블록체인에서 쿼럼 기반 합의 프로토콜의 성능 – crypto.news

블록체인이 동물이었다면 합의 프로토콜은 그 뼈대가 될 것입니다. 모든 탈중앙화 네트워크의 필수 불가결한 부분으로서, 합의 프로토콜은 네트워크의 모든 노드에 의한 트랜잭션 검증을 담당합니다. 추가되는 블록의 유효성 결정을 통해 수행되며 모든 노드가 동의한 내용인지 확인합니다.

쿼럼 기반 합의 프로토콜이란

쿼럼 기반 합의 프로토콜은 블록체인 공간에서 꽤 큰 인기를 얻었습니다. 하지만 그들은 무엇입니까? 다른 비정족수 기반 합의 프로토콜에 비해 우위를 제공합니까? 그들은 어떻게 수행 했습니까?

쿼럼은 분산 시스템에서 많이 사용되는 용어입니다. 분산 시스템 내에서 작업이 실행되기 전에 분산 트랜잭션에 필요한 최소 투표 수를 나타냅니다. 합의 프로토콜은 시스템으로 정의됩니다. 특정 시점에서 특정 블록체인에서 일어나는 일을 통제합니다.

쿼럼 기반 합의 프로토콜은 블록 추가 결정에 앞서 최소 투표 수를 달성하는 프로토콜입니다. 

다른 합의 프로토콜과의 주요 차이점 

모든 합의 프로토콜에는 하나의 기본 요구 사항이 있습니다. 노드의 모든 참가자는 새 블록의 추가를 수락하거나 거부하는 집합적인 결정에 도달해야 합니다. 그러나 결정에 도달하는 프로세스는 쿼럼 기반 프로토콜에서 추가 단계를 수행합니다.

쿼럼 기반 합의 프로토콜의 경우 노드 참가자는 두 가지 주요 이니셔티브와 메시지를 교환합니다. 첫째, 블록은 모든 노드에 제안되어야 하며, 이는 합의 리더만 수행할 수 있습니다. 두 번째는 참가자가 블록을 결정하고 검증했음을 네트워크에 알리는 것입니다. 

리더가 블록을 제안하고 대다수의 참가자가 제안된 블록을 결정하고 검증한 후에 합의가 이루어집니다. 

쿼럼 기반이 아닌 합의 프로토콜을 통한 에지

쿼럼 기반 프로토콜은 쿼럼 기반이 아닌 프로토콜에 비해 한 가지 중요한 차이점을 자랑합니다. 즉, 올바른 참여 노드 중 일부가 실패하거나 악의적으로 행동하는 경우에도 작업을 계속할 수 있는 기능입니다.

합의가 간단하지 않은 주된 이유는 메시지 전송 및 노드의 의사 결정 과정에서 장애가 발생할 수 있기 때문입니다. 원인은 정전 또는 악의적인 행동으로 인해 메시지가 손실되거나 지연될 수 있습니다.

이러한 실패를 허용하는 것을 비잔틴 내결함성이라고 합니다. 이러한 프로토콜은 충돌 오류 또는 비잔틴 오류를 허용할 수 있습니다. 충돌 결함은 합의가 실행 중일 때 참가자가 응답하지 않거나 새로운 작업을 수행하지 않는 경우입니다. 

비잔틴 결함은 악의적인 에이전트가 될 수 있는 실패한 참가자를 나타냅니다. 이러한 에이전트는 정해진 프로토콜과 다른 임의의 행동을 표시하고 조치를 취하는 것이 특징입니다. 

쿼럼 기반 프로토콜에서 허용할 수 있는 최대 악성 노드 수는 네트워크에 참여하는 모든 노드의 XNUMX분의 XNUMX입니다. 총계에는 정직한 노드와 악의적인 노드가 모두 포함됩니다.

쿼럼 기반 프로토콜의 성능

쿼럼 기반 합의 프로토콜의 성능을 측정하기 위해 세 그룹으로 세분화되고 분석됩니다.

실용적인 비잔틴 결함 허용(BFT) 프로토콜의 성능

프로토콜은 실제로 두 가지 주요 문제를 달성하기 때문에 그렇게 불립니다. 참가자 간 통신 및 인증을 최적화하는 동시에 동기화하기 어려운 환경에서도 기능을 유지하도록 관리합니다. 

모든 통신은 기본이라고 하는 리더에 중앙 집중화되고 다른 모든 참가자는 복제본이라고 합니다. 보기 변경 프로토콜은 선행 노드가 실패할 때 구현되며 순환 큐의 다음 참가자가 새 기본이 됩니다. 모든 참가자는 더 나은 투표 의사 결정을 위해 모든 참가자와 서명에 대한 적절한 지식을 가지고 있습니다.

비잔틴 결함에 대한 실용적인 솔루션을 제공하는 동안 프로토콜은 확장성에 큰 문제가 있었습니다. 악의적인 행동을 용인하기 위해 모든 참가자는 다른 모든 노드 참가자를 알고 엄청난 수의 메시지를 교환해야 합니다. 메시지 교환 시 계산상의 복잡성을 나타냅니다. 

참가자를 추가하는 것이 거의 불가능하기 때문에 확장도 도전입니다. 영구적으로 떠나는 참가자는 악의적인 행위자로 간주됩니다. 매우 활기차고 역동적인 블록체인 생태계는 매우 빠르게 ⅓ 한계에 도달하여 프로토콜의 붕괴를 초래할 것입니다.

연합 비잔틴 협정 프로토콜의 수행

연합 비잔틴 협정(FBA) 프로토콜에 따라 quorum.is는 여러 연방 단위로 분할됩니다. 이것은 각각의 쿼럼 슬라이스를 담당하는 여러 비잔틴 장군을 두어 수행합니다. 이는 트랜잭션의 상당한 증가, 트랜잭션 비용 감소 및 더 적은 수의 메시지 교환을 허용합니다. 

FBA 프로토콜에 따라 각 참여 노드는 신뢰할 수 있는 사람을 선택할 수 있습니다. 많은 수의 유효한 노드가 신뢰할 수 있는 목록에 악의적인 노드를 포함하도록 설득해야 하기 때문에 모든 악의적인 행위자가 어려움을 겪습니다.

FBA는 수년에 걸쳐 인기가 높아져 큰 블록체인 이름을 끌어들였습니다. 가장 주목할만한 기업은 Ripple Inc와 Stellar입니다. Sybil 공격은 가장 주목할만한 위협이며 Ripple 블록체인의 경우 더욱 그렇습니다. 검증자를 위한 고유 노드 목록의 존재는 좋은 솔루션을 제공합니다.

위임된 비잔틴 장애 허용 프로토콜의 성능

위임된 비잔틴 내결함성 프로토콜(dBFT)은 BFT와 동일한 실행 스타일을 따릅니다. 그러나 여러 참가자의 합의를 중앙 집중화하여 BFT의 확장성 문제를 해결한다는 점에서 다릅니다. 프로토콜은 합의 참가자 선택에 평판 개념을 사용합니다.

NEO는 dBFT 프로토콜을 사용하는 최고의 플레이어 중 하나입니다. 위험한 보안 위협의 가능성으로 인해 그 활용은 상당히 억제되었습니다. 악의적인 리더는 뷰 변경 프로토콜을 악용하여 결정적 포크를 생성할 수 있습니다. 그런 다음 다른 메시지를 사용하여 2개의 새 블록을 만들 수 있습니다. 두 블록 모두 유효하고 참가자가 수락하여 네트워크에서 두 가지 다른 상태를 만듭니다. 솔루션은 보기 변경 전에 생성된 모든 메시지를 버리는 것입니다.

비잔틴 장애 허용 및 위임 지분 증명 프로토콜의 성능

BFT-dPoS로 약칭되는 하이브리드 프로토콜은 고성능 Possession 프로토콜과 BFT 프로토콜의 보안을 병합합니다. 프로토콜에 따라 각 토큰 소유자는 블록 생산자에게 투표하며 가장 많은 투표를 받은 21개의 노드가 자격을 얻습니다. 그런 다음 21개 각각은 블록을 생성하기 위해 고정된 0.5초 시간 프레임을 가지며 프로세스는 알파벳순으로 진행됩니다.

EOSIO는 프로토콜을 사용하는 블록체인 중 하나입니다. 분당 3000건의 거래 능력과 BFT 보안 수준 등 엄청난 성과를 자랑한다. 단점은 투표가 보유 자산에 영향을 받는 21명의 블록 생성자로 제한된다는 것입니다. 충돌을 허용하여 프로세스를 제어할 수 있습니다.

저자의 메모

쿼럼 기반 합의 프로토콜은 쿼럼이 아닌 것에 비해 상당히 최근의 것입니다. 그러나 그들은 비잔틴 오류 문제를 해결하고 악의적인 노드가 네트워크 과반수를 형성하지 않는 한 작동성을 허용하기 때문에 펀치를 날립니다.

이들의 성능은 논의 중인 프로토콜 클래스에 따라 다릅니다. BFT는 엄청난 확장성 문제를 제공하는 반면 FBA는 Sybil 공격에 대한 일부 취약성을 제공합니다. 

dBFT는 확장성 문제를 해결하지만 뷰 변경 프로토콜 익스플로잇을 생성합니다. BFT-dPoS는 최고의 기능을 제공하지만 담합을 통해 위험을 통제합니다. 그러나 쿼럼 기반 프로토콜의 활용은 공간이 더 많은 혁신을 가져옴에 따라 증가할 것으로 예상됩니다.