بروتوكول إجماع Stellar

خلاصة

المدفوعات الدولية بطيئة ومكلفة، ويرجع ذلك جزئيًا إلى توجيه الدفع متعدد القفزات عبر طرق غير متجانسة الأنظمة المصرفية. Stellar هي شبكة دفع عالمية جديدة التي يمكنها تحويل الأموال الرقمية مباشرة إلى أي مكان في العالم العالم في ثواني. الابتكار الرئيسي هو معاملة آمنة آلية عبر وسطاء غير موثوق بهم، وذلك باستخدام جديد بروتوكول الاتفاقية البيزنطية يسمى SCP. مع SCP، لكل منهما تحدد المؤسسة المؤسسات الأخرى التي ستبقى معها في الاتفاق؛ من خلال الترابط العالمي النظام المالي، ثم توافق الشبكة بأكملها على الذرية المعاملات التي تشمل مؤسسات تعسفية، مع عدم وجود مخاطر الملاءة المالية أو سعر الصرف من مصدري الأصول الوسطاء أو صناع السوق. نقدم نموذج SCP وبروتوكوله و التحقق الرسمي؛ وصف شبكة الدفع Stellar؛ وأخيرًا قم بتقييم Stellar تجريبيًا من خلال المعايير وخبرتنا مع عدة سنوات من استخدام الإنتاج. مفاهيم CCS • الأمن والخصوصية →الموزعة أمن الأنظمة؛ • تنظيم أنظمة الكمبيوتر → أبنية نظير إلى نظير؛ • نظم المعلومات → تحويل الأموال إلكترونيا. الكلمات الرئيسية blockchain, BFT, النصاب القانوني, الدفعات التنسيق المرجعي ACM: مارتا لوخافا، جوليانو لوسا، ديفيد مازيير، جرايدون هور، نيكولا باري، إيلي جافني، جوناثان جوف، رافائيل مالينوفسكي، جيد مكالب. 2019. مدفوعات عالمية سريعة وآمنة باستخدام Stellar. في SOSP ’19: ندوة حول مبادئ أنظمة التشغيل، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا. ACM، نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية، 17 صفحة. https://doi.org/10.1145/3341301.3359636

مقدمة

من المعروف أن المدفوعات الدولية بطيئة ومكلفة [32]. خذ بعين الاعتبار عدم جدوى إرسال 0.50 دولار من الولايات المتحدة إلى * شركة جالوا †جامعة كاليفورنيا الإذن بعمل نسخ رقمية أو ورقية من كل هذا العمل أو جزء منه يُمنح الاستخدام الشخصي أو الاستخدام في الفصل الدراسي بدون رسوم بشرط عدم وجود نسخ صنعت أو وزعت لتحقيق الربح أو الميزة التجارية وتحمل تلك النسخ هذا الإشعار والاقتباس الكامل في الصفحة الأولى. حقوق الطبع والنشر للمكونات يجب تكريم هذا العمل المملوك لآخرين غير ACM. التجريد مع الائتمان مسموح به. النسخ بخلاف ذلك، أو إعادة النشر، للنشر على الخوادم أو إلى إعادة التوزيع على القوائم يتطلب الحصول على إذن محدد مسبق و/أو دفع رسوم. طلب الأذونات من [email protected]. SOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا © 2019 جمعية آلات الحوسبة. ACM ISBN 978-1-4503-6873-5/19/10...$15.00 https://doi.org/10.1145/3341301.3359636 المكسيك دولتان متجاورتان. يدفع المستخدمون النهائيون ما يقرب من 9 دولارات لمتوسط هذا النقل [32]، واتفاق ثنائي ولم يكن من الممكن إلا أن تخفض الديون التي توسطت فيها البنوك المركزية في البلدان تبلغ تكلفة البنك الأساسي 0.67 دولارًا أمريكيًا لكل عنصر [2]. على رأس الرسوم، يتم احتساب زمن الوصول للمدفوعات الدولية بشكل عام في أيام، مما يجعل من المستحيل الحصول على الأموال في الخارج بسرعة حالات الطوارئ. في البلدان التي لا يوجد بها نظام مصرفي العمل أو لا يخدم جميع المواطنين، أو عندما تكون الرسوم غير محتملة، يلجأ الناس إلى إرسال المدفوعات بالحافلة [38]، عن طريق القارب [19]، وأحيانًا الآن بواسطة Bitcoin [55]، وكلها تحمل المخاطر أو الكمون أو الإزعاج. على الرغم من أنه ستكون هناك دائمًا تكاليف امتثال، تشير الأدلة إلى ضياع مبلغ كبير بسبب انعدام المنافسة [21]، والتي تتفاقم بسبب التكنولوجيا غير الفعالة. حيث الناس يمكن أن يبتكر، وتنخفض الأسعار وفترات التأخير. على سبيل المثال، بلغت تكلفة التحويلات من الحسابات المصرفية في الربع الثاني من عام 2019 ما متوسطه 6.99%، بينما بلغت نسبة تحويل الأموال عبر الهاتف المحمول 4.88% فقط [13]. شبكة دفع عالمية مفتوحة تجذب الابتكار ومن الممكن أن تؤدي المنافسة من جانب الكيانات غير المصرفية إلى الانخفاض التكاليف وزمن الوصول في جميع الطبقات، بما في ذلك الامتثال [83]. تعرض هذه الورقة Stellar، دفعة مستندة إلى blockchain شبكة مصممة خصيصًا لتسهيل الابتكار و المنافسة في المدفوعات الدولية. Stellar هو الأول نظام لتحقيق الأهداف الثلاثة التالية (تحت أ "فرضية الإنترنت" جديدة ولكنها صالحة تجريبيًا): 1. العضوية المفتوحة – يمكن لأي شخص إصدار عملة مدعومة tokens الرقمية التي يمكن تبادلها بين المستخدمين. 2. النهاية التي يفرضها المُصدر - يمكن لجهة إصدار token أن تمنع المعاملات في token من التراجع أو التراجع. 3. الذرية عبر المُصدر – يمكن للمستخدمين التبادل ذريًا وتداول tokens من جهات إصدار متعددة. إن تحقيق الأولين أمر سهل. يمكن لأي شركة أن تقدم من جانب واحد منتجًا مثل Paypal وVenmo وWeChat الدفع، أو Alipay والتأكد من نهائية المدفوعات في العملات الافتراضية التي قاموا بإنشائها. ولسوء الحظ، فإن التعامل ذريًا عبر هذه العملات أمر مستحيل. في الواقع، على الرغم من استحواذ Paypal على الشركة الأم لشركة Venmo في عام 2013، لا يزال من المستحيل على المستخدمين النهائيين إرسال Venmo دولار لمستخدمي Paypal [78]. في الآونة الأخيرة فقط يمكن للتجار حتى قبول كلاهما بتكامل واحد. يمكن تحقيق الهدفين 2 و 3 في نظام مغلق. وعلى وجه الخصوص، يتمتع عدد من البلدان بمدفوعات محلية تتسم بالكفاءة الشبكات، التي تشرف عليها عادةً هيئة تنظيمية موثوقة عالميًا. ومع ذلك، تقتصر العضوية على مغلقة مجموعة من البنوك المعتمدة والشبكات تقتصر على مدى وصول السلطة التنظيمية في البلاد.SOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا لوخافا وآخرون. تم تحقيق الهدفين 1 و3 في blockchains، وعلى الأخص في شكل ERC20 tokens على Ethereum [3]. الفكرة الرئيسية لهذه blockchain هي إنشاء عملة مشفرة جديدة يمكن من خلالها مكافأة الأشخاص على تسوية الأمر المعاملات من الصعب العودة. لسوء الحظ، هذا يعني أن جهات إصدار token لا تتحكم في نهائية المعاملة. إذا البرمجيات تتسبب الأخطاء في إعادة تنظيم سجل المعاملات [26، 73]، أو عندما تكون غنائم الغشاشين أكثر من تكلفة إعادة تنظيم التاريخ [74، 97]، قد يكون المصدرون مسؤولين عن tokens لقد قاموا بالفعل باستبدال أموال العالم الحقيقي. يحتوي Stellar blockchain على خاصيتين مميزتين. أولاً، يدعم أصلاً الأسواق الفعالة بين tokens من مصدرين مختلفين. على وجه التحديد، يمكن لأي شخص إصدار token، يوفر blockchain سجل طلبات مدمجًا للتداول بين أي زوج من token، ويمكن للمستخدمين إصدار دفعات المسار التي تتداول ذريًا عبر عدة أزواج عملات بينما ضمان سعر الحد الشامل. ثانيًا، يقدم Stellar اتفاقية بيزنطية جديدة البروتوكول SCP (Stellar بروتوكول الإجماع) والذي من خلاله يقوم مصدرو token بتعيين خوادم validator محددة للتنفيذ نهائية المعاملة. طالما لم يقم أحد بالمساس بـ validators الخاصة بجهة الإصدار (والتوقيعات الرقمية الأساسية و التشفير hashes آمن)، يعرف المصدر بالضبط المعاملات التي حدثت ويتجنب المخاطر من الخسائر الناجمة عن blockchain إعادة تنظيم التاريخ. الفكرة الرئيسية لشركة SCP هي أن معظم مصدري الأصول يستفيدون منها الأسواق السائلة وتريد تسهيل المعاملات الذرية مع الأصول الأخرى. ومن ثم، يتم تكوين مسؤولي validator خوادمهم للاتفاق مع validators الأخرى على وجه التحديد تاريخ جميع المعاملات على جميع الأصول. يمكن أن يكون validator v1 يمكن تكوينه للموافقة على الإصدار 2، أو يمكن تكوين الإصدار 2 للموافقة مع الإصدار 1، أو قد يتم تكوين كليهما للاتفاق مع بعضهما البعض؛ وفي جميع الحالات، لن يلتزم أي منهما بسجل المعاملات حتى إنها تعلم أن الآخر لا يمكنه الالتزام بتاريخ مختلف. بواسطة العبور، إذا كان v1 لا يمكن أن يختلف مع v2 وv2 لا يمكن أن يختلف مع v3 (أو العكس)، فإن v1 لا يمكن أن يختلف مع v3 v3، سواء كان v3 يمثل الأصول التي سمعها v1 أم لا من. في ظل فرضية أن هذه العلاقات اتفاق ربط الشبكة بالكامل بشكل عابر، يضمن SCP اتفاقية عالمية، مما جعلها اتفاقية بيزنطية عالمية بروتوكول ذو عضوية مفتوحة. نحن نطلق على افتراض الترابط الجديد هذا اسم فرضية الإنترنت، ونلاحظ ذلك يحمل كلا من "الإنترنت" (الذي يفهمه الجميع يعني أكبر شبكة IP متصلة بشكل عابر) والمدفوعات الدولية القديمة (التي تتم على أساس خطوة تلو الأخرى غير ذرية، ولكنها تستفيد من عالمية متصلة بشكل عابر شبكة المؤسسات المالية). Stellar قيد الاستخدام الإنتاجي منذ سبتمبر 2015. للحفاظ على طول blockchain قابلاً للإدارة، يتم تشغيل النظام SCP على فترات زمنية مدتها 5 ثوانٍ — بسرعة وفقًا لمعايير blockchain، ولكن أبطأ بكثير من التطبيقات النموذجية للاتفاقية البيزنطية. على الرغم من أن الاستخدام الأساسي كان عبارة عن مدفوعات، إلا أن Stellar كان كذلك أيضًا أثبتت جاذبيتها للأشياء القابلة للاستبدال غير المالية token والتي تستفيد منها من الأسواق الثانوية المباشرة (انظر القسم 7.1). ويناقش القسم التالي الأعمال ذات الصلة. يعرض القسم 3 SCP. يصف القسم 4 التحقق الرسمي من SCP. يصف القسم 5 طبقة الدفع الخاصة بـ Stellar. ويتعلق القسم 6 بعض خبراتنا في النشر والدروس المستفادة. القسم 7 يقيم النظام. وينتهي القسم 8.

الأعمال ذات الصلة

النظام الموصوف في هذه الورقة هو النظام الثالث لدينا محاولة تحقيق شبكة دفع لامركزية. ال المحاولة الأولى، التي قام بها أحد المؤلفين، أدت إلى حدوث التموج blockchain. بينما لا نزال موجودًا، نعتقد أن Ripple لا يمكنها تحقيق رؤية شبكة دفع مفتوحة حقًا سواء لأسباب إدارية أو فنية. تنبع أسباب الحوكمة من التوتر بين مصالح المساهمين ومصالح المساهمين مستخدمي الشبكة، ولكنهم خارج نطاق هذه الورقة. ال المشكلة الفنية هي أن بروتوكول الاتفاقية البيزنطية لشركة Ripple [89] يتطلب عضوية مغلقة تقريبًا [33]، مما يجعلها تشبه وظيفيًا الاتفاقية البيزنطية التقليدية. المحاولة الثانية، عبارة عن شوكة قصيرة الأمد لرمز الريبل قاعدة تسمى ستيلارد، تم إطلاقها في يوليو 2014. لقد خططنا لذلك قم بتطوير SCP وفتحه في وضع ممتاز عندما يكون جاهزًا، ولكن بدلاً من ذلك قررت بناء نظام جديد من الصفر حول SCP، تسمى النواة النجمية والموصوفة في هذه الورقة. نجمي النواة تم إصداره مع وصف وإثبات لـ SCP [68] في أبريل 2015، ودخلت حيز الإنتاج بعد 5 أشهر. وصفت مسودة الإنترنت [20] فيما بعد SCP للمنفذين. يشبه دافع وهيكل SCP الثقة غير المتماثلة في الحساب متعدد الأطراف [40]، على الرغم من أن هذا النموذج يتطلب أن يكون لدى العقد رؤية عالمية لبنية الخصم. من خلال تقديم فكرة شرائح النصاب القانوني، تتمتع SCP قابلية الاكتشاف والعضوية الديناميكية التي تعتبر مهمة لنشر Stellar. النصاب البيزنطي الشخصي تعمل الأنظمة [47] والثقة الموزعة غير المتماثلة [29] على تعميم النصاب القانوني لـ SCP وتبسيط المقارنة مع الأنظمة التقليدية أنظمة. في بيئة أكثر تقييدًا، جوتسمان وآخرون. [49] أيضًا دراسة تعميم نصاب Stellar. العديد من blockchains الأخرى اعتمدت SCP، بما في ذلك MobileCoin [7] وNCNT. كما اقترحت شركة Ripple مؤخرًا بروتوكول اتفاقية بيزنطية للعضوية المفتوحة يسمى الكوبالت [66]. تعد سلامة SCP هي الأمثل، لذا فإن SCP آمن أي سيناريو فشل حيث يوجد الكوبالت، بينما يكون العكس غير واضح. ومع ذلك، تدعي شركة Cobalt أن حالة السلامة الخاصة بها أسهل في الفهم وبالتالي أقل عرضة للتكوين الخاطئ. والذي سيكون من المثير للاهتمام تقييم ما إذا كان سيتم نشر الكوبالت. 2.1 أنظمة بدون عضوية مفتوحة مثل العديد من بروتوكولات الإجماع، يعتمد SCP على التصويت [50، 94] في نظام النصاب القانوني. العمل السابق على أنظمة النصاب [52، 67، 72]، والتي تسمى أحيانًا "مجموعات الناجين" [57]، يدرس أنظمة النصاب التي تكون ثابتة، أي ثابتة طوال الوقت تنفيذ النظام، وموحد، أي حيث تحتوي جميع العقد على نفس فكرة ما هو النصاب القانوني. يختلف إعداد SCP في أن العقد المختلفة تقبل نصابًا مختلفًا ومتطورًا.مدفوعات عالمية سريعة وآمنة باستخدام Stellar SOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا الإجماع السريع غير المتجانس [91] يسمح بمزيد من الدقة مفاهيم الثقة التي سيتم التعبير عنها من خلال التسميات في شعرية و يستفيد من هذا لتحسين الاتصال، لكنه يفترض عضوية مغلقة. جهود أخرى لتكييف بروتوكولات الاتفاقية البيزنطية إلى الإعدادات المشابهة لـ Blockchain، بما في ذلك HoneyBadger [70]، ركز كل من SBFT [53] وHotStuff [99] على قابلية التوسع للعديد من المشاركين والأداء عبر شبكات واسعة النطاق، مع الاحتفاظ بنموذج العضوية المغلقة التقليدي. تم الاستفادة من Blockchains التي تستهدف العضوية المغلقة مثل هذه البروتوكولات، بما في ذلك Libra مؤخرًا [11]. 2.2 أنظمة بدون نهائية مفروضة من قبل المُصدر Bitcoin [71] كان أول أصل رقمي قابل للاستبدال بدون سلطة موثوقة لتتبع الأرصدة. تم حلها في وقت واحد مشكلتان: كيفية توزيع أصول جديدة حتى يصدقها الناس لها قيمة، وكيفية توفير المعاملات التي لا رجعة فيها منع هجمات الإنفاق المزدوج. Bitcoin ينشئ الأصول من خلال proof-of-work [43]، والذي يقارنه مؤلفه بعمال مناجم الذهب الذين يستثمرون الموارد لزيادة المعروض من الذهب. ال يعتمد العمل المثبت على تاريخ المعاملات، وهو ما يحبط هجمات الإنفاق المزدوج لأن التراجع عن المعاملات يتطلب عملاً مشابهًا لإنشاء السجل الأصلي. أصبحت الهجمات على proof-of-work blockchain ممكنة بمجرد أن يتحكم المهاجم في ثلث قوة التعدين [46، 48]. يعد إثبات العمل محفوفًا بالمخاطر بشكل خاص بالنسبة إلى blockchains الجديدة أو الأصغر حجمًا [15، 23]؛ من المعروف أن عمال المناجم القائمين يقومون بتحويل التعدين السلطة إلى سلاسل أصغر من أجل الربح [10، 54، 74، 97، 98] أو فقط ل خلق المشاكل [25، 37] (ما يسمى "هجمات الإصبع الذهبي" [60]). في بعض الأحيان، شن القائمون بالتعدين مثل هذه "الهجمات بنسبة 51%" لدحر التأثيرات غير المرغوب فيها للأخطاء [95]. جديد يمكن لـ blockchains الحصول على بعض الحماية من هجمات 51% الاستفادة من blockchains الأكثر رسوخًا من خلال التعدين المدمج [6] أو إثبات الحرق [79]. حتى كتابة هذه السطور، تقدر تكلفة الهجوم بنسبة 51% بمبلغ 823000 دولار. ساعة على Bitcoin، \(93,000/hour on Ethereum, and under \)20,000/ ساعة لجميع blockchains [12] المتعقبة الأخرى. في نهاية المطاف، هؤلاء تعتمد التكاليف على قيمة العملة المشفرة التي تحفز التعدين، وهي مستقلة عن قيمة العملات المصدرة. الأصول. وعلى النقيض من ذلك، فإن تكلفة التسوية Stellar validators تخضع إلى حد ما لسيطرة المسؤولين عنها؛ SCP قابل للتطبيقات عالية الضمان، مثل استخدام وحدات أمان الأجهزة لمنع validator من التوقيع على رسائل متناقضة. وكميزة إضافية، Stellar ليس لديه تكاليف تعدين لاستردادها من خلال المعاملة الرسوم أو رسوم سك العملات. لقد حفز استهلاك Bitcoin الهائل للطاقة [76] مزيد من الاختلافات الموفرة للطاقة لإثبات العمل مثل إثبات المساحة [16، 17، 44، 87]، إثبات التخزين [18، 56، 86، 90]، وإثبات الوقت المنقضي [4]. يمكن أن يكون إثبات العمل بطيئًا، مع وجود كتل من المعاملات يستغرق دقائق للتأكيد وكتل متعددة مطلوبة أمن أقوى. ومع ذلك، فإن العمل على إزالة الألغام يمكن أن يكون يتم إطفاؤها على مجموعة كبيرة الحجم من المعاملات، مقيدة فقط بالقضايا السياسية والتوافق. يستخدم BitcoinNG [45] إثبات العمل لانتخاب القائد الذي يقوم بالتنسيق مجموعة أكبر من المعاملات. يمكن لـ Thunderella [84] استخدام إثبات العمل باعتباره "مسارًا بطيئًا" احتياطيًا والتأكيد بشكل متفائل المعاملات أسرع بكثير باستخدام الإجماع غير المتزامن البروتوكول عندما تكون عقدة التسريع و3/4 اللجنة المنتخبة صادقة. على الرغم من أن SCP أسرع من proof-of-work، فهو يتطلب رسائل أكثر من المسار السريع لـ Thunderella، ولكن من المحتمل أن يكون مسار Thunderella البطيء مفيدًا. البديل لإثبات العمل هو إثبات الحصة [59]، حيث يحصل القائمون بالتعدين على النفوذ إما بشكل مباشر أو غير مباشر من ملكية الأصول. وفي بعض الحالات، يزداد التأثير مع مرور الوقت الذي يتم فيه الاحتفاظ بالأصول. بعض المخططات تشجيع الصدق من خلال مصادرة حصة عمال المناجم إذا كانوا يسيئون التصرف [27، 28، 41]. تم تفويض proof-of-stake [9, 61] لديه تصوت العقد على حصتها لانتخاب ممثلين لبروتوكول الاتفاقية البيزنطية التقليدية مثل PBFT [31]. Algorand [51] يستخدم وظائف عشوائية يمكن التحقق منها لانتخاب العقد التمثيلية بشكل عشوائي زائف، مع احتمال متناسب لممتلكات العملة المشفرة. سنو وايت [39] يضفي الطابع الرسمي على الخصائص الأمنية المطلوبة لإثبات الحصة، واستيعاب العقد "النعسانة" التي تستمر وخارج الخط. على الرغم من أن معظم مخططات proof-of-stake لا يمكن التغلب عليها بحسابات باهظة الثمن، إلا أن تكلفة الحصول على الحصة أو لا يزال عمال المناجم الذين يتم رشوةهم مرتبطين بقيمة العملة المشفرة الأساسية وخارج سيطرة جهة إصدار الأصول. حتى في حالة عدم وجود عمال المناجم الضارين، يمكن أن تسبب الأخطاء أيضًا blockchain إعادة التنظيم [26، 73]. وبالتالي، على عكس SCP، ليس لدى جهات الإصدار أي طريقة لضمان blockchain نهائية من قبل استرداد tokens على السلسلة مقابل تحويل إلكتروني حقيقي أو السحب النقدي.

Stellar بروتوكول الإجماع

يعتمد بروتوكول الإجماع Stellar (SCP) على النصاب القانوني بروتوكول الاتفاقية البيزنطية ذو العضوية المفتوحة. تنشأ النصاب القانوني من قرارات التكوين المحلي المجمعة للعقد الفردية. ومع ذلك، العقد تعترف فقط النصاب الذي ينتمون إليه أنفسهم، وبعد ذلك فقط التعرف على التكوينات المحلية لجميع أعضاء النصاب القانوني الآخرين. إحدى فوائد هذا النهج هو أن SCP بطبيعته يتسامح مع وجهات النظر غير المتجانسة حول ما هي العقد الموجودة. وبالتالي، يمكن للعقد الانضمام والمغادرة من جانب واحد دون الحاجة إلى بروتوكول "عرض التغيير" لتنسيق العضوية. 3.1 الاتفاقية البيزنطية الفيدرالية تتكون مشكلة الاتفاقية البيزنطية التقليدية من أ نظام مغلق من العقد N، وبعضها معيب وربما التصرف بشكل تعسفي. تتلقى العقد قيم الإدخال والتبادل الرسائل لتحديد قيمة الإخراج بين المدخلات. يكون بروتوكول الاتفاقية البيزنطية آمنًا عندما لا تنتج عقدتان جيدتا التصرف قرارات مختلفة وفريدة من نوعها كان القرار مدخلاً صالحًا (بالنسبة لبعض التعريفات الصالحة المتفق عليهاSOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا لوخافا وآخرون. عليه مسبقًا). يكون البروتوكول حيًا عندما يضمن ذلك كل عقدة صادقة تنتج في النهاية قرارًا. عادةً، تفترض البروتوكولات N = 3f + 1 لبعض الأعداد الصحيحة f > 0، ثم ضمان السلامة وشكل من أشكال الحيوية طالما أن معظم العقد f معيبة. في مرحلة ما في هذه البروتوكولات، والعقد تصوت على القيم المقترحة والاقتراح الحصول على 2f + 1 صوت، وهو ما يسمى نصاب الأصوات، يصبح القرار. مع N = 3f + 1 العقد، أي نصابين من يتداخل الحجم 2f + 1 في العقد f + 1 على الأقل؛ حتى لو و من هذه العقد المتداخلة معيبة، ويشترك النصابان على الأقل عقدة واحدة غير معيبة، مما يمنع اتخاذ قرارات متناقضة. ومع ذلك، فإن هذا النهج لا يعمل إلا إذا اتفقت جميع العقد ما يشكل النصاب القانوني، وهو أمر مستحيل في SCP حيث قد لا تعرف العقدتان وجود بعضهما البعض. مع SCP، كل عقدة v تعلن من جانب واحد عن مجموعات من العقد، تسمى شرائح النصاب القانوني، بحيث (أ) v يعتقد أنه إذا كان كل شيء إذن، يتفق أعضاء الشريحة على حالة النظام إنهم على حق، و(ب) v يعتقد أن شريحة واحدة على الأقل من شرائحه سيكون متاحًا لتقديم المعلومات في الوقت المناسب حول حالة النظام. نحن نسمي النظام الناتج، يتكون العقد وشرائحها، اتفاقية بيزنطية موحدة نظام (FBA). وكما سنرى بعد ذلك، يظهر نظام النصاب القانوني من شرائح العقد. بشكل غير رسمي، تعبر شرائح عقدة FBA عن من معه العقدة تتطلب الاتفاق. على سبيل المثال، قد تتطلب العقدة اتفاقًا مع 4 مؤسسات محددة، تدير كل منها 3 عقد؛ ل لاستيعاب وقت التوقف عن العمل، فقد يقوم بتعيين شرائحه لتكون جميع المجموعات تتكون من عقدتين من كل منظمة. إذا كان هذا "يتطلب الاتفاق مع "العلاقة ترتبط بشكل متعدٍ بأي عقدتين، نحصل على اتفاق عالمي. وإلا فإننا قد نحصل على الاختلاف، ولكن فقط بين المنظمات لا يتطلب أي منهما الاتفاق مع الآخر. بالنظر إلى طوبولوجيا اليوم في النظام المالي، فإننا نفترض أن التقارب واسع النطاق سوف يستمر في إنتاج سجل تاريخي واحد يسميه الناس "شبكة Stellar"، بقدر ما نتحدث عن الإنترنت. النصاب القانوني ينشأ من الشرائح على النحو التالي. تحدد كل عقدة شرائح النصاب القانوني في كل رسالة يرسلها. دع S يكون مجموعة العقد التي نشأت منها مجموعة من الرسائل. أ تعتبر العقدة أن مجموعة الرسائل قد وصلت إلى النصاب القانوني العتبة عندما يكون لدى كل عضو في S شريحة مضمنة في S. من خلال البناء، فإن مثل هذه المجموعة S، إذا تم الإجماع عليها، تلبي متطلبات الاتفاق لكل عضو من أعضائها. قد يعلن النظير المعيب عن شرائح تم تصميمها لتغيير ما العقد حسنة التصرف تأخذ في الاعتبار النصاب القانوني. من أجل تحليل البروتوكول، حددنا النصاب القانوني في FBA ليكون غير فارغ مجموعة S من العقد تشمل شريحة نصاب واحدة على الأقل كل عضو غير معيب. وهذا التجريد سليم، كأي مجموعة من الرسائل التي يزعم أنها تمثل النصاب القانوني بالإجماع في الواقع (حتى لو كان يحتوي على رسائل من عقد معيبة)، ويكون دقيقًا عندما يحتوي S على العقد جيدة التصرف فقط. في في هذا القسم، نفترض أيضًا أن شرائح العقد لا تتغير. ومع ذلك، فإن نتائجنا تنتقل إلى حالة الشريحة المتغيرة لأن النظام الذي يتم فيه تغيير الشرائح لا يقل أمانًا عن نظام شريحة ثابتة تتكون فيه شرائح العقدة من جميع الشرائح التي تستخدمها على الإطلاق في حالة الشرائح المتغيرة (انظر النظرية 13 في [68]). كما هو موضح في القسم 4، تعتمد الحيوية على العقد حسنة التصرف تقوم في النهاية بإزالة العقد غير الموثوقة من شرائحهم. نظرًا لأن العقد المختلفة لها متطلبات اتفاقية مختلفة، فإن FBA يمنع تعريفًا عالميًا للسلامة. نحن نقول تتشابك العقد غير المعيبة v1 وv2 عند كل منهما يتقاطع نصاب v1 مع كل نصاب v2 في واحد على الأقل عقدة غير معيبة. يمكن لبروتوكول FBA ضمان الاتفاق فقط بين العقد المتشابكة؛ منذ SCP يفعل ذلك، خطأه التسامح من أجل السلامة هو الأمثل. فرضية الإنترنت ينص تصميم Stellar الأساسي على أن العقد تهتم بالأشخاص حول سوف تكون متشابكة. نقول إن مجموعة العقد I سليمة إذا كنت نصابًا غير معيب بشكل موحد بحيث يتشابك كل عضوين من I حتى لو كانت كل عقدة خارج I معيبة. بشكل حدسي، إذن، يجب أن أبقى منيعًا أمام تصرفات غير سليمة العقد. يضمن SCP كلاً من الحيوية غير المحظورة [93] و السلامة لمجموعات سليمة، على الرغم من أن العقد نفسها لا تحتاج إليها لمعرفة (وقد لا تكون قادرًا على معرفة) المجموعات السليمة. علاوة على ذلك، فإن اتحاد مجموعتين سليمتين متقاطعتين هو مجموعة سليمة. لذلك، تحدد المجموعات السليمة قسمًا من ملف العقد حسنة التصرف، حيث يكون كل قسم آمنًا وحيويًا (في ظل بعض الشروط)، ولكن قد يتم إخراج أقسام مختلفة قرارات متباينة. 3.1.1 اعتبارات السلامة مقابل الحياة في FBA مع استثناءات محدودة [64]، يتم ضبط معظم بروتوكولات الاتفاقية البيزنطية المغلقة على نقطة التوازن التي عندها السلامة والحيوية لهما نفس التسامح مع الخطأ. في فبا، وهذا يعني التكوينات التي، بغض النظر عن الفشل، كل شيء المجموعات المتشابكة سليمة أيضًا. بالنظر إلى أن FBA يحدد النصاب القانوني بطريقة لا مركزية، فمن غير المرجح أن تؤدي اختيارات الشرائح الفردية إلى هذا التوازن. علاوة على ذلك، في على الأقل في Stellar، التوازن غير مرغوب فيه: العواقب من فشل السلامة (أي الأموال الرقمية التي تم إنفاقها بشكل مزدوج). أسوأ بكثير من فشل الحياة (أي التأخير في الدفعات التي استغرقت على أي حال أيامًا قبل Stellar). الناس ولذلك ينبغي القيام بتحديد شرائح النصاب القانوني الكبيرة من هذا القبيل من المرجح أن تظل عقدها متشابكة أكثر من كونها سليمة. علاوة على ذلك، يصبح التعافي منه أسهل إخفاقات الحيوية النموذجية في نظام FBA مقارنةً بالنظام التقليدي المغلق. في الأنظمة المغلقة، يجب أن تكون كافة الرسائل يتم تفسيرها فيما يتعلق بنفس مجموعة النصاب القانوني. وبالتالي، يتطلب إضافة العقد وإزالتها للتعافي من الفشل التوصل إلى إجماع حول حدث إعادة التشكيل، وهو أمر صعب بمجرد انتهاء الإجماع. على النقيض من ذلك، مع FBA، يمكن لأي عقدة ضبط شرائح النصاب القانوني الخاصة بها من جانب واحد في أي وقت الوقت. ردا على انقطاع التيار الكهربائي في أهمية نظامية المؤسسة، يمكن لمسؤولي العقدة ضبط الشرائح الخاصة بهم وفقًا لذلك التغلب على المشكلة، يشبه إلى حد ما تنسيق الاستجابات لكوارث BGP [63] (على الرغم من عدم وجود قيود التوجيه عبر روابط الشبكة الفعلية).

مدفوعات عالمية سريعة وآمنة باستخدام Stellar SOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا 3.1.2 نظرية التتالي يتبع SCP قالب النموذج الدائري الأساسي [42]؛ تتقدم العقد من خلال سلسلة من بطاقات الاقتراع المرقمة، لكل منها محاولة القيام بثلاث مهام: (1) تحديد قيمة "آمنة" لا تتعارض مع أي قرار تم اتخاذه في الاقتراع السابق (يُطلق عليه غالبًا إعداد الاقتراع)، (2) الاتفاق على القيمة الآمنة، و (3) اكتشاف أن الاتفاق كان ناجحًا. ومع ذلك، FBA مفتوح العضوية تحبط العديد من التقنيات الشائعة، مما يجعلها من المستحيل "نقل" البروتوكولات التقليدية المغلقة إلى FBA النموذج ببساطة عن طريق تغيير تعريف النصاب القانوني. إحدى التقنيات المستخدمة في العديد من البروتوكولات هي التدوير من خلال العقد الرائدة بطريقة دائرية بعد انتهاء المهلات. في النظام المغلق، يتم ضمان اختيار القائد بشكل دائري في نهاية المطاف، ينتهي الأمر بالقائد الصادق الفريد إلى تنسيق الاتفاق على قيمة واحدة. لسوء الحظ، جولة روبن لا يمكن العمل في نظام FBA بعضوية غير معروفة. أسلوب شائع آخر يفشل مع FBA هو افتراض أن نصابًا معينًا يمكنه إقناع جميع العقد. على سبيل المثال، إذا تعرف الجميع على أي عقد 2f + 1 كنصاب قانوني، إذن تكفي توقيعات 2f + 1 لإثبات حالة البروتوكول لجميع العقد. وبالمثل، إذا تلقت العقدة نصابًا من الرسائل المتطابقة من خلال البث الموثوق [24]، يمكن للعقدة أن تفترض أن جميع العقد غير الخاطئة سوف تشهد أيضًا النصاب القانوني. في FBA، على النقيض من ذلك، أ النصاب القانوني لا يعني شيئا للعقد خارج النصاب القانوني. وأخيرا، غالبا ما تستخدم الأنظمة غير الفيدرالية "الرجعية" التفكير في السلامة: إذا كانت العقد f + 1 معيبة، فكل الأمان فقدت الضمانات. وبالتالي، إذا سمعت العقدة v جميع العقد f + 1 اذكر بعض الحقائق F، v يمكن أن تفترض أن واحدًا على الأقل هو الذي يخبر الحقيقة (وبالتالي F صحيحة) دون فقدان الأمان. مثل هذا يفشل المنطق في FBA لأن السلامة هي خاصية للأزواج من العقد، لذلك يمكن للعقدة التي فقدت الأمان لبعض أقرانها تفقد الأمان دائمًا لمزيد من العقد من خلال افتراض حقائق سيئة. ومع ذلك، يمكن لـ FBA التفكير بشكل عكسي فيما يتعلق بالحيوية. حدد مجموعة v-blocking كمجموعة من العقد التي تتقاطع مع كل منها شريحة v. إذا كانت مجموعة حجب v B معيبة بالإجماع، فإن B يمكن رفض العقدة ضد النصاب القانوني وتكلفتها الحيوية. وبالتالي، إذا ينص B بالإجماع على الحقيقة F، ثم يعرف v أن أيًا من F هو صحيح أو v ليس سليما. ومع ذلك، لا يزال v بحاجة لرؤية كامل النصاب القانوني لمعرفة أن العقد المتشابكة لن تتعارض مع F، مما يؤدي إلى الجولة النهائية من الاتصالات في SCP و بروتوكولات FBA الأخرى [47] غير المطلوبة في الأنظمة المشابهة بروتوكولات العضوية المغلقة. والنتيجة هي أن لدينا ثلاثة مستويات محتملة من الثقة في الحقائق المحتملة: غير محددة، وآمنة للافتراض بين العقد السليمة (وهو ما سنفعله). مصطلح حقائق مقبولة)، وآمن الافتراض فيما بينها العقد (والتي سنسميها حقائق مؤكدة). يمكن للعقدة v تحديد ما إذا كانت المجموعة B محظورة بكفاءة عن طريق التحقق مما إذا كانت B تتقاطع مع جميع شرائحها. ومن المثير للاهتمام أنه إذا كانت العقد تعلن دائمًا عن البيانات فإنها قبول والنصاب القانوني الكامل لقبول بيان، فإنه يطلق عملية متتالية يتم من خلالها نشر البيانات في جميع أنحاء مجموعات سليمة. نحن نسمي الحقيقة الأساسية الكامنة وراء هذا الانتشار النظرية المتتالية، التي تنص على ما يلي: إذا كنت مجموعة سليمة، Q هو النصاب القانوني لأي عضو في I، وS هو أي مجموعة شاملة من Q، ثم إما S ⊇I أو هناك عضو v ∈I بحيث يكون v < S و I ∩S بمثابة حجب v. حدسيًا، كان هذا ليس الأمر كذلك، فإن تكملة S سوف تحتوي على النصاب القانوني الذي يتقاطع مع I وليس Q، مما ينتهك تقاطع النصاب القانوني. لاحظ أنه إذا بدأنا بـ S = Q وقمنا بتوسيع S بشكل متكرر إلى بتضمين جميع العقد التي يحظرها، نحصل على تأثير متتالي حتى، في النهاية، S يشمل كل I. 3.2 وصف البروتوكول SCP هو بروتوكول إجماع متزامن جزئيًا [42] يتكون من سلسلة من المحاولات للوصول إلى إجماع يسمى بطاقات الاقتراع. تستخدم بطاقات الاقتراع فترات زمنية أطول. أ يضمن بروتوكول مزامنة الاقتراع بقاء العقد قائمة نفس الاقتراع لفترات زمنية متزايدة حتى الاقتراع متزامنة بشكل فعال. الإنهاء غير مضمون حتى تصبح بطاقات الاقتراع متزامنة، ولكن ورقتين متزامنتين وهو ما يفعله الأعضاء المعيبون في شرائح العقد حسنة التصرف عدم التدخل كافية لإنهاء SCP. ويحدد بروتوكول الاقتراع الإجراءات المتخذة خلال كل منها الاقتراع. يبدأ الاقتراع بمرحلة إعداد، حيث يتم تحديد العقد محاولة تحديد قيمة لاقتراح لا يتعارض أي قرار سابق. ثم، في مرحلة الالتزام، تحاول العقد لاتخاذ قرار بشأن القيمة المعدة. يستخدم الاقتراع بروتوكولًا فرعيًا للاتفاق يسمى التصويت الفيدرالي، أيn التي العقد تصوت على البيانات المجردة والتي قد يتم تأكيدها في النهاية أو تتعثر. قد يتم تصنيف بعض العبارات على أنها متناقضة، والسلامة ضمان التصويت الفيدرالي هو عدم وجود عضوين في أي عضو مجموعة متشابكة تؤكد تصريحات متناقضة. ولا يضمن تأكيد القول إلا سليما تعيين الذي يصوت جميع أعضائه بنفس الطريقة. ومع ذلك، إذا كان أ عضو في مجموعة سليمة يؤكد بيانًا متحدًا يضمن التصويت أن جميع أعضاء المجموعة السليمة يؤكدون هذا البيان في النهاية. وبالتالي اتخاذ خطوات لا رجعة فيها ردا على تأكيد التصريحات يحفظ الحيوية ل العقد سليمة. تقترح العقد في البداية القيم التي تم الحصول عليها من الترشيح البروتوكول الذي يزيد من فرص جميع الأعضاء سليمة مجموعة تقترح نفس القيمة، والتي تتقارب في نهاية المطاف (على الرغم من عدم وجود طريقة لتحديد التقارب الكامل). يجمع الترشيح بين التصويت الفيدرالي واختيار القائد. لأن جولة روبن مستحيلة في FBA، يستخدم الترشيح مخطط احتمالي لاختيار القائد. تلعب نظرية التعاقب دورًا حاسمًا في الاقتراع المزامنة وتجنب الحالات المحظورة منها الإنهاء لم يعد ممكنا. 3.2.1 الاقتراع تستمر عقد SCP عبر سلسلة من بطاقات الاقتراع المرقمة، باستخدام التصويت الفيدرالي للاتفاق على البيانات المتعلقة بها يتم أو لا يتم تحديد القيم في أي بطاقة اقتراع. إذا كان غير متزامن أو السلوك الخاطئ يمنع التوصل إلى قرار في الاقتراع ن، انتهت مهلة العقد وحاول مرة أخرى في الاقتراع n + 1.

SOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا لوخافا وآخرون. تذكر أن التصويت الفيدرالي قد لا ينتهي. وبالتالي بعض يمكن أن تتعثر البيانات المتعلقة بأوراق الاقتراع بشكل دائم حالة غير محددة حيث لا يمكن للعقد أبدًا تحديد ما إذا كانت لا تزال في التقدم أو عالقة. لأن العقد لا يمكن استبعادها إمكانية إثبات صحة البيانات غير المحددة لاحقًا، ويجب عليهم ألا يحاولوا أبدًا التصويت الفيدرالي على البيانات الجديدة يتعارض مع غير المحدد. في كل اقتراع n، تستخدم العقد التصويت الفيدرالي على نوعين من البيان: • تحضير ⟨n,x⟩– ينص على عدم وجود قيمة أخرى غير x تم أو سيتم تحديده في أي اقتراع. • الالتزام ⟨n,x⟩– الدول x يتم تحديدها في الاقتراع n. الأهم من ذلك، لاحظ أن تحضير ⟨n,x⟩تناقضات الالتزام ⟨n',x ′⟩عندما n ≥n' و x , x ′. تبدأ العقدة الاقتراع n من خلال محاولة التصويت الفيدرالي على a بيان تحضير ⟨n,x⟩. إذا كان هناك أي بيان إعداد سابق تم تأكيده بنجاح من خلال التصويت الفيدرالي تختار العقدة x من الإعداد المؤكد لأعلى بطاقة اقتراع. وبخلاف ذلك، تقوم العقدة بتعيين x إلى إخراج الملف بروتوكول الترشيح الموضح في القسم الفرعي التالي. إذا وفقط إذا أكدت العقدة بنجاح التحضير ⟨n,x⟩ في الاقتراع n، يحاول التصويت الفيدرالي على الالتزام ⟨n,x⟩. إذا إذا نجح، فهذا يعني أن SCP قد قرر، وبالتالي يتم إخراج العقدة القيمة من بيان الالتزام المؤكد. النظر في مجموعة متشابكة S. منذ قيمة واحدة على الأكثر يمكن تأكيد إعدادها من قبل أعضاء S في اقتراع معين، ولا يجوز تأكيد الالتزام بقيمتين مختلفتين أعضاء S في اقتراع معين. علاوة على ذلك، إذا ارتكبت ⟨n,x⟩ تم تأكيده، ثم تم تأكيد إعداد ⟨n,x⟩ أيضًا؛ منذ ذلك الحين يعد ⟨n,x⟩يناقض أي التزام سابق بقيمة مختلفة، بموجب اتفاقية ضمانات التصويت الفيدرالي لقد حصلنا على أنه لا يمكن تحديد قيمة مختلفة في وقت سابق الاقتراع من قبل أعضاء S. عن طريق التعريف بأرقام الاقتراع، نحن لذا تأكد من أن SCP آمن. من أجل الحيوية، فكر في مجموعة سليمة وطويلة بما فيه الكفاية اقتراع متزامن إذا ظهرت العقد الخاطئة في الشرائح من العقد حسنة التصرف لا تتدخل في ن، ثم عن طريق الاقتراع n + 1 جميع أعضاء لقد أكدوا نفس المجموعة P من بيانات الإعداد. إذا كانت P = ∅وبطاقة الاقتراع n طويلة بما فيه الكفاية، فإن سيكون بروتوكول الترشيح قد تقارب على بعض القيمة x. بخلاف ذلك، اجعل x هي القيمة من الإعداد بأعلى ورقة اقتراع في P. وفي كلتا الحالتين، سأحاول بشكل موحد التصويت على إعداد ⟨n + 1,x⟩ في الاقتراع التالي. لذلك، إذا n + 1 متزامن أيضًا، ويتبع ذلك حتماً قرار x. 3.2.2 الترشيح يستلزم الترشيح التصويت الموحد على البيانات: • ترشيح x - الدول x هي مرشح صالح للقرار. قد تصوت العقد لترشيح قيم متعددة — مختلفة تصريحات الترشيح ليست متناقضة. ومع ذلك، مرة واحدة تؤكد العقدة أي بيان ترشيح، وتتوقف عن التصويت عليه ترشيح قيم جديدة. لا يزال التصويت الفيدرالي يسمح للعقدة بذلك تأكيد بيانات الترشيح الجديدة التي لم تصوت لها التصويت أو القبول أ من النصاب القانوني قبول أ من النصاب القانوني أ صالح قبول من مجموعة الحظر غير ملتزم صوت أ قبلت أ أكد أ تم التصويت بـ أ الشكل 1. مراحل التصويت الفيدرالي يسمح لأعضاء مجموعة سليمة بتأكيد مجموعة بعضهم البعض القيم المرشحة مع الاستمرار في حجب الأصوات الجديدة. النتيجة (المتطورة) للترشيح هي مزيج حتمي من جميع القيم في بيانات الترشيح المؤكدة. إذا يمثل x مجموعة من المعاملات، ويمكن للعقد أن تأخذ الاتحاد من المجموعات، المجموعة الأكبر، أو المجموعة ذات أعلى hash، لذا طالما أن جميع العقد تفعل الشيء نفسه. لأن العقد حجب جديدة الأصوات بعد تأكيد بيان ترشيح واحد، مجموعة يمكن أن تحتوي البيانات المؤكدة على عدد محدود من القيم فقط. حقيقة أن التصريحات المؤكدة انتشرت بشكل موثوق من خلال المجموعات السليمة تعني أن العقد السليمة تتقارب في النهاية على نفس مجموعة القيم المرشحة وبالتالي نتيجة الترشيح، وإن كان عند نقطة غير معروفة بشكل تعسفي في وقت متأخر من البروتوكول. تستخدم العقد اختيار القائد المتحد لتقليل عدد القيم المختلفة في بيانات الترشيح. فقط يجوز للقائد الذي لم يصوت بالفعل لصالح بيان الترشيح أن يقدم علامة x جديدة. العقد الأخرى تنتظر أن تسمع منها القادة ويقومون فقط بنسخ أصوات ترشيح قادتهم (الصالحة). لاستيعاب الفشل، تستمر مجموعة القادة في النمو تحدث المهلات، على الرغم من أن عددًا قليلاً فقط من العقد تقدم قيمًا جديدة لـ x. 3.2.3 التصويت الفيدرالي يستخدم التصويت الفيدرالي بروتوكولًا ثلاثي المراحل كما هو موضح في الشكل 1. تحاول العقد الاتفاق على البيانات المجردة أولاً التصويت، ثم القبول، وأخيراً تأكيد البيانات. قد تصوت العقدة v لأي بيان صالح لا ينطبق عليه ذلك يناقض غيرهالأصوات المتميزة والبيانات المقبولة. ويتم ذلك عن طريق بث رسالة تصويت موقعة. v ثم يقبل a إذا كان a متوافقًا مع البيانات المقبولة الأخرى وإما (الحالة 1)v هو عضو في النصاب القانوني الذي كل عقدة إما تصوت لـ أو تقبل أو (الحالة 2) حتى لو كانت v لم أصوت لصالح مجموعة v-blocking تقبل a. في الحالة 2، قد سبق أن أدلوا بأصوات تتعارض مع ما حدث الآن تم نقضها. v يُسمح له بنسيان الأصوات الملغاة ويتظاهر بأنه لم يلقيهم أبدًا لأنه إذا كان سليمًا، فهو يعلم لا يمكن للأصوات الملغاة إكمال النصاب القانوني من خلال الحالة 1. v يبث أنه يقبل a، ثم يؤكد a عندما يكون موجودًا نصاب يقبل بالإجماع أ. ويبين الشكل 2 تأثير مجموعات الحجب v ونظرية التتالي خلال التصويت الفيدرالي. لا يمكن لعقدتين متشابكتين تأكيد البيانات المتناقضة، حيث يجب أن يتشارك النصابان المطلوبان في أمدفوعات عالمية سريعة وآمنة باستخدام Stellar SOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا 3 4 2 1 5 7

التصويت ×

التصويت ي (أ) 3 4 2 1 5 7 6 التصويت X التصويت X التصويت X التصويت ي التصويت X التصويت ي التصويت ي (ب) 3 4 2 1 5 7 6 قبول X التصويت X قبول X التصويت ي قبول X التصويت ي التصويت ي (ج) 3 4 2 1 5 7 6 قبول X قبول X قبول X التصويت ي قبول X قبول X التصويت ي (د) 3 4 2 1 5 7 6 قبول X التصويت X قبول X قبول X قبول X قبول X قبول X (هـ) الشكل 2. تأثير تتالي في التصويت الاتحادي. تحتوي كل عقدة على شريحة نصاب واحدة يُشار إليها بأسهم لأعضاء الشريحة. (أ) تم تقديم بيانات متناقضة X وY. (ب) تصوت العقد على البيانات الصحيحة. (ج) العقدة 1 تقبل X بعد نصابها القانوني {1، 2، 3، 4} يصوتون بالإجماع لصالح X. (د) تقبل جميع العقد 1 و2 و3 و4 X؛ المجموعة {1} عبارة عن 5 حظر، لذا تقبل العقدة 5 X، مما يؤدي إلى إلغاء ذلك تصويتها السابق لصالح Y. (هـ) المجموعة {5} عبارة عن حجب 6 و7، لذا يقبل كل من 6 و7 X. عقدة غير معيبة لا يمكنها قبول البيانات المتناقضة. تأكيد البيان غير مضمون: في وفي حالة انقسام التصويت، يجوز أن يكون كلا البيانين بشكل دائم عالقون في انتظار اكتمال النصاب القانوني في مرحلة التصويت. ومع ذلك، إذا عقدة في مجموعة سليمة تؤكد بيانًا، التتالي النظرية وقبول الحالة 2 تأكد من أنني سأفعل ذلك جميعًا في النهاية تأكيد هذا البيان. 3.2.4 مزامنة الاقتراع إذا كانت العقد غير قادرة على تأكيد بيان الالتزام لـ الاقتراع الحالي، فإنهم يستسلمون بعد مهلة. يحصل المهلة لفترة أطول مع كل اقتراع حتى يتسنى التكيف مع الحدود التعسفية على تأخير الشبكة. ومع ذلك، فإن المهلات وحدها ليست كافية لمزامنة بطاقات الاقتراع الخاصة بالعقد التي لم تبدأ في نفس الوقت أو حصلت على غير متزامنة لأسباب أخرى. لتحقيق التزامن، تبدأ العقد في تشغيل المؤقت فقط عندما تصبح جزءًا من ملف النصاب القانوني الذي يكون موجودًا في الاقتراع الحالي (أو اللاحق) n. هذا يبطئ العقد التي بدأت مبكرًا ويضمن عدم حدوث ذلك يبقى العضو في مجموعة سليمة متقدمًا جدًا على المجموعة. علاوة على ذلك، إذا لاحظت العقدة v تعيين حجب v في وقت لاحق الاقتراع، فإنه يتخطى على الفور إلى أدنى بطاقة اقتراع مثل هذا لم يعد هذا هو الحال، بغض النظر عن أي توقيت. الشلال ثم تضمن النظرية أن جميع المتطرفين يلحقون بالركب. النتيجة هو أن بطاقات الاقتراع تتم مزامنتها تقريبًا في جميع أنحاء سليمة يتم ضبطه بمجرد أن يصبح النظام متزامنًا. 3.2.5 اختيار الزعيم الاتحادي يسمح اختيار القائد لكل عقدة باختيار القادة في مثل هذا الطريقة التي تختار بها العقد عمومًا واحدًا أو عددًا صغيرًا فقط من القادة. لاستيعاب فشل القائد، يتم اختيار القائد العائدات من خلال جولات. إذا كان قادة الجولة الحالية يبدو أنهم لا يقومون بمسؤولياتهم، ثم بعد أ تنتقل عقد معينة في فترة المهلة إلى الجولة التالية توسيع مجموعة القادة الذين يتبعونهم. تستخدم كل جولة وظيفتين تشفيريتين فريدتين hash، H0 وH1، اللتين تنتجان أعدادًا صحيحة في النطاق [0,hmax). على سبيل المثال، Stellar يستخدم Hi(m) = SHA256(i∥b∥r ∥m)، حيث b هو مثيل SCP الإجمالي (رقم الكتلة أو دفتر الأستاذ)، وr هو الرقم الدائري لاختيار القائد، وhmax = 2256. ضمن جولة، نحدد أولوية العقدة v على النحو التالي: الأولوية (ت) = H1(ت) سيكون رجل القش واحدًا لكل عقدة لتختاره كقائد العقدة ذات الأولوية العليا (v). هذا النهج يعمل بشكل جيد مع شرائح النصاب القانوني المتطابقة تقريبًا، ولكن ليس بشكل صحيح التقاط أهمية العقد في التكوينات غير المتوازنة. على سبيل المثال، إذا ساهمت كل من أوروبا والصين بـ 3 عقد لكل نصاب، لكن الصين تدير 1000 عقدة وأوروبا 4، عندها ستحصل الصين على العقدة ذات الأولوية القصوى بنسبة 99.6% من الوقت. لذلك نقدم فكرة وزن الشريحة، حيث الوزن (u,v) ∈[0, 1] هو جزء من شرائح النصاب القانوني للعقدة u تحتوي على العقدة v. عندما تقوم العقدة u باختيار قائد جديد، فإنه يأخذ في الاعتبار الجيران فقط، ويتم تعريفهم على النحو التالي: الجيران (ش) = { ت | H0(v) < hmax · الوزن(u,v) } تبدأ العقدة بعد ذلك بمجموعة فارغة من القادة، وعند كل منهم تضيف إليها العقدة v في الجيران (u) ذات الأعلى الأولوية (ت). إذا كانت مجموعة الجيران فارغة في أي جولة، فبدلاً من ذلك تضيف العقدة ذات القيمة الأقل H0(v)/weight(u,v).

التحقق الرسمي من SCP

للتخلص من أخطاء التصميم، قمنا بالتحقق رسميًا من سلامة SCP وخصائص الحيوية (انظر [65]). على وجه التحديد، لقد تحققنا وأن العقد المتشابكة لا تختلف أبدًا، وأنه في ظل الظروف الموضحة أدناه، يقرر كل عضو في المجموعة السليمة في النهاية. ومن المثير للاهتمام أن التحقق كشف أن الظروف التي بموجبها تضمن SCP الحيوية تكون دقيقة، وأقوى مما كان يعتقد في البداية [68]: كما هو موضح أدناه، العقد الخبيثة التي تتلاعب بالتوقيت دون غير ذلك قد يحتاج الانحراف عن البروتوكول إلى الإخلاء يدويًا من شرائح النصاب.

SOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا لوخافا وآخرون. للتأكد من أن الخصائص ثبت ثباتها بكل ما هو ممكن تكوينات FBA وعمليات التنفيذ، نعتبرها تعسفية عدد العقد ذات التكوينات المحلية التعسفية. هذا يتضمن سيناريوهات ذات مجموعات سليمة مفككة، بالإضافة إلى عمليات تنفيذ طويلة بلا حدود. العيب هو أننا مواجهة المشكلة الصعبة المتمثلة في التحقق من المعلمات نظام الدولة اللانهائية. لإبقاء التحقق سهلاً، قمنا بتصميم SCP في منطق الدرجة الأولى (FOL) باستخدام Ivy [69] ومنهجية [82]. تتكون عملية التحقق من تقديم تخمينات استقرائية يدويًا، والتي يتم بعد ذلك التحقق منها تلقائيًا اللبلاب. يلخص نموذج FOL لملخصات SCP بعض جوانب أنظمة FBA التي يصعب التعامل معها في FOL (على سبيل المثال، يتم أخذ نظرية التتالي كبديهية)، لذلك نحن نتحقق من سلامة التجريد باستخدام Isabelle/HOL [75]. بعد التعبير عن مشكلة التحقق في FOL، نتحقق من السلامة من خلال توفير ثابت استقرائي. الاستقرائي يتكون الثابت من عشرات التخمينات ذات السطر الواحد لحوالي 150 سطرًا من مواصفات البروتوكول. نقوم بعد ذلك بتحديد خصائص حيوية SCP في المنطق الزمني الخطي لـ Ivy ونستخدم من الحيوية إلى تقليل السلامة [80، 81] لتقليل الحيوية مشكلة التحقق لمشكلة العثور على الاستقرائي ثابت. في حين أن سلامة SCP واضحة نسبيًا أثبت أن حجة حيوية SCP أكثر تعقيدًا و يتكون من حوالي 150 ثابتًا في سطر واحد. يتطلب إثبات الحيوية إضفاء الطابع الرسمي الدقيق على الافتراضات التي بموجبها تضمن SCP الإنهاء. لقد اعتقدنا في البداية أن المجموعة السليمة سوف أقوم بإنهائها دائمًا قام الأعضاء بإزالة العقد المعيبة من شرائحهم [68]. ومع ذلك، فقد تبين أن هذا غير كاف: حسن التصرف (لكن غير سليمة) عقدة في النصاب القانوني لعضو أستطيع، تحت تأثير العقد الخاطئة، ومنع الإنهاء عن طريق استكمال النصاب القانوني قبل نهاية الاقتراع مباشرة، مما يتسبب في ذلك أعضاء I لاختيار قيم مختلفة لـ x في الاقتراع التالي. ولذلك يجب علينا بالإضافة إلى ذلك أن نفترض أنه، بشكل غير رسمي، كل عقدة في النصاب القانوني لعضو من أنا في نهاية المطاف سواء يصبح في الوقت المناسب أو لا يرسل الرسائل على الإطلاق لفترة كافية. في الممارسة العملية، هذا يعني أعضاء يجوز لي بحاجة إلى ضبط شرائحهم حتى يستمر الشرط. هذا المشكلة ليست متأصلة في أنظمة FBA: Losa et al. [47] موجود بروتوكول تعتمد حيويته على الأضعف تمامًا افتراضات التزامن النهائي وانتخاب القائد في نهاية المطاف، دون الحاجة إلى إزالة العقد المعيبة من الشرائح.

شبكة الدفع

يصف هذا القسم شبكة الدفع الخاصة بـ Stellar، والتي تم تنفيذها كجهاز حالة منسوخ [88] أعلى SCP. 5.1 نموذج دفتر الأستاذ تم تصميم دفتر الأستاذ Stellar حول تجريد الحساب (في على النقيض من مخرجات المعاملات غير المنفقة التي تركز على العملات المعدنية أو UTXO طراز Bitcoin). تتكون محتويات الدفتر من أ مجموعة من إدخالات دفتر الأستاذ من أربعة أنواع متميزة: الحسابات، وخطوط الثقة، العروض وبيانات الحساب. الحسابات هي المديرون الذين يمتلكون الأصول ويصدرونها. كل تتم تسمية الحساب بواسطة مفتاح عام. افتراضيًا، يمكن للمفتاح الخاص المقابل توقيع المعاملات الخاصة بالحساب. ومع ذلك، يمكن إعادة تكوين الحسابات لإضافة موقعين آخرين وإلغاء تخويل المفتاح الذي يُسمي الحساب، باستخدام خيار "multisig" يتطلب عدة موقعين. كل حساب يحتوي أيضًا على: رقم تسلسلي (مدرج في المعاملات لمنع الإعادة)، وبعض الأعلام، ورصيد في “أصلي” عملة مشفرة تم تعدينها مسبقًا تسمى XLM، تهدف إلى التخفيف بعض هجمات حجب الخدمة وتسهيل صناعة السوق كعملة محايدة. تقوم خطوط الثقة بتتبع ملكية الأصول المصدرة، وهي اسمه زوج يتكون من حساب الإصدار وقصير رمز الأصل (على سبيل المثال، "USD" أو "EUR"). يحدد كل خط ثقة حساب، أصل، رصيد الحساب في ذلك الأصل، أ الحد الذي لا يمكن أن يرتفع الميزان فوقه، وبعض الأعلام. يجب أن يوافق الحساب صراحةً على الاحتفاظ بالأصل من خلاله إنشاء خط ثقة، ومنع مرسلي البريد العشوائي من التسلل حسابات ذات أصول غير مرغوب فيها. تتطلب لوائح اعرف عميلك (KYC) من العديد من المؤسسات المالية معرفة الودائع التي تحتفظ بها، على سبيل المثال عن طريق التحقق من بطاقة الهوية التي تحتوي على صورة. للامتثال، يمكن للمصدرين تعيين علامة auth_reqired اختيارية على حساباتهم، مما يقيد ملكية الأصول التي يصدرونها للحسابات المعتمدة. لمنح هذا الترخيص، يقوم المصدر بتعيين معتمد وضع علامة على خطوط ثقة العملاء. تتوافق العروض مع رغبة الحساب في التداول إلى مبلغ معين من أصل معين لآخر في وقت معين السعر في دفتر الطلبات؛ تتم مطابقتها تلقائيًا و يتم ملؤها عندما تتقاطع أسعار الشراء/البيع. وأخيرًا، تتكون بيانات الحساب من الحساب والمفتاح والقيمة الثلاثية، مما يسمح لأصحاب الحساب لنشر قيم البيانات الوصفية الصغيرة. لمنع البريد العشوائي في دفتر الأستاذ، يوجد حد أدنى لرصيد XLM، يسمى الاحتياط. يزداد احتياطي الحساب مع كل منها يرتبط إدخال دفتر الأستاذ ويتناقص عند إدخال دفتر الأستاذ يختفي (على سبيل المثال، عند تنفيذ أمر ما أو إلغاؤه، أو عند أ تم حذف خط الثقة). حاليًا ينمو الاحتياطي بمقدار 0.5 XLM (∼ 0.03 دولار) لكل إدخال في دفتر الأستاذ. بغض النظر عن الاحتياطي، فهو كذلك من الممكن استعادة القيمة الكاملة للحساب عن طريق الحذف مع عملية AccountMerge. يقوم رأس دفتر الأستاذ، الموضح في الشكل 3، بتخزين السمات العامة: رقم دفتر الأستاذ، والمعلمات مثل الرصيد الاحتياطي لكل إدخال دفتر الأستاذ، hash من رأس دفتر الأستاذ السابق (في الواقع عدة hashes تشكل قائمة تخطي)، بما في ذلك إخراج SCP hash من المعاملات الجديدة المطبقة في دفتر الأستاذ هذا، hash من نتائج تلك المعاملات (على سبيل المثال، النجاح أو الفشل ل لكل منهما)، ولقطة hash لجميع إدخالات دفتر الأستاذ. نظرًا لأن اللقطة hash تشتمل على كافة محتويات دفتر الأستاذ، لا يحتاج validators إلى الاحتفاظ بالسجل للتحقق من صحة المعاملات. ومع ذلك، لتوسيع نطاق مئات الملايين من المتوقع الحسابات، لا يمكننا إعادة hash جميع جداول إدخال دفتر الأستاذ في كل منها إغلاق دفتر الأستاذ. علاوة على ذلك، ليس من العملي نقل دفتر الأستاذمدفوعات عالمية سريعة وآمنة باستخدام Stellar SOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا دفتر الأستاذ # = 4 H (نطاق عالي الديناميكية السابق) مخرجات SCP ح∗(النتائج) ح∗(لقطة) ... header دفتر الأستاذ # = 5 H (نطاق عالي الديناميكية السابق) مخرجات SCP ح∗(النتائج) ح∗(لقطة) ... header . . . الشكل 3. محتويات دفتر الأستاذ. H هو SHA-256، بينما H ∗ يمثل التطبيق الهرمي أو التكراري لـ H. مخرجات SCP يعتمد أيضًا على الرأس السابق hash. إنشاء حساب إنشاء وتمويل إدخال دفتر الأستاذ الجديد للحساب دمج الحساب حذف إدخال دفتر الأستاذ الحساب خيارات الضبط تغيير علامات الحساب والموقعين الدفع ادفع كمية محددة من الأصول إلى الوجهة. com.acct. مسار الدفع مثل الدفع، ولكن الدفع في أصول مختلفة (ما يصل للحد)؛ حدد ما يصل إلى 5 أصول وسيطة إدارة العرض إنشاء/حذف/تغيير إدخال دفتر الأستاذ للعرض، -العرض السلبي مع متغير سلبي للسماح بانتشار صفر إدارة البيانات إنشاء/حذف/تغيير الحساب. إدخال دفتر البيانات تغيير الثقة إنشاء/حذف/تغيير خط الثقة السماح بالثقة قم بتعيين أو مسح العلامة المعتمدة على خط الثقة BumpSequence زيادة ما يلي. رقم على الحساب الشكل 4. عمليات دفتر الأستاذ الرئيسي بهذا الحجم في كل مرة يتم فيها قطع اتصال العقدة الشبكة لفترة طويلة جدًا. وبالتالي فإن اللقطة hash هي مصمم لتحسين كل من hashing وتسوية الحالة. على وجه التحديد، تقوم اللقطة بتقسيم إدخالات دفتر الأستاذ حسب الوقت التعديل الأخير في مجموعة من الحاويات ذات الحجم المتضاعف تسمى الدلاء. يسمى جمع الدلاء بالدلو القائمة، وتحمل بعض التشابه مع أشجار الدمج المنظمة بالسجل (أشجار-LSM) [77]. لا تتم قراءة قائمة المجموعة أثناء معالجة المعاملات (انظر القسم 5.4). ومن ثم تصميم معين يمكن تخفيف جوانب أشجار LSM. وعلى وجه الخصوص، عشوائية الوصول عن طريق المفتاح غير مطلوب، ولا تتم قراءة الدلاء إلا على الإطلاق بالتتابع كجزء من دمج المستويات. تجزئة الدلو يتم إجراء القائمة عن طريق hashing كل مجموعة أثناء دمجها وحساب تراكمي جديد hash للمجموعة hashes (صغير، الفهرس المرجعي الثابت hashes) عند كل إغلاق لدفتر الأستاذ. تتطلب تسوية قائمة المجموعة بعد قطع الاتصال التنزيل الدلاء فقط التي تختلف. 5.2 نموذج الصفقة تتكون المعاملة من حساب المصدر ومعايير الصلاحية وأ مذكرة، وقائمة واحدة أو أكثر من العمليات. يسرد الشكل 4 العمليات المتاحة. كل عملية لها حساب مصدر، والذي الافتراضيات لتلك الصفقة الشاملة. لا بد من الصفقة يتم توقيعه بواسطة المفاتيح المقابلة لكل حساب مصدر في عملية. يمكن أن تتطلب حسابات Multisig توقيعًا أعلى الوزن لبعض العمليات (مثل SetOptions) وأقل للآخرين (مثلallowTrust). المعاملات ذرية - إذا فشلت أي عملية، فلن يحدث أي منها ينفذون. وهذا يبسط الصفقات متعددة الاتجاهات. لنفترض أن يقوم المُصدر بإنشاء أصل لتمثيل سندات الأرض، ويقوم المستخدم أ يريد استبدال قطعة أرض صغيرة بالإضافة إلى 10000 دولار مقابل أ قطعة أرض أكبر يملكها B. يمكن لكلا المستخدمين التوقيع معاملة واحدة تحتوي على ثلاث عمليات: أرضان المدفوعات ودفع دولار واحد. معيار صلاحية المعاملة الرئيسي هو رقمها التسلسلي، الذي يجب أن يكون أكبر من الرقم التسلسلي للمعاملة. إدخال دفتر الأستاذ حساب المصدر. تنفيذ معاملة صالحة (بنجاح أم لا) يؤدي إلى زيادة الرقم التسلسلي، مما يمنع إعادة التشغيل. تحتوي أرقام التسلسل الأولية على دفتر الأستاذ عدد البتات العالية لمنع إعادة التشغيل حتى بعد الحذف وإعادة إنشاء الحساب. معيار الصلاحية الآخر هو الحد الاختياري للوقت يمكن تنفيذ الصفقة. العودة إلى الأرض والدولار المبادلة أعلاه، إذا قام A بتوقيع المعاملة قبل B، فلا يجوز لـ A ذلك تريد B أن يجلس على المعاملة لمدة عام قبل تقديمها عليه، وبالتالي يمكن وضع حد زمني لإبطال المعاملة بعد بضعة أيام. يمكن أيضًا تكوين حسابات Multisig لإضفاء وزن التوقيع على الكشف عن الصورة المسبقة hash، والتي، إلى جانب الحدود الزمنية، تسمح بالتداول عبر سلسلة ذرية [1]. يدفع الحساب المصدر للمعاملة رسومًا بسيطة بعملة XLM، 10−5 XLM ما لم يكن هناك ازدحام. في ظل الازدحام يتم تحديد تكلفة العمليات عن طريق المزاد الهولندي. المصادقون هم لا يتم تعويضها بالرسوم لأن validators متشابهة إلى Bitcoin العقد الكاملة، وليس عمال المناجم. بدلاً من تدمير XLM، يتم إعادة تدوير الرسوم وتوزيعها بشكل متناسب عن طريق التصويت حاملي XLM الحاليين، والذي قد يكون أو قد يكون في وقت لاحق لم تكن تستحق التعقيد. 5.3 قيم الإجماع بالنسبة لكل دفتر أستاذ، يستخدم Stellar SCP للموافقة على بنية البيانات مع ثلاثة حقول: مجموعة المعاملات hash (بما في ذلك hash) من رأس دفتر الأستاذ السابق)، في وقت قريب، ود ترقيات. عندما يتم تأكيد ترشيح قيم متعددة، يأخذ Stellar المعاملة التي تم تعيينها بأكبر عدد من العمليات (قطع العلاقات بإجمالي الرسوم، ثم مجموعة المعاملات hash)، اتحاد الكل ترقيات، وأعلى وقت إغلاق. وقت قريب هو فقط صالح إذا كان بين وقت إغلاق دفتر الأستاذ الأخير و موجودة، لذلك لا ترشح العقد أوقاتًا غير صالحة. تقوم الترقيات بضبط المعلمات العالمية مثل الرصيد الاحتياطي والحد الأدنى لرسوم التشغيل وإصدار البروتوكول. متى مجتمعة أثناء الترشيح، تحل الرسوم الأعلى وأرقام إصدار البروتوكول محل الأرقام الأقل. ترقيات تأثير الحكم من خلال مساحة صراع التصويت الفيدرالي [34]، ولا مساواة ولا مركزية. تم تكوين كل validator كـ إما الحاكم أو غير الحاكم (الافتراضي)، وفقا إلى ما إذا كان مشغلها يريد المشاركة في الحكم. تعتبر إدارة validators ثلاثة أنواع من الترقية: مطلوب وصالح وغير صالح (أي شيء لا يفعله validator

SOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا لوخافا وآخرون. validator الأساسية الأفق خ.س ديسيبل ديسيبل إرسال العميل العميل validators أخرى الشكل 5. بنية Stellar validator تعرف كيفية التنفيذ). تم تكوين الترقيات المطلوبة ل الزناد في وقت محدد، والمقصود أن يتم التنسيق فيما بينهم مشغلي. العقد الحاكمة تصوت دائمًا للترشيح المرغوب الترقيات، اقبل ولكن لا تصوت لترشيح ترقيات صالحة (أي، وافق على النصاب القانوني المحظور)، ولا تصوت لصالحه أبدًا أو قبول ترقيات غير صالحة. صدى validators غير الحاكم أي تصويت يرونه لترقية صالحة، هو في الأساس تفويض القرار بشأن الترقيات المطلوبة لأولئك الذين يختارون ذلك لدور الحكم. 5.4 التنفيذ يوضح الشكل 5 بنية Stellar validator. شيطان يُسمى Stellar-core (∼ 92 ألف سطر من C ++، دون احتساب مكتبات الطرف الثالث) ينفذ بروتوكول SCP وجهاز الحالة المنسوخ. يتطلب إنتاج قيم SCP تقليل أعداد كبيرة من إدخالات دفتر الأستاذ إلى عمليات تشفير صغيرة hashes. وعلى النقيض من ذلك، التحقق من صحة المعاملة وتنفيذها يتطلب البحث عن حالة الحساب ومطابقة الطلب في أفضل الأسعار. لخدمة كلتا الوظيفتين بكفاءة، نجمي النواة يحتفظ بتمثيلين لدفتر الأستاذ: تمثيل خارجي يحتوي على قائمة الجرافة، المخزنة كملفات ثنائية يمكن تحديثه بكفاءة وإعادة hashed بشكل تدريجي، و تمثيل داخلي في قاعدة بيانات SQL (PostgreSQL لعقد الإنتاج). Stellar- يقوم النواة بإنشاء أرشيف محفوظات للكتابة فقط يحتوي على كل مجموعة معاملات تم تأكيدها ولقطات منها دلاء. يتيح الأرشيف للعقد الجديدة أن تقوم بتمهيد نفسها عند الانضمام إلى الشبكة. كما يوفر سجلا لدفتر الأستاذ التاريخ - يجب أن يكون هناك مكان ما يمكن للمرء البحث عنه الصفقة منذ عامين. منذ التاريخ هو إلحاق فقط ولا يتم الوصول إليه بشكل متكرر، ويمكن الاحتفاظ به في أماكن رخيصة مثل Amazon Glacier أو أي خدمة تسمح بالتخزين واسترجاع الملفات المسطحة. عادةً لا يستضيف مضيفو أداة التحقق أرشيفاتهم الخاصة لتجنب أي تأثير على التحقق من الصحة الأداء من خدمة التاريخ. لإبقاء النواة النجمية بسيطة، فهي غير مخصصة للاستخدام مباشرة عن طريق التطبيقات ولا يعرض سوى واجهة ضيقة جدًا لتقديم المعاملات الجديدة. لدعم العملاء، يقوم معظم validators بتشغيل برنامج خفي يسمى Horizon (∼18k خطوط Go) التي توفر واجهة HTTP للإرسال وتعلم المعاملات . Horizon لديه حق الوصول للقراءة فقط قاعدة بيانات SQL الخاصة بـ stellar-core، مما يقلل من مخاطر الأفق زعزعة الاستقرار النجمي. يتم تنفيذ ميزات مثل العثور على مسار الدفع بالكامل في الأفق ويمكن ترقيتها من جانب واحد دون التنسيق مع validators الأخرى. العديد من البرامج الاختيارية ذات الطبقة العليا هي عملاء للأفق، مما يكمل النظام البيئي. يسهل خادم الجسر تكامل Stellar مع الأنظمة الحالية، على سبيل المثال، نشر إشعارات بجميع المدفوعات المستلمة بواسطة حساب معين. أ يوفر خادم الامتثال خطافات للمؤسسات المالية تبادل واعتماد معلومات المرسل والمستفيد بشأن المدفوعات، للامتثال لقوائم العقوبات. وأخيرا، ينفذ خادم الاتحاد تسمية يمكن قراءتها بواسطة الإنسان نظام للحسابات. 6 تجربة النشر Stellar نمت لعدة سنوات إلى دولة معتدلة عدد مشغلي العقدة الكاملة الموثوقين بشكل معقول. ومع ذلك، كانت تكوينات العقد بحيث تكون الحيوية (وإن لم تكن كذلك). السلامة) تعتمد علينا، مؤسسة Stellar التنمية (قسد)؛ لو اختفت قوات الدفاع الذاتي فجأة، مشغلي العقدة الآخرين كان سيحتاج إلى التدخل وإزالتنا يدويًا من شرائح النصاب القانوني لاستمرار الشبكة. في حين أننا والعديد من الآخرين نريد تقليل الأهمية النظامية لقوات سوريا الديمقراطية، فقد حظي هذا الهدف بأولوية متزايدة بعد ذلك قام الباحثون [58] بقياس ونشر مركزية الشبكة دون التمييز بين المخاطر على السلامة حيوية. كان رد فعل عدد من المشغلين هو إجراء تعديلات التكوين النشطة، مما أدى في المقام الأول إلى زيادة حجم طائراتهم شرائح النصاب القانوني في محاولة لتخفيف أهمية قوات سوريا الديمقراطية؛ ومن المفارقات أن هذا أدى فقط إلى زيادة المخاطر على الحيوية. مشكلتان أدت إلى تفاقم الوضع. أولا شعبية تم استخدام أداة مراقبة Stellar التابعة لجهة خارجية [5] بشكل منهجي المبالغة في تقدير وقت تشغيل validator من خلال عدم التحقق فعليًا كان ذلك النواة النجمية يعمل؛ هذا يقود الناس إلى تضمين العقد غير الموثوقة في شرائح النصاب القانوني الخاصة بهم. ثانياً: خطأ في يُقصد بالنواة النجمية بمجرد انتقال validator إلى دفتر الأستاذ التالي، لم يساعد العقد المتبقية بشكل كافٍ في إكمال العقد السابقدفتر الأستاذ في حالة فقدان الرسائل. ونتيجة لذلك، شهدت الشبكة 67 دقيقة من التوقف وكانت مطلوبة التنسيق اليدوي بواسطة مسؤولي validator لإعادة التشغيل. والأسوأ من ذلك، أثناء محاولة إعادة تشغيل الشبكة، أدت عمليات إعادة التكوين السريعة المتزامنة على عقد متعددة في تكوين خاطئ جماعي سمح لبعض العقد بذلك تتباعد، مما يتطلب الإغلاق اليدوي لتلك العقد و إعادة تقديم المعاملات المقبولة أثناء الاختلاف. ولحسن الحظ، تم اكتشاف هذا الاختلاف وتصحيحه بسرعة ولم تحتوي على أي معاملات متضاربة، ولكن خطر فشل الشبكة في التمتع بتقاطع النصاب القانوني— الانقسام مع الاستمرار في قبول التضارب المحتمل المعاملات، وذلك ببساطة بسبب التكوين الخاطئ ملموسة جدا من هذا الحادث. أدت مراجعة هذه التجارب إلى استنتاجين رئيسيين والإجراءات التصحيحية المقابلة.مدفوعات عالمية سريعة وآمنة باستخدام Stellar SOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا حرجة 100% 51% 51% عالية 67% 51% متوسطة 67% 51% منخفض، 67% 51% 51% ... ... ... 51% ... 51% الشكل 6. التسلسل الهرمي لجودة المدقق. أعلى جودة العقد تتطلب الحد الأعلى وهو 100%، في حين يتم ضبط الجودة الأدنى على عتبة 67%. العقد داخل واحدة تتطلب المنظمة أغلبية بسيطة بنسبة 51٪. 6.1 تعقيد التكوين وهشاشته Stellar يعبر عن شرائح النصاب كمجموعات نصاب متداخلة تتكون من n إدخالات وعتبة k حيث توجد أي مجموعة من إدخالات k يشكل شريحة النصاب القانوني. كل من الإدخالات n هو إما validator مفتاح عام أو، بشكل متكرر، مجموعة نصاب أخرى. وعلى الرغم من مرونتنا وصغر حجمنا، فقد حققنا النصاب القانوني المتداخل أتاحت المجموعات في الوقت نفسه لمشغلي العقد مرونة كبيرة جدًا وقليلًا جدًا من التوجيه: كان من السهل كتابة ملفات غير آمنة (أو حتى لا معنى لها) التكوينات. معايير التجميع العقد إلى مجموعات، لتنظيم المجموعات الفرعية في تسلسل هرمي، و لاختيار العتبات كلها كانت غير واضحة بما فيه الكفاية وساهمت في الفشل التشغيلي. ولم يكن من الواضح ما إذا كان الأمر كذلك التعامل مع "المستوى" في التسلسل الهرمي المتداخل كمستوى ثقة، أو منظمة، أو كليهما؛ العديد من التكوينات في هذا المجال اختلطت هذه المفاهيم، بالإضافة إلى تحديد الخطورة أو عتبات لا معنى لها. ولذلك أضفنا آلية تكوين أبسط الذي يفصل بين جانبين من مجموعات النصاب المتداخلة: التجميع العقد معًا حسب المؤسسة، وتصنيف كل مؤسسة بتصنيف ثقة بسيط (منخفض، متوسط، مرتفع، أو حرجة). مطلوب من المنظمات ذات المستوى الأعلى وما فوق ذلك نشر أرشيف التاريخ. يقوم النظام الجديد بتجميع مجموعات النصاب المتداخلة التي يتم فيها تمثيل كل مؤسسة كـ تم تحديد عتبة 51%، ويتم تجميع المنظمات في مجموعات بحدود 67% أو 100% (حسب جودة المجموعة). كل مجموعة عبارة عن إدخال واحد في المجموعة التالية (الأعلى جودة)، كما هو موضح في الشكل 6. هذا النموذج المبسط يقلل من احتمالية التكوين الخاطئ، سواء من حيث الهيكل من المجموعات المتداخلة المركبة والعتبات المختارة كل مجموعة. 6.2 الكشف الاستباقي عن التكوين الخاطئ ثانياً، أدركنا أن اكتشاف سوء التشكيل الجماعي من خلال الانتظار لملاحظة آثاره السلبية قد فات الأوان. خاصة فيما يتعلق بالتكوينات الخاطئة التي يمكن أن تتباعد — أ وضع فشل أكثر خطورة من التوقف — احتياجات الشبكة لتكون قادرًا على اكتشاف التكوين الخاطئ على الفور حتى يتمكن المشغلون من التراجع عنه قبل حدوث أي اختلاف فعليًا. لتلبية هذه الحاجة، قمنا ببناء آلية في برنامج validator تعمل بشكل مستمر على جمع حالة التكوين الجماعية لجميع النظراء في الإغلاق المتعدي للعقدة وتكتشف احتمالية الاختلاف، أي الانفصال النصاب القانوني – ضمن هذا التكوين الجماعي. 6.2.1 التحقق من تقاطع النصاب القانوني على الرغم من أن جمع شرائح النصاب أمر سهل، إلا أن العثور على النصاب المنفصل فيما بينها يعد أمرًا صعبًا [62]. ومع ذلك، اعتمدنا مجموعة من الاستدلالات الخوارزمية وقواعد حذف الحالات اقترحه Lachowski [62] للتحقق من الحالات النموذجية من المشكلة عدة أوامر من حيث الحجم أسرع من تكلفة أسوأ الحالات. من الناحية العملية، الشبكة الحالية تكون عمليات الإغلاق الانتقالية لشريحة النصاب في حدود 20-30 العقد، وباستخدام تحسينات Lachowski، يتم التحقق عادةً في غضون ثوان على وحدة المعالجة المركزية واحدة. إذا دعت الحاجة لتعزيز الأداء، يمكننا موازاة البحث. 6.2.2 التحقق من التكوينات الخطرة يعد اكتشاف أن الشبكة تقبل النصاب القانوني المنفصل بمثابة خطوة في الاتجاه الصحيح، لكنه يشير إلى الخطر في وقت متأخر بشكل غير مريح لمثل هذه القضية الحرجة. من الناحية المثالية، نريد أن يتلقى مشغلو العقد تحذيرات عند التكوين الجماعي للشبكة يقترب فقط من حالة محفوفة بالمخاطر. ولذلك قمنا بتوسيع مدقق تقاطع النصاب القانوني للكشف عن حالة نسميها الحرجية: عندما يكون التيار التكوين الجماعي هو تكوين خاطئ واحد بعيدا عن دولة تقبل النصاب القانوني المنفصل. للكشف عن الأهمية، يقوم المدقق باستبدال تكوين كل مؤسسة بشكل متكرر بمحاكاة تكوين خاطئ لأسوأ الحالات إعادة تشغيل مدقق تقاطع النصاب الداخلي على النتيجة. في حالة وجود أي خطأ فادح في التكوين على بعد خطوة واحدة من الحالة الحالية، يصدر البرنامج تحذيرًا و تقارير المنظمة التي تشكل خطر التكوين الخاطئ. تمنح هذه التغييرات مجتمع المشغلين طبقتين من الإشعار والتوجيه للعزل ضد أسوأ الأشكال من سوء التكوين الجماعي

تقييم

لفهم مدى ملاءمة Stellar كدفعة عالمية و شبكة التداول، قمنا بتقييم حالة الشبكة العامة وأجرى تجارب مضبوطة على تجربة خاصة شبكة. ركزنا على الأسئلة التالية: • كيف تبدو طوبولوجيا شبكة الإنتاج؟ كم عدد الرسائل التي يتم بثها في المتوسط، و كيف يواجه SCP المهلات؟ • هل يظل زمن الاستجابة لتحديث الإجماع ودفتر الأستاذ مستقلاً عن عدد الحسابات؟SOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا لوخافا وآخرون. • كيف تتأثر فترات الاستجابة بزيادة (أ) المعاملات في الثانية (وبالتالي المعاملات في كل ثانية). دفتر الأستاذ)، و(ب) عدد العقد validator؟ • ما هي تكلفة تشغيل العقدة من حيث وحدة المعالجة المركزية، الذاكرة وعرض النطاق الترددي للشبكة؟ تتمتع شبكات الدفع بمعدلات معاملات منخفضة مقارنة إلى أنواع أخرى من النظام الموزع. الرائدة blockchains، Bitcoin وEthereum، تأكيد ما يصل إلى 15 معاملة في الثانية، أقل من Stellar. علاوة على ذلك، تستغرق هذه الأنظمة دقائق ساعة لتأكيد المعاملة بشكل آمن، لأن إثبات العمل يتطلب الانتظار حتى يتم تعدين عدة كتل. ال بلغ متوسط شبكة غير blockchain SWIFT 420 معاملة في الثانية فقط في يوم الذروة [14]. لذلك اخترنا لمقارنة قياساتنا مع هدف الـ 5 ثواني الفاصل الزمني دفتر الأستاذ، وهو هدف أكثر عدوانية. تظهر نتائجنا أن زمن الوصول أقل من هذا الحد بشكل مريح حتى مع العديد من التحسينات غير المنفذة لا تزال قيد التنفيذ. 7.1 المراسي تشمل الأصول الأكثر تداولًا من حيث الحجم العملة (على سبيل المثال، 3 دولارات أمريكية المرساة، 2 يوان صيني)، المرساة Bitcoin، والأمان المدعوم بالعقارات token [92]، والعملة داخل التطبيق [8]. المراسي المختلفة لها سياسات مختلفة. على سبيل المثال، مرساة واحدة بالدولار الأمريكي، Stronghold، يقوم بتعيين auth_reqired ويتطلب عملية معرفة عميلك (KYC) لكل حساب يحتفظ به الأصول. آخر، AnchorUSD، يتيح لأي شخص الاستلام والتداول الدولار الأمريكي (مما يجعل من الممكن حرفيًا إرسال 0.50 دولارًا إلى المكسيك في 5 ثواني برسوم قدرها 0.000001 دولار). ومع ذلك، مرساةUSD يتطلب KYC ورسومًا لشراء أو استرداد الدولار الأمريكي مع التحويلات البرقية التقليدية. في الفلبين حيث تعتبر اللوائح المصرفية أكثر مرونة فيما يتعلق بالمدفوعات الواردة، والعملات المعدنية يدعم صرف PHP من أي ماكينة صراف آلي [36]. بالإضافة إلى الأمان المذكور أعلاه token والعملة داخل التطبيق، هناك مجموعة من العملات غير token تتراوح من السندات التجارية [22] وأرصدة الكربون [85، 96] وأكثر الأصول الباطنية مثل token التحفيز التعاوني استعادة ملكية السيارة [35]. 7.2 شبكة عامة حتى كتابة هذه السطور، هناك 126 عقدة كاملة نشطة، 66 منها المشاركة في الإجماع من خلال التوقيع على رسائل التصويت. الشكل 7 (تم إنشاؤه بواسطة [5]) يصور الشبكة، مع وجود خط بينهما عقدتان إذا ظهرت إحداهما في شرائح النصاب القانوني للأخرى و أ خط أزرق غامق لإظهار الاعتماد ثنائي الاتجاه. في المركز عبارة عن مجموعة من 17 "المستوى الأول validators" بحكم الأمر الواقع يديرها SDF، وSatoshiPay، وLOBSTR، وCOINQVEST، وKeybase. قبل أربعة أشهر، قبل أحداث القسم السادس، هناك كانت هناك 15 عقدة ذات أهمية نظامية: 3 منها على ما يبدو منظمات من المستوى الأول والعديد من المفردات العشوائية. ال بدا الرسم البياني أيضًا أقل انتظامًا. ومن ثم، تظهر آلية التكوين الجديدة و/أو قرارات المشغل الأفضل للمساهمة في طوبولوجيا الشبكة الأكثر صحة. بدون موارد مالية كبيرة (والمساهمين المقابلين الشكل 7. خريطة شريحة النصاب القانوني الالتزامات)، كان من الصعب تعيين 5 الطبقة الأولى لكن المنظمات منذ البداية. وهذا يشير إلى النصاب القانوني تلعب الشرائح دورًا مفيدًا في تمهيد الشبكة: يمكن لأي شخص ذلك انضم بهدف أن تصبح لاعبًا مهمًا بسبب لا يوجد حراس على الاتفاق الزوجي. يوجد حاليًا أكثر من 3.3 مليون حساب في دفتر الأستاذ. انتهى خلال فترة 24 ساعة الأخيرة، بلغ متوسط Stellar 4.5 معاملة و 15.7 عملية في الثانية. مراجعة دفاتر الأستاذ الأخيرة، أكثر يبدو أن المعاملات لديها عملية واحدة، في حين أن كل عدد قليل دفاتر الأستاذ نرى المعاملات التي تحتوي على العديد من العمليات التي يبدو أنها تأتي من صانعي السوق الذين يديرون العروض. ال متوسط الأوقات لتحقيق الإجماع وتحديث دفتر الأستاذ كان 1061 مللي ثانية و 46 مللي ثانية على التوالي. وكانت النسب المئوية 99 2252 مللي ثانية و142 مللي ثانية (يعكس الأول مهلة مدتها ثانية واحدة في اختيار زعيم الترشيح). لاحظ أن أداء SCP هو معظمها مستقلة عن المعاملات في الثانية الواحدة، منذ SCP يوافق على hash من العديد من المعاملات بشكل تعسفي. من المرجح أن تنشأ الاختناقات من نشر المرشح المعاملات أثناء الترشيح والتنفيذ والمصادقة المعاملات، ودمج الدلاء. لم نحتاج بعد لموازاة معالجة المعاملات الخاصة بـ Stellar-core عبر عدة مراكز لوحدة المعالجة المركزية أو محركات الأقراص. قمنا أيضًا بتقييم عدد رسائل SCP التي يتم بثها على شبكة الإنتاج. في الحالة العادية مع واحد الزعيم المنتخب لترشيح قيمة، نتوقع سبعة منطقية الرسائل التي سيتم بثها: رسالتان للتصويت والقبول نوميبيان نيت، رسالتين للقبول والتأكيد بيان إعداد، رسالتين للقبول والتأكيد بيان الالتزام، وأخيرا، رسالة خارجية (تم إرساله بعد الالتزام بدفتر أستاذ جديد على القرص لمساعدة المتطرفين اللحاق). يجمع التنفيذ بين تأكيد الالتزام وإضفاء الطابع الخارجي على الرسائل كتحسين، لأنه كذلك من الآمن إضفاء الطابع الخارجي على القيمة بعد الالتزام بها. نقوم بعد ذلك بتحليل المقاييس المجمعة على الإنتاج Stellar validator. انتهى على مدار 68 ساعة، تم بث 1.3 رسالة في الثانية، بمتوسط 6-7 رسائل لكل دفتر. ونلاحظ أن المجموع

مدفوعات عالمية سريعة وآمنة باستخدام Stellar SOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا المئوي عدد المهلات الترشيح الاقتراع 75% 0 0 99% 1 0 ماكس 4 1 الشكل 8. المهلة لكل دفتر الأستاذ أكثر من 68 ساعة عدد الرسائل التي يتم بثها بواسطة validators أكبر، منذ عام بالإضافة إلى رسائل التصويت الموحد، يتم أيضًا بث العقد أي معاملات يتعلمون عنها. ويبين الشكل 8 المهلات التي يمر بها الإنتاج validator خلال فترة 68 ساعة. مهلة الترشيح هي وهو مقياس لمدى (عدم) فعالية وظيفة انتخاب القائد، في حين أن مهلة الاقتراع تعتمد بشكل كبير على الشبكة والتأخير المحتمل للرسائل. المهلات متسقة مع عدد الرسائل المرسلة: ستة رسائل في أفضل السيناريوهات، وسبع رسائل على الأقل إذا كانت هناك حاجة إلى جولة ترشيح إضافية. 7.3 التجارب الخاضعة للرقابة أجرينا تجارب مضبوطة في حاويات معبأة مثيلات Amazon EC2 c5d.9xlarge مع 72 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي، 900 جيجابايت من NVMe SSD و36 وحدة معالجة مركزية افتراضية. كل مثيل كان في نفس منطقة EC2 وكان لها عرض نطاق ترددي ثابت يبلغ 10 جيجابت في الثانية. استخدمنا SQLite كمتجر. (Stellar يدعم أيضًا PostgreSQL، ولكن هذا يحتوي على مهام غير متزامنة تضخ الضوضاء في القياسات.) يوفر Stellar استعلامًا مدمجًا في وقت التشغيل، وإنشاء التحميل، الذي يسمح بتوليد حمل اصطناعي على هدف محدد المعاملة/المعدل الثاني. على الرغم من أن Stellar يدعم العديد من ميزات التداول، مثل دفتر الطلبات ومسار الأصول المشتركة المدفوعات، ركزنا على المدفوعات البسيطة. يتكون تأكيد المعاملات من خطوات متعددة، لذلك نحن سجلت القياسات لكل مما يلي: • الترشيح: الوقت منذ الترشيح وحتى الإعداد الأول • الاقتراع: الوقت من الإعداد الأول إلى التأكيد ارتكبت الاقتراع • تحديث دفتر الأستاذ: حان الوقت لتطبيق القيمة المتفق عليها • عدد المعاملات: المعاملات المؤكدة لكل دفتر الأستاذ تم تعريف كل تجربة من تجاربنا من خلال ثلاث معلمات: عدد إدخالات الحساب في دفتر الأستاذ، ومبلغ التحميل (في شكل دفعات XLM) المقدمة في الثانية، وعدد validators. قمنا بتكوين كل validator لمعرفة المزيد عن كل validator (السيناريو الأسوأ بالنسبة إلى SCP)، مع تعيين شرائح النصاب القانوني على أي أغلبية بسيطة من العقد (بسبب زيادة عدد النصاب القانوني المختلفة). خط الأساس تم قياس تجربتنا الأساسية بـ Stellar بـ 100000 حساب، وأربعة validators، وتوليد التحميل معدل 100 معاملة / ثانية. لقد لاحظنا 507 معاملة لكل دفتر أستاذ في المتوسط، مع انحراف معياري قدره 49 (9.7%). لاحظ أنه لم يتم إسقاط أية معاملات؛ الطفيف 105 106 107 0 500 1000 1500 2000 الحسابات الكمون [مللي ثانية] تحديث دفتر الأستاذ الاقتراع الترشيح الشكل 9. الكمون مع زيادة عدد الحسابات يرجع التباين إلى قيود الجدولة الخاصة بمولد الحمل. لاحظنا أن عدد المعاملات لكل دفتر الأستاذ كان متسقًا مع معدل توليد التحميل لدينا، نظرًا لدفتر الأستاذ إغلاق كل 5 ثواني الترشيح والاقتراع وسجل الأستاذ أظهر التحديث متوسط زمن الوصول 82.53 مللي ثانية، 95.96 مللي ثانية، و 174.08 مللي ثانية، على التوالي. لاحظنا أن الكمون الترشيح النسبة المئوية 99 دائمًا أقل من 61 مللي ثانية، مع بعض الأحيان طفرات مدتها ثانية واحدة تقريبًا، تتوافق مع الخطوة الأولى في وظيفة المهلة لاختيار القائد. وبالنظر إلى الأداء الأساسي، نظرنا إلى التأثيرات من تغيير كل من معلمات إعداد الاختبار. الحسابات تشير البيانات الواردة في الشكل 9 إلى أن المقياس Stellar وكذلك عدد الحسابات يزيد. جيل الاختبار أصبحت الحسابات عملية طويلة، حيث أن إنشاء الدلو و لقد منعنا الدمج من ملء قاعدة البيانات ببساطة مع الحسابات مباشرة عبر SQL. ولذلك، أجرينا لدينا تجارب لما يصل إلى 50,000,000 حساب. في حين أن هناك الحد الأدنى من التأثير على الإجماع وزمن وصول تحديث دفتر الأستاذ، نلاحظ أن زيادة الحسابات تؤدي إلى زيادة في النفقات العامة دمج الدلاء، والتي تصبح أكبر. معدل المعاملة يؤثر معدل المعاملة على المبلغ حركة البث المتعدد بين validators، وعدد المعاملات المضمنة في كل دفتر أستاذ، وحجم المستوى الأعلى دلاء. لفهم آثار زيادة المعاملات التحميل، أجرينا تجربة على 100000 حساب و4 validators. ويبين الشكل 10 النمو البطيء في زمن الوصول المتفق عليه، بينما تم قضاء معظم الوقت في تحديث دفتر الأستاذ. ليس من المستغرب أنه مع زيادة حجم مجموعة المعاملات، فإنه يستغرق وقتًا أطول لربطه بقاعدة البيانات. ونلاحظ ذلك أيضا يعتمد زمن استجابة تحديث دفتر الأستاذ بشكل كبير على التنفيذ، ويتأثر باختيار قاعدة البيانات. عقد التحقق من الصحة لمعرفة كيفية زيادة عدد tierone validatorsيؤثر على الأداء، أجرينا التجارب مع 100000 حساب، و100 معاملة في الثانية، وعدد متفاوت من validators من 4 إلى 43. ظهرت جميع validators في جميع شرائح النصاب القانوني لـ validators؛ سوف شرائح النصاب أصغر لها تأثير أقل على الأداء.SOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا لوخافا وآخرون. 100 150 200 250 300 350 0 500 1000 1500 2000 تحميل [المعاملات/الثانية] الكمون [مللي ثانية] تحديث دفتر الأستاذ الاقتراع الترشيح الشكل 10. زمن الوصول مع زيادة حمل المعاملات 10 20 30 40 0 500 1000 1500 2000 المدققون الكمون [مللي ثانية] تحديث دفتر الأستاذ الاقتراع الترشيح الشكل 11. الكمون مع زيادة عدد العقد تغيير عدد عقد التحقق على الشبكة يؤثر أيضًا على عدد رسائل SCP المتبادلة عدد القيم المحتملة أثناء الترشيح. الشكل 11 يُظهر أن وقت الترشيح ينمو بمعدل صغير نسبيًا. وفي حين تشير البيانات إلى أن الاقتراع هو عنق الزجاجة، فإننا نعتقد أنه يمكن معالجة العديد من مشكلات التوسع من خلال التحسين شبكة Stellar المتراكبة لتحسين حركة مرور الشبكة. كما المتوقع، ظل زمن استجابة تحديث دفتر الأستاذ مستقلاً عن عدد العقد. سعر الإغلاق أخيرًا، أردنا قياس أداء Stellar الشامل من خلال قياس عدد مرات تأكيد دفاتر الأستاذ وما إذا كان Stellar يحقق هدفه البالغ 5 ثوانٍ دون إسقاط أي معاملات. لاحظنا إغلاق دفتر الأستاذ المتوسط مرات 5.03 ثانية و 5.10 ثانية و 5.15 ثانية مع زيادة الحساب الإدخالات ومعدل المعاملات وعدد العقد على التوالي. تشير النتائج إلى أن Stellar يمكنه إغلاق دفاتر الأستاذ باستمرار تحت حمولة عالية. 7.4 تشغيل validator إحدى الميزات المهمة لـ Stellar هي التكلفة المنخفضة تشغيل validator، حيث يجب تشغيل المراسي (أو التعاقد معها) validators لفرض النهاية. يقوم SDF بتشغيل 3 وحدات إنتاج validator، جميعها على مثيلات c5.large AWS، والتي تحتوي على مركزين، 4 غيغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي ووحدة المعالجة المركزية Intel (R) Xeon (R) Platinum 8124M معالجات بسرعة 3.00 جيجا هرتز. فحص استخدام الموارد على واحد من هذه الأجهزة، لاحظنا استخدام عملية Stellar حوالي 7% من وحدة المعالجة المركزية و300 ميجابايت من الذاكرة. من حيث حركة مرور الشبكة، مع 28 اتصالاً بالأقران وحجم النصاب القانوني من 34، كانت معدلات الدخول والخروج 2.78 ميجابت/ثانية و 2.56 ميجابت/ثانية، على التوالي. الأجهزة المطلوبة لتشغيل مثل هذا العملية غير مكلفة. في حالتنا، تبلغ التكلفة 0.054 دولارًا في الساعة أو حوالي 40 دولارًا في الشهر. 7.5 العمل المستقبلي تشير هذه التجارب إلى أن Stellar يمكنه بسهولة التوسع في طلب واحد أو أمرين بحجم يتجاوز استخدام الشبكة اليوم. لأن لقد كانت متطلبات الأداء متواضعة جدًا حتى الآن، Stellar يترك مجالًا للعديد من التحسينات المباشرة باستخدام تقنيات معروفة. على سبيل المثال، المعاملات وSCP يتم بث الرسائل بواسطة validators باستخدام فيضان ساذج بروتوكول، ولكن يجب أن يستخدم بشكل مثالي أكثر كفاءة وتنظيما البث المتعدد من نظير إلى نظير [30]. بالإضافة إلى ذلك، قاعدة بيانات ثقيلة يمكن تحسين وقت تحديث دفتر الأستاذ من خلال تقنيات التجميع والجلب المسبق القياسية.

خاتمة

المدفوعات الدولية باهظة الثمن وتستغرق أيامًا. الصندوق تمر الحضانة عبر مؤسسات مالية متعددة بما في ذلك البنوك المراسلة وخدمات تحويل الأموال. لأن كل قفزة يجب أن تكون موثوقة تماما، فمن الصعب على الجديد الداخلين للحصول على حصة في السوق والمنافسة. Stellar يظهر كيفية إرسال الأموال حول العالم بسعر رخيص في ثواني. ال الابتكار الرئيسي هو بروتوكول اتفاقية بيزنطية جديد مفتوح العضوية، SCP، الذي يعزز بنية نظير إلى نظير للشبكة المالية لتحقيق توافق عالمي في الآراء بموجب أ فرضية الإنترنت الجديدة. يتيح SCP لـ Stellar الالتزام ذريًا معاملات لا رجعة فيها عبر المشاركين التعسفيين الذين لا يعرفون أو يثقون ببعضهم البعض. وهذا بدوره يضمن للداخلين الجدد الوصول إلى نفس الأسواق القائمة اللاعبين، يجعلها آمنة للحصول على أفضل تبادل متاح أسعار حتى من صناع السوق غير موثوق بهم، وبشكل كبير يقلل من زمن الوصول للدفع. شكر وتقدير Stellar لن يكون حيث هو اليوم دون المبكر قيادة جويس كيم أو المساهمات الهائلة لـ سكوت فليكنشتاين وبارتيك نوفوتارسكي في البناء و الحفاظ على الأفق، وStellar SDK، والأجزاء الرئيسية الأخرى للنظام البيئي Stellar. ونشكر أيضًا كولتن بيرجيرون، هنري كوريجان جيبس، كانديس كيلي، كابيل ك. جاين، بوريس ريزنيكوف، جيريمي روبن، كريستيان رودر، إريك سوندرز، تورستن ستوبر، تومر ويلر، المراجعون المجهولون، و راعيتنا جوستين شيري على تعليقاتها المفيدة المسودات السابقة. إخلاء المسؤولية وكانت مساهمة البروفيسور مازيير في هذا المنشور بمثابة مستشار مدفوع الأجر، ولم تكن جزءًا منه واجبات أو مسؤوليات جامعة ستانفورد.

دفعات عالمية سريعة وآمنة باستخدام Stellar SOSP '19، 27-30 أكتوبر 2019، هانتسفيل، أونتاريو، كندا