Швидка візантійська відмовостійкість (FBFT)

Алгоритм консенсусу Harmony, Fast Byzantine Fault Tolerance (FBFT), є інноваційною адаптацією алгоритму Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT). FBFT підвищує масштабованість і швидкість завдяки використанню агрегованих підписів Боне-Лінна-Шашама (BLS), які значно зменшують накладні витрати на зв'язок, дозволяючи мережі досягати консенсусу швидко і ефективно.

У FBFT процес консенсусу передбачає наявність лідера і три фази: оголошення, підготовка і прийняття рішення. Лідер пропонує новий блок і транслює його хеш валідаторам під час фази оголошення. Потім валідатори перевіряють повідомлення, підписують хеш блоку і повертають свої підписи лідеру. Підготовчий етап завершується після того, як зібрано підписи, що становлять понад дві третини голосів.

Лідер об'єднує ці підписи в єдиний сукупний підпис BLS і транслює його разом з повним блоком, щоб ініціювати фазу фіксації. Потім валідатори перевіряють блок і повторюють процес підписання. Консенсус досягається після завершення фази фіксації, як правило, протягом 2 секунд в основній мережі, що демонструє ефективність FBFT.

Дизайн FBFT включає в себе протокол синхронної зміни поглядів, щоб вирішити проблему потенційних зупинок консенсусу через зловмисних лідерів. На відміну від PBFT, який покладається на механізм тайм-ауту, протокол зміни представлення Harmony базується на локальному годиннику і часу, що минув з моменту останньої успішної фіксації блоку, забезпечуючи надійність і функціональність навіть тоді, коли вузли простоюють або десинхронізуються.

Ця синхронна зміна представлення в поєднанні з використанням сукупних підписів BLS забезпечує життєздатність консенсусу FBFT і підтримує ефективність і безпеку мережі. Структура протоколу гарантує, що поки переважна більшість чесних валідаторів перебуває в мережі, процес консенсусу залишається живим і стійким до збоїв.

Ефективне підтвердження частки (EPoS)

Ефективний доказ частки (EPoS) від Harmony - це новий механізм стейкінгу, розроблений для підвищення безпеки і децентралізації мережі. EPoS усуває обмеження традиційних систем Proof-of-Stake (PoS), впроваджуючи функції, які запобігають централізації частки і забезпечують справедливий розподіл винагороди між валідаторами.

EPoS дозволяє обирати валідаторів на основі їхніх стейків, при цьому механізм заохочує валідаторів запускати кілька вузлів, якщо вони володіють великою кількістю стейків, тим самим підтримуючи безпеку і масштабованість мережі. Ця система гарантує, що валідатори з меншими частками все одно можуть ефективно брати участь у роботі мережі, сприяючи інклюзивності та децентралізації.

Механізм EPoS призначений для випадкового і рівномірного розподілу часток між усіма шардами, підвищуючи безпеку кожного з них і запобігаючи тому, щоб якийсь один шард був менш захищеним, ніж інші. Такий розподіл також зменшує ризик поглинання осколків і підвищує загальну стійкість мережі.

EPoS включає в себе умови зсуву для покарання зловмисної поведінки, наприклад, подвійного підпису, а також для покарання обраних, але недоступних вузлів, гарантуючи, що всі валідатори роблять позитивний внесок у безпеку та надійність мережі. Такий підхід стимулює валідаторів підтримувати високий рівень працездатності та дотримуватися мережевих протоколів.

Економічна модель EPoS обмежує річний випуск токенів і спалює всі комісії за транзакції, прагнучи до нульової інфляції при високому рівні використання мережі. Ця модель забезпечує валідаторам передбачуваний прибуток від вкладених токенів, заохочуючи довгострокову участь та інвестиції в здоров'я і розвиток мережі.

Порівняння з іншими механізмами консенсусу

Механізми консенсусу FBFT і EPoS від Harmony мають явні переваги над традиційними моделями консенсусу, такими як Proof of Work (PoW) і стандартним PoS. Ефективність FBFT у досягненні консенсусу, що забезпечується сукупними підписами BLS, дозволяє швидко завершити транзакцію та зменшити накладні витрати на зв'язок, що робить його значно швидшим та масштабованішим, ніж системи на основі PBFT та PoW.

EPoS вирішує проблеми централізації, пов'язані з традиційними механізмами PoS, забезпечуючи чесний та інклюзивний процес обрання валідаторів та справедливий розподіл винагороди. Ця система підвищує безпеку мережі та децентралізацію, запобігаючи концентрації частки та сприяючи різноманітності валідаторів.

Поєднання FBFT і EPoS позиціонує Harmony як більш енергоефективну, масштабовану і безпечну блокчейн-платформу в порівнянні з блокчейнами PoW, які характеризуються високим енергоспоживанням і повільнішим завершенням транзакцій. Механізми консенсусу Harmony також пропонують покращення з точки зору інклюзивності та справедливості порівняно з традиційними системами PoS, які можуть сприяти концентрації багатства серед валідаторів.

Основні моменти

• Швидка візантійська відмовостійкість Harmony (FBFT) - це вдосконалена версія PBFT, що використовує сукупні підписи BLS для зменшення витрат на зв'язок і досягнення консенсусу протягом 2 секунд, підвищуючи масштабованість і швидкість.
• FBFT працює за моделлю, заснованою на лідерстві, з етапами оголошення, підготовки та прийняття зобов'язань, забезпечуючи швидкий консенсус з вимогою згоди більше двох третин валідаторів, підтримуючи ефективність та безпеку мережі.
• Протокол синхронної зміни поглядів у FBFT усуває потенційні затримки через зловмисних лідерів, покладаючись на локальний годинник для відліку часу, гарантуючи, що консенсус залишається живим і надійним навіть під час простою вузла.
• Ефективне підтвердження частки (EPoS) в Гармонії запроваджує механізм справедливого розподілу частки і виборів валідатора, який запобігає централізації частки, підтримує кілька вузлів для великих стейкхолдерів і забезпечує справедливий розподіл винагороди.
• EPoS підвищує безпеку шардів, рівномірно розподіляючи частки між усіма шардами, а також включає в себе умови різання для покарання за зловмисну поведінку, підвищуючи надійність мережі та підзвітність валідаторів.
• У порівнянні з традиційними механізмами консенсусу, такими як PoW і PoS, FBFT і EPoS від Harmony пропонують більш швидке завершення транзакцій, менше споживання енергії, більшу масштабованість, підвищену безпеку і децентралізацію, встановлюючи новий стандарт в моделях консенсусу в блокчейні.