen die hun inzet behouden.
Snelle statussynchronisatie
Het eerste blok van een tijdperk bevat een hash-link naar het eerste blok van het vorige tijdperk. Hierdoor kan de status van nieuwe knooppunten snel worden gesynchroniseerd, waarbij ze kunnen vertrouwen op grijze blokken om snel de huidige status te verifiëren.
Als u de volledige blockchain-geschiedenis moet downloaden om shard-transacties te verifiëren, is de tijd te lang. Als u de Ethereum-blockchain-geschiedenis hebt gesynchroniseerd, weet u dat dit enkele dagen kan duren. Harmony hoeft alleen de huidige status binnen een cyclustijdvenster te downloaden.
In Harmony downloaden nieuwe validators die deelnemen aan een shard eerst de huidige statuspogingen voor die shard. Nieuwe knooppunten downloaden historische blokkoppen en verifiëren de blokkoppen door hun handtekeningen te controleren. De shardstatus is geldig zolang er cryptografische sporen zijn van de huidige status terug naar het genesisblok, zoals hash-pointers en handtekeningen.
Tegelijkertijd bevat het eerste blok van elke cyclus van Harmony een extra hash-aanwijzer die verwijst naar het eerste blok van de vorige cyclus, om de kosten en tijdskosten van de berekening van handtekeningverificatie te verminderen. Op deze manier kan een nieuw knooppunt andere blokken in een cyclus overslaan bij het volgen van de hash-pointer naar het genesis-blok, waardoor de verificatie van de huidige blockchain-status wordt versneld. Ten slotte zal Harmony, om het statussynchronisatieproces verder te optimaliseren, de blockchain-status zelf zo klein mogelijk houden.
Gerelateerde links:
https://www.qukuaiwang.com.cn/szhb/3285.html###