Cosmos: сеть распределенных реестров
介绍
开源生态系统的共同成功, 去中心化的yle共享,公共加密货币已经 激发了人们对去中心化互联网协议的理解 可用于从根本上改善社会经济基础设施。 我们已经看到了专门的 blockchain 应用程序,例如 Bitcoin [1] ( 加密货币)、Zerocash [2](一种保护隐私的加密货币)以及 通用 smart contract 平台,例如 Ethereum [3], 以太坊虚拟的无数分布式应用程序 机器(EVM),例如 Augur(预测市场)和 TheDAO [4](投资俱乐部)。 然而,迄今为止,这些 blockchain 已经遭受了许多问题的困扰。 的缺点,包括其总体能源效率低下、贫穷或 绩效有限,治理机制不成熟。 扩大 Bitcoin 交易吞吐量的建议,例如 隔离见证 [5] 和 BitcoinNG [6],是垂直缩放 解决方案仍然受到单个物理容量的限制 机,以保证性能的完全可审核性。 闪电网络 [7] 可以帮助扩展 Bitcoin 交易
通过将一些交易完全从分类账中删除来增加交易量, 非常适合小额支付和隐私保护 支付轨道,但可能不适合更普遍的情况 扩展需求。 理想的解决方案是允许多个并行 blockchain 互操作,同时保留其安全属性。这有 事实证明,对于 proof-of-work 来说,即使不是不可能,也是很困难的。合并 例如,采矿可以确保父母的安全 链可以在子链上重用,但交易仍然必须 按顺序由每个节点进行验证,并合并挖掘 blockchain 如果 hashing 上的大部分功率都容易受到攻击 父级没有积极地对子级进行合并挖掘。学术评论 提供了替代的 blockchain 网络架构 其他背景,我们提供其他提案的摘要 以及它们在相关工作中的缺点。 在这里,我们介绍 Cosmos,一种新颖的 blockchain 网络架构 解决所有这些问题。 Cosmos 是一个由许多人组成的网络 独立的 blockchain,称为区域。这些区域的动力来自 Tendermint Core [8],提供高性能、 一致、安全的类似 PBFT 的共识引擎,其中严格的责任保证可以抑制恶意行为 演员。 Tendermint Core 的 BFT 共识算法非常适合 用于缩放 public proof-of-stake blockchains。 Cosmos 上的第一个区域称为 Cosmos 中心。 Cosmos Hub 是一种多资产 proof-of-stake 加密货币,具有简单的 使网络能够适应和适应的治理机制 升级。此外,Cosmos 集线器可以通过以下方式扩展: 连接其他区域。 Cosmos 网络的集线器和区域与 彼此通过 blockchain 间通信 (IBC) 协议, blockchains 的一种虚拟 UDP 或 TCP。代币可以是 安全、快速地从一个区域转移到另一个区域无需在区域之间交换流动性。相反, 所有区域间 token 传输均通过 Cosmos 中心,该中心 跟踪每个区域持有的 token 总量。的 集线器将每个区域与其他区域的故障隔离开来。因为 任何人都可以将新区域连接到 Cosmos 集线器,区域允许 为了与新的 blockchain 创新未来兼容。 在本节中,我们将描述 Tendermint 共识协议 以及用于构建应用程序的接口。了解更多 详情见附录。 在经典拜占庭容错 (BFT) 算法中,每个节点 具有相同的重量。在 Tendermint 中,节点具有非负数 投票权的大小以及投票赞成的节点 电源称为 validators。验证者参与 通过广播加密签名达成共识协议,或者 投票,就下一个区块达成一致。 验证者的投票权是在创世时决定的,或者是 由 blockchain 确定性地更改,具体取决于 应用程序。例如,在 proof-of-stake 应用程序中,例如 Cosmos Hub,投票权可以由 作为抵押品的 staking token 数量。 注:像 ⅔ 和 ⅓ 这样的分数是指总投票数的分数 功率,绝不是 validator 的总数,除非所有 validator 都 具有相同的权重。 >⅔表示“超过⅔”,≥⅓表示“至少 ⅓”。 Tendermint 是一个部分同步的 BFT 共识协议 源自 DLS 共识算法 [20]。嫩薄荷是
以其简单性、性能和分叉责任而闻名。 该协议需要一组已知的 validator,其中每个 validator 由其公钥识别。验证者试图 一次就一个区块达成共识,其中一个区块就是一个列表 的交易。对区块进行投票以达成共识 回合。每轮都有一位轮次领导者或提议者,他们 提出一个区块。然后 validator 分阶段投票决定是否 接受提议的区块或进入下一轮。的 一轮的提议者是从有序的中确定性地选择的 validator 列表,按其投票权比例。 此处描述了该协议的完整细节。 Tendermint 的安全性源自其对最佳拜占庭式的使用 通过绝对多数 (>⅔) 投票和锁定实现容错 机制。他们共同确保: ≥⅓ 投票权必须是拜占庭式的才会导致违反 安全,承诺两个以上的价值观。 如果任何一组 validator 曾经成功违反安全性,甚至 尝试这样做时,它们可以被协议识别。这个 包括对冲突区块的投票和广播 不公正的选票。 尽管有强有力的保证,Tendermint 仍提供卓越的服务 性能。在分布在 7 个节点的 64 个节点的基准测试中 数据中心遍布五大洲,位于商品云实例上, Tendermint 共识可以处理数千笔交易 其次,提交延迟约为一到两秒。 值得注意的是,每笔交易的性能远远超过一千笔 即使在恶劣的对抗条件下,第二个也能保持, validators 崩溃或广播恶意制作的投票。参见 详情请参见下图。

Tendermint 共识算法的一个主要好处是简化 轻客户端安全性,使其成为移动和 物联网用例。虽然 Bitcoin 轻客户端必须同步 区块头链,并找到拥有最多证明的区块头链 工作,Tendermint 轻客户端只需要跟上变化 到 validator 集,然后验证 >⅔ PreCommits 最新块来确定最新状态。 简洁的轻客户端证明还可以实现blockchain之间的交互 沟通。 Tendermint 有保护措施来防止某些 值得注意的攻击,例如远程无利害关系双花 和审查制度。这些在附录中进行了更全面的讨论。Tendermint 共识算法是在 名为 Tendermint Core 的程序。 Tendermint 核心是 与应用程序无关的“共识引擎”,可以改变任何 将确定性黑盒应用程序转化为分布式复制 blockchain。 Tendermint Core 连接到 blockchain 应用程序 通过应用程序区块链接口 (ABCI) [17]。因此,ABCI 允许 blockchain 应用程序在任何 语言,而不仅仅是达成共识的编程语言 引擎被写入。此外,ABCI 可以轻松地 交换任何现有 blockchain 堆栈的共识层。 我们用著名的加密货币Bitcoin进行类比。 Bitcoin 是每个节点维护的加密货币 blockchain 经过全面审核的未花费交易输出 (UTXO) 数据库。如果 有人想在 ABCI 之上创建一个类似 Bitcoin 的系统, Tendermint Core 将负责 节点之间共享区块和交易 建立规范/不可变的交易顺序( blockchain) 同时,ABCI 应用程序将负责 维护 UTXO 数据库 验证交易的加密签名 防止交易花费不存在的资金 允许客户端查询 UTXO 数据库 Tendermint 能够通过以下方式分解 blockchain 设计: 在应用程序进程和 共识过程。
Введение
Совокупный успех экосистемы с открытым исходным кодом, децентрализованный обмен данными и публичные криптовалюты вдохновило на понимание того, что децентрализованные интернет-протоколы могут быть использованы для радикального улучшения социально-экономической инфраструктуры. Мы видели специализированные приложения blockchain, такие как Bitcoin PH_0000 ( криптовалюта), Zerocash [2] (криптовалюта для конфиденциальности) и обобщенные платформы smart contract, такие как Ethereum [3], с бесчисленное количество распределенных приложений для Etherium Virtual Машина (PH_0007), такая как Augur (рынок прогнозов) и TheDAO. [4] (инвестиционный клуб). Однако на сегодняшний день эти blockchain пострадали от ряда недостатков, включая их общую энергетическую неэффективность, плохое или ограниченная производительность и незрелые механизмы управления. Предложения по масштабированию пропускной способности транзакций Bitcoin, например: Segregated-Witness [5] и BitcoinNG [6] — вертикальное масштабирование. решения, которые остаются ограниченными емкостью одного физического машина, чтобы обеспечить свойство полной проверяемости. Lightning Network [7] может помочь масштабировать транзакцию Bitcoin.
объем, полностью исключив некоторые транзакции из реестра, и хорошо подходит для микроплатежей и обеспечения конфиденциальности платежные рельсы, но могут не подойти для более универсальных потребности в масштабировании. Идеальным решением является решение, позволяющее нескольким параллельным blockchain взаимодействовать, сохраняя при этом свои свойства безопасности. Это имеет оказалось трудным, если не невозможным, с proof-of-work. Объединено например, майнинг позволяет выполнить работу по защите родительского цепочку для повторного использования в дочерней цепочке, но транзакции все равно должны быть проверяется по порядку каждым узлом и слитным майнингом blockchain уязвим для атаки, если большая часть hashing мощности на родитель не занимается активным слитным майнингом дочернего процесса. Академический обзор альтернативных сетевых архитектур blockchain предусмотрены для дополнительный контекст, и мы предоставляем краткое изложение других предложений и их недостатки в смежных работах. Здесь мы представляем Cosmos, новую сетевую архитектуру blockchain. который решает все эти проблемы. Cosmos — это сеть из многих независимые blockchain, называемые зонами. Зоны питаются от Tendermint Core [8], обеспечивающий высокую производительность, согласованный, безопасный механизм консенсуса, подобный PBFT, в котором строгая ответственность за действия гарантирует сдерживание поведения злоумышленников. актеры. Алгоритм консенсуса BFT Tendermint Core хорошо подходит для масштабирования общедоступных proof-of-stake blockchains. Первая зона на Cosmos называется Cosmos Hub. Cosmos Hub — это мультиактивная криптовалюта proof-of-stake с простой механизм управления, который позволяет сети адаптироваться и обновление. Кроме того, концентратор Cosmos можно расширить за счет подключение других зон. Хаб и зоны сети Cosmos обмениваются данными с друг с другом через протокол связи между blockchain (IBC), своего рода виртуальный UDP или TCP для blockchains. Токены могут быть безопасно и быстро переносить из одной зоны в другуюбез необходимости обмена ликвидности между зонами. Вместо этого, все межзональные передачи token проходят через концентратор Cosmos, который отслеживает общее количество token, находящихся в каждой зоне. концентратор изолирует каждую зону от сбоя других зон. Потому что любой может подключить новую зону к хабу Cosmos, зоны позволяют для будущей совместимости с новыми blockchain инновациями. В этом разделе мы описываем консенсусный протокол Tendermint. и интерфейс, используемый для создания приложений с его помощью. Для более подробности смотрите в приложении. В классических византийских отказоустойчивых алгоритмах (BFT) каждый узел имеет одинаковый вес. В Tendermint узлы имеют неотрицательное значение. количество голосов и узлы, которые имеют положительное голосование мощности называются validators. Валидаторы участвуют в протокол консенсуса путем трансляции криптографических подписей или голосов, чтобы согласовать следующий блок. Право голоса валидаторов определяется на этапе генезиса или детерминировано изменено blockchain, в зависимости от приложение. Например, в приложении proof-of-stake, таком как концентратор Cosmos, право голоса может определяться сумма staking tokens, переданная в качестве залога. ПРИМЕЧАНИЕ. Такие дроби, как ⅔ и ⅓, относятся к долям общего числа голосов. мощность, а не общее количество validator, если только не все validator. иметь равный вес. >⅔ означает «более ⅔», ≥⅓ означает «по крайней мере ⅓». Tendermint — это частично синхронный консенсусный протокол BFT. получено на основе алгоритма консенсуса DLS [20]. Тендерминт - это
отличается своей простотой, производительностью и ответственностью за форк. Протокол требует yxed известного набора validators, где каждый validator идентифицируется по открытому ключу. Валидаторы пытаются прийти к консенсусу по одному блоку за раз, где блок представляет собой список сделок. Голосование за консенсус по блоку продолжается в раунды. В каждом раунде есть лидер раунда или предлагающий, который предлагает блок. Затем validator поэтапно голосуют за то, будет ли принять предложенный блок или перейти к следующему раунду. предлагающий раунд выбирается детерминированно из заказанных список validators, пропорционально их голосу. Полная информация о протоколе описана здесь. Безопасность Tendermint основана на использовании оптимального византийского отказоустойчивость посредством голосования сверхбольшинством (>⅔) и блокировки механизм. Вместе они гарантируют, что: ≥⅓ голосов должно быть византийским, чтобы вызвать нарушение безопасность, где зафиксировано более двух значений. если какой-либо группе validator когда-либо удастся нарушить безопасность или даже попытки сделать это, они могут быть идентифицированы протоколом. Это включает в себя как голосование за составные блоки, так и трансляцию необоснованные голоса. Несмотря на свои серьезные гарантии, Tendermint обеспечивает исключительные производительность. В тестах 64 узла, распределенных по 7 центры обработки данных на 5 континентах, на обычных облачных экземплярах, Консенсус Tendermint может обрабатывать тысячи транзакций за во-вторых, с задержкой фиксации порядка одной-двух секунд. Примечательно, что производительность более тысячи транзакций в второе сохраняется даже в суровых противоборствующих условиях, при validator происходит сбой или трансляция злонамеренно созданных голосов. См. Подробности приведены на рисунке ниже.

Основное преимущество алгоритма консенсуса Tendermint — простота. легкая безопасность клиентов, что делает его идеальным кандидатом для мобильных и Варианты использования Интернета вещей. Хотя легкий клиент Bitcoin должен синхронизироваться цепочки заголовков блоков и найти тот, у которого больше всего доказательств работы, легким клиентам Tendermint нужно только идти в ногу с изменениями в набор validator, а затем проверьте >⅔ PreCommits в последний блок для определения последнего состояния. Краткие легкие доказательства клиента также позволяют использовать inter-blockchain общение. В Tendermint предусмотрены защитные меры для предотвращения определенных заметные атаки, такие как двойные траты на большие расстояния по принципу «ничего не поставлено на карту» и цензура. Более подробно они обсуждаются в приложении.Алгоритм консенсуса Tendermint реализован в программа под названием Tendermint Core. Tendermint Core — это независимый от приложения «механизм консенсуса», который может превратить любую детерминированное приложение «черный ящик» в распределенно реплицируемую blockchain. Tendermint Core подключается к blockchain приложениям через интерфейс блокчейна приложения (ABCI) [17]. Таким образом, ABCI позволяет программировать blockchain приложений в любом язык, а не только язык программирования, на котором существует консенсус engine. Кроме того, ABCI позволяет легко замените уровень консенсуса любого существующего стека blockchain. Проведем аналогию с известной криптовалютой Bitcoin. Bitcoin — это криптовалюта blockchain, в которой каждый узел поддерживает полностью проверенная база данных вывода неизрасходованных транзакций (UTXO). Если хотелось создать систему, подобную Bitcoin, поверх ABCI, Tendermint Core будет отвечать за Совместное использование блоков и транзакций между узлами Установление канонического/неизменяемого порядка транзакций ( blockchain) Между тем, приложение ABCI будет отвечать за Ведение базы данных UTXO Проверка криптографических подписей транзакций Предотвращение траты транзакций на несуществующие средства Разрешение клиентам запрашивать базу данных UTXO Tendermint может разложить дизайн blockchain по предлагая очень простой API между процессом приложения и процесс консенсуса.
Cosmos 架构
Cosmos 是一个独立并行 blockchain 的网络,它们是 每个都由经典的 BFT 共识算法提供支持,例如 嫩薄荷 1. 该网络中的第一个 blockchain 将是 Cosmos 中心。的 Cosmos 集线器通过一个连接到许多其他 blockchain(或区域) 新颖的blockchain间通信协议。 Cosmos 中心 跟踪众多 token 类型并记录总数 每个连接区域中的 token 数量。代币可以是 安全、快速地从一个区域转移到另一个区域 无需在区域之间进行液体交换,因为所有 区域间硬币转账通过 Cosmos 中心。 该架构解决了 blockchain 空间的许多问题 今天面临的问题,例如应用程序互操作性、可扩展性和 无缝升级能力。例如,从 Bitcoind 派生的区域, Go-Ethereum、CryptoNote、ZCash 或任何 blockchain 系统都可以 插入 Cosmos 集线器。这些区域允许 Cosmos 无限扩展以满足全球交易需求。区域还有 对于分布式交换来说,这是一个很棒的 yt,它将得到以下支持: 好吧。 Cosmos 不仅仅是一个分布式账本,而且 Cosmos Hub 不是一个有围墙的花园,也不是宇宙的中心。我们是 为分布式账本的开放网络设计协议 可以作为未来金融系统的新基础, 基于密码学原理、健全的经济学、共识 理论、透明度和问责制。 Cosmos 中心是 Cosmos 中的第一个公共 blockchain 网络,由 Tendermint 的 BFT 共识算法提供支持。的 Tendermint 开源项目诞生于 2014 年,旨在解决 Bitcoin 的工作量证明共识算法的速度、可扩展性和环境问题。通过使用和改进经过验证的
BFT 于 1988 年在 MIT 开发的算法 [20],Tendermint 团队是第一个概念性地演示 proof-of-stake 解决无利害关系问题的加密货币 遭受第一代 proof-of-stake 加密货币的困扰,例如 如 NXT 和 BitShares1.0。 如今,几乎所有 Bitcoin 移动钱包都使用可信服务器来 为他们提供交易验证。这是因为工作量证明需要在执行之前等待许多确认。 事务可以被视为不可逆转地提交。双花攻击已经在诸如 币库。 与其他 blockchain 共识系统不同,Tendermint 提供 即时且可证明安全的移动客户端支付验证。 由于 Tendermint 被设计为根本不会分叉,因此移动 钱包可以接收即时交易确认,这使得 无需信任且实用的支付在智能手机上成为现实。这个 对物联网应用具有重大影响,如 好吧。 Cosmos 中的验证者与 Bitcoin 矿工具有类似的角色,但是 而是使用加密签名进行投票。验证器是 负责提交的安全、专用机器 块。非 validator 可以委托其 staking token(称为 “atoms”)到任何 validator 以赚取部分区块费用和atom 奖励,但如果 委托 validator 被黑客攻击或违反协议。经证实的 Tendermint BFT 共识的安全保证以及抵押品 利益相关者的押金 –validators 和委托人 – 提供 节点和轻客户端的可证明、可量化的安全性。 分布式公共账本应该有一个章程和一个 治理体系。 Bitcoin 依赖于 Bitcoin 基金会并且挖矿来协调升级,但这是一个缓慢的过程。 Ethereum 硬分叉后分裂为 ETH 和 ETC 以解决 DAO 黑客攻击,很大程度上是因为没有事先的社会契约 也没有做出此类决定的机制。 Cosmos Hub 上的验证者和委托者可以投票 可以更改系统预设参数的建议 自动(例如区块gas limit),坐标升级,如 并对人类可读的宪法修正案进行投票 管理 Cosmos 中心的政策。宪法 允许利益相关者在以下问题上保持凝聚力: 盗窃和错误(例如TheDAO事件),允许更快和 更清晰的分辨率。 每个区域也可以有自己的宪法和治理 机制也是如此。例如,Cosmos 集线器可能有一个 强制中心不变性的宪法(无回滚, 保存 Cosmos Hub 节点实现的错误),同时 每个区域都可以设置自己的回滚策略。 通过实现不同政策区域之间的互操作性, Cosmos 网络为其用户提供最终的自由和潜力 未经许可的实验。 在这里,我们描述了一种去中心化和可扩展性的新颖模型。 Cosmos 是一个由许多 blockchain 组成的网络,由 嫩薄荷。虽然现有提案旨在创建“单一 blockchain”,全局交易排序总额为 Cosmos 允许许多 blockchain 彼此同时运行 同时保留互操作性。 在此基础上,Cosmos Hub 管理着许多独立的 blockchain 称为“区域”(有时称为“分片”,在 参考称为“分片”的数据库扩展技术)。
来自发布的区域的最近块提交的持续流 Hub 允许 Hub 跟上每个区域的状态。 同样,每个区域都与集线器的状态保持同步(但区域 除非间接通过 枢纽)。然后,信息包从一个 通过发布默克尔证明作为证据,将区域转移到另一个区域 信息已发送和接收。这种机制被称为 blockchain 间通信,简称 IBC。 任何区域本身都可以成为形成非循环图的中心, 但为了清楚起见,我们只描述简单的 只有一个集线器和许多非集线器的配置 区。 Cosmos 中心是托管多资产的 blockchain 分布式账本,其中 token 可以由个人用户持有或 由区域本身。这些 token 可以从一个区域移动 到另一个特殊的 IBC 数据包中,称为“硬币数据包”。枢纽是 负责保持总的全局不变性 跨区域的每个 token 的数量。 IBC 硬币包 交易必须由发送者、集线器和接收者提交 blockchains。由于 Cosmos Hub 充当整个系统的中央分类账 系统中,Hub 的安全至关重要。同时 每个区域都可以是 Tendermint blockchain,由 as 保护 少至 4 个(如果不需要 BFT 共识,甚至更少),Hub 必须由一组全球分散的 validator 来保证安全 可以承受最严重的攻击场景,例如 大陆网络分区或民族国家发起的攻击。 Cosmos 区域是一个独立的 blockchain,可交换 IBC 与 Hub 的消息。从 Hub 的角度来看,一个区域就是一个 多资产动态会员多重签名账户 可以使用 IBC 数据包发送和接收 tokens。就像一个 加密货币账户,一个区域不能传输超过 tokens 它有,但可以从拥有它们的其他人那里接收 token。 A区 可以被指定为一种或多种 token 类型的“源”, 授予其启动 token 电源的权力。 Cosmos 中心的原子可以由区域的 validator 质押 连接到集线器。虽然对这些区域进行双花攻击 将导致 Tendermint 的 forkaccountability 中的原子被削减,在该区域中,>⅔ 的投票权是 拜占庭可以提交无效状态。 Cosmos 集线器不 验证或执行在其他区域提交的交易,因此 用户有责任将 token 发送到他们信任的区域。 未来Cosmos Hub的治理体系可能会通过Hub 解决区域故障的改进建议。对于 例如,从某些(或所有)区域出站 token 传输可能会 被限制以允许区域紧急断路 (暂时停止 token 传输)当检测到攻击时。 现在我们看看中心和区域如何相互通信 其他。例如,如果有三个blockchain,“Zone1”,“Zone2”,

和“Hub”,我们希望“Zone1”生成一个数据包 “Zone2”穿过“Hub”。从一个数据包中移动一个数据包 blockchain 到另一个,一个证明被发布在接收链上。 该证明表明发送链发布了一个数据包 所谓的目的地。为了让接收链检查这个证明,它 必须能够跟上发送者的块头。这个 机制与侧链使用的机制类似,需要 两个相互作用的链通过 存在性数据报的双向流 (交易)。 IBC 协议自然可以使用两种类型来定义 交易:一个 IBCBlockCommitTx 交易,它允许 blockchain 向任何观察者证明其最新区块-hash, 和一个 IBCPacketTx 交易,它允许 blockchain 向任何观察者证明给定的数据包确实已发布 通过发送者的应用程序,通过对最近的 Merkle 证明 块-hash。 通过将 IBC 机制拆分为两个单独的事务,我们 允许接收链的原生费用市场机制 确定哪些数据包被提交(即确认),同时 允许发送链上完全自由地决定如何 允许许多出站数据包。 上例中,为了更新“Zone1”的块-hash 在“Hub”(或“Zone2”上的“Hub”)上,一个 IBCBlockCommitTx交易必须发布在“Hub”上,区块为hash “Zone1”(或在“Zone2”上,具有“Hub”的块hash)。 有关更多信息,请参阅 IBCBlockCommitTx 和 IBCPacketTx 关于两种 IBC 交易类型。 同样,Bitcoin 通过分布式更安全, 大规模复制的账本,我们可以使交易所不易受到 通过在 blockchain 上运行它来进行外部和内部黑客攻击。我们 称之为分布式交换。 加密货币社区所谓的去中心化 今天的交易所基于所谓的“原子跨链”(AXC)交易。通过 AXC 交易,两个用户 两条不同的链可以进行两笔转账交易 在两个分类账上一起承诺,或者根本没有承诺(即 原子地)。例如,两个用户可以用比特币交换以太币(或 两个不同分类账上的任意两个 token)使用 AXC 交易, 即使 Bitcoin 和 Ethereum 没有连接到每个 其他。在 AXC 交易上运行交易所的好处是 用户不需要互相信任或交易匹配 服务。缺点是双方都需要在线 交易发生。 另一种类型的去中心化交易所是大规模复制的 自行运行的分布式交换 blockchain。用户在 这种交易所可以提交限价订单并将其转为 计算机关闭,无需用户操作即可执行交易 在线。 blockchain 代表匹配并完成交易 交易者的。
Cosmos Архитектура
Cosmos — это сеть независимых параллельных blockchain, которые каждый из них основан на классических алгоритмах консенсуса BFT, таких как Тендерминт 1. Первым blockchain в этой сети будет концентратор Cosmos. Cosmos Хаб подключается ко многим другим blockchain (или зонам) через новый протокол связи между blockchain. Концентратор Cosmos отслеживает многочисленные типы token и ведет учет общего количества количество tokens в каждой подключенной зоне. Токены могут быть безопасно и быстро переносить из одной зоны в другую без необходимости обмена жидкостью между зонами, поскольку все межзональные переводы монет проходят через концентратор Cosmos. Эта архитектура решает многие проблемы, с которыми сталкивается пространство blockchain. сегодняшние проблемы, такие как совместимость приложений, масштабируемость и возможность бесшовной модернизации. Например, зоны, производные от Bitcoind, Go-Ethereum, CryptoNote, ZCash или любая другая система blockchain может быть подключен к концентратору Cosmos. Эти зоны позволяют Cosmos бесконечно масштабироваться для удовлетворения глобального спроса на транзакции. Зоны также отличный вариант для распределенного обмена, который будет поддерживаться как ну. Cosmos — это не просто один распределенный реестр, а Cosmos Хаб — это не огороженный сад и не центр вселенной. Мы разработка протокола для открытой сети распределенных реестров которые могут послужить новой основой для будущих финансовых систем, основанный на принципах криптографии, разумной экономики, консенсуса теория, прозрачность и подотчетность. Хаб Cosmos является первым общедоступным blockchain в PH_0005. Сеть, основанная на алгоритме консенсуса BFT Tendermint. Проект с открытым исходным кодом Tendermint родился в 2014 году для решения скорость, масштабируемость и экологические проблемы алгоритма консенсуса доказательства работы Bitcoin. Используя и совершенствуя проверенные
BFT алгоритмы, разработанные в Массачусетском технологическом институте в 1988 году [20], Tendermint команда была первой, кто концептуально продемонстрировал proof-of-stake криптовалюта, которая решает проблему «ничего на кону» пострадали от криптовалют proof-of-stake первого поколения, таких как как NXT и BitShares1.0. Сегодня практически все мобильные кошельки Bitcoin используют доверенные серверы для предоставить им проверку транзакции. Это связано с тем, что доказательство работы требует ожидания множества подтверждений, прежде чем транзакция может считаться необратимо совершенной. Атаки двойной траты уже были продемонстрированы на таких сервисах, как CoinBase. В отличие от других консенсусных систем blockchain, Tendermint предлагает Мгновенная и доказуемо безопасная проверка платежей мобильного клиента. Поскольку Tendermint вообще никогда не разветвляется, мобильные кошельки могут получать мгновенное подтверждение транзакции, что делает надежные и практичные платежи – реальность на смартфонах. Это имеет значительные последствия для приложений Интернета вещей, поскольку ну. Валидаторы в Cosmos выполняют аналогичную роль майнерам Bitcoin, но вместо этого используйте криптографические подписи для голосования. Валидаторы безопасные, выделенные машины, которые отвечают за совершение блоки. Лица, не validator, могут делегировать свои staking token (называемые «атомы») любому validator, чтобы заработать часть комиссий за блок и атом награды, но они подвергаются риску быть наказанными (урезанными), если делегат validator взломан или нарушает протокол. Проверенный гарантии безопасности консенсуса Tendermint BFT и сопутствующие депозит заинтересованных сторон – validator и делегаторов – обеспечивают доказуемая, количественная безопасность для узлов и легких клиентов. Распределенные публичные реестры должны иметь конституцию и система управления. Bitcoin опирается на Фонд Bitcoin имайнинг для координации обновлений, но это медленный процесс. Ethereum разделился на ETH и ETC после хард-форка по адресу Взлом DAO, в основном потому, что не было предварительного общественного договора. ни механизма принятия таких решений. Валидаторы и делегаты в хабе Cosmos могут голосовать за предложения, позволяющие изменить заданные параметры системы автоматически (например, лимит газа блока), координировать обновления, как а также голосовать по поправкам в удобочитаемую конституцию которые регулируют политику Cosmos Hub. Конституция позволяет обеспечить сплоченность заинтересованных сторон по таким вопросам, как кражи и ошибки (например, инцидент TheDAO), что позволяет быстрее и более чистое разрешение. Каждая зона также может иметь свою собственную конституцию и управление. механизм тоже. Например, концентратор Cosmos может иметь конституция, которая обеспечивает неизменность в Хабе (без откатов, за исключением ошибок реализации узла концентратора Cosmos), в то время как каждая зона может устанавливать свою собственную политику в отношении откатов. Обеспечивая совместимость между различными зонами политики, Сеть Cosmos предоставляет своим пользователям максимальную свободу и возможности для несанкционированные эксперименты. Здесь мы описываем новую модель децентрализации и масштабируемости. Cosmos — это сеть из множества blockchain, работающих на Мята. Хотя существующие предложения направлены на создание «единой blockchain» с общим заказом глобальных транзакций, Cosmos позволяет многим blockchain работать одновременно друг с другом сохраняя при этом совместимость. По сути, хаб Cosmos управляет множеством независимых blockchains, называемые «зонами» (иногда называемые «осколками», в ссылка на метод масштабирования базы данных, известный как «шардинг»).
Постоянный поток последних коммитов блоков из зон, опубликованных на Hub позволяет Hub отслеживать состояние каждой зоны. Аналогично, каждая зона следит за состоянием Хаба (но зоны не идти в ногу друг с другом, кроме как косвенно через Хаб). Пакеты информации затем передаются от одного зону другому, разместив доказательства Меркла в качестве доказательства того, что информация была отправлена и получена. Этот механизм называется связь между blockchain или сокращенно IBC. Любая из зон сама может быть хабом для формирования ациклического графа. но для ясности мы опишем только простое конфигурация, в которой есть только один концентратор и множество неконцентраторов зоны. Хаб Cosmos — это blockchain, на котором размещено несколько активов. распределенный реестр, в котором token могут храниться отдельными пользователями или по самим зонам. Эти token можно переместить из одной зоны. другому в специальном пакете IBC, называемом «пакет монет». Концентратор ответственный за сохранение глобальной инвариантности полной количество каждого token в зонах. IBC пачка монет транзакции должны быть зафиксированы отправителем, концентратором и получателем blockchainс.Поскольку Cosmos Hub действует как центральный реестр для всего системы, безопасность Хаба имеет первостепенное значение. Пока каждая зона может представлять собой Tendermint blockchain, защищенный всего 4 (или даже меньше, если консенсус BFT не требуется), Hub должен быть защищен глобально децентрализованным набором validator, который может противостоять самым серьезным сценариям атак, таким как раздел континентальной сети или атака, спонсируемая национальным государством. Зона Cosmos — это независимая зона blockchain, которая обменивается IBC. сообщения с помощью Hub. С точки зрения Хаба, зона — это учетная запись с несколькими подписями и динамическим членством, которая может отправлять и получать token, используя пакеты IBC. Как криптовалютный счет, зона не может перевести более tokens, чем он имеет, но может получать token от других, у которых они есть. Зона может быть обозначен как «источник» одного или нескольких типов token, предоставив ему возможность инзацировать этот источник token. Атомы Cosmos Hub могут быть застейканы validators зоны подключен к хабу. В то время как атаки двойного расходования на эти зоны приведет к разделению атомов с помощью системы подотчетности Tendermint, зоны, в которой > ⅔ голосов Византийский может совершить недействительное состояние. Концентратор Cosmos не поддерживает проверять или выполнять транзакции, совершенные в других зонах, поэтому ответственность пользователей отправлять token в зоны, которым они доверяют. В будущем система управления Cosmos Hub может пройти мимо Hub. предложения по улучшению, учитывающие сбои зон. Для например, исходящие переводы token из некоторых (или всех) зон могут регулироваться для обеспечения аварийного отключения зон (временная остановка передачи token) при обнаружении атаки. Теперь посмотрим, как Хаб и зоны общаются друг с другом. другое. Например, если есть три blockchain: «Зона1», «Зона2»,

и «Хаб», и мы хотим, чтобы «Зона 1» создавала пакет, предназначенный для «Зоны 2» через «Хаб». Чтобы переместить пакет из одного blockchain другому, доказательство отправляется в принимающую цепочку. Доказательство гласит, что передающая цепочка опубликовала пакет для предполагаемое место назначения. Чтобы принимающая цепочка могла проверить это доказательство, она должен быть в состоянии успевать за заголовками блоков отправителя. Это механизм аналогичен тому, который используется в сайдчейнах, что требует две взаимодействующие цепи, чтобы знать друг о друге через двунаправленный поток датаграмм подтверждения существования (транзакции). Протокол IBC естественным образом может быть разработан с использованием двух типов транзакции: транзакция IBCBlockCommitTx , которая позволяет blockchain, чтобы доказать любому наблюдателю свой последний блок - hash, и транзакция IBCPacketTx , которая позволяет blockchain доказать любому наблюдателю, что данный пакет действительно был опубликован приложением отправителя, через доказательство Меркла к недавнему блок-hash. Разделив механику IBC на две отдельные транзакции, мы позволить внутреннему рыночному механизму комиссий принимающей цепочки определить, какие пакеты будут зафиксированы (т.е. подтверждены), в то время как предоставляя полную свободу в цепочке отправки относительно того, как разрешено много исходящих пакетов. В приведенном выше примере для обновления блока hash «Zone1» на «Hub» (или «Hub» на «Zone2»), IBCBlockCommitTxтранзакция должна быть размещена на «Хабе» с блоком hash «Зона1» (или «Зона2» с блоком hash «Хаба»). Дополнительную информацию см. в IBCBlockCommitTx и IBCPacketTx. для двух типов транзакций IBC. Точно так же, как Bitcoin более безопасен, поскольку является распределенным, массово тиражируемый реестр, мы можем сделать биржи менее уязвимыми для внешние и внутренние хаки, запустив его на blockchain. Мы назовите это распределенным обменом. То, что криптовалютное сообщество называет децентрализованным сегодняшние обмены основаны на так называемых транзакциях «атомной кроссчейн» (AXC). При транзакции AXC два пользователя на две разные цепочки могут совершать две транзакции перевода, которые зафиксировано одновременно в обоих реестрах или не зафиксировано вообще (т. е. атомарно). Например, два пользователя могут обменять биткойны на эфир (или любые два token в двух разных реестрах) с использованием транзакций AXC, хотя Bitcoin и Ethereum не подключены друг к другу другое. Преимущество обмена транзакциями AXC заключается в что ни пользователям не нужно доверять друг другу, ни системе сопоставления сделок. сервис. Обратной стороной является то, что обе стороны должны быть онлайн для торговля произойдет. Другой тип децентрализованной биржи — это массово тиражируемая биржа. распределенный обмен, работающий самостоятельно blockchain. Пользователи на этот вид биржи может подать лимитный ордер и развернуть свои компьютер выключен, и сделка может выполняться без участия пользователя. онлайн. blockchain соответствует и завершает сделку от имени трейдера.
应用领域
中心化交易所可以创建深度限价订单簿 订单,从而吸引更多的交易者。流动性产生更多 交易所世界的流动性,因此有强大的网络 交换中的效应(或至少是赢家通吃的效应) 业务。当今加密货币交易所的当前领导者 Poloniex 的 24 小时交易量为 2000 万美元,位居第二的是 Bitynex 24 小时交易量为 500 万美元。鉴于如此强大的网络 影响,基于 AXC 的去中心化交易所不太可能 赢得中心化交易所的交易量。对于去中心化的 交易所要与中心化交易所竞争,需要 支持带有限价订单的深度订单簿。只有一个分布式 blockchain 上的交换可以提供这一点。 Tendermint 提供更快交易的额外好处 承诺。通过优先考虑快速性而不牺牲 一致性,Cosmos 中的区域可以快速分析事务 – 用于 交换订单交易以及 IBC token 转账至 以及来自其他区域的。 鉴于当今加密货币交易所的状况,一个伟大的 Cosmos 的应用程序是分布式交换(又名 Cosmos DEX)。交易吞吐能力以及 提交延迟可以与集中式的延迟相媲美 交流。交易者可以提交可以执行的限价订单 无需双方都在线。和 Tendermint 一起, Cosmos 中心和 IBC,交易者可以将资金转入和转出 与其他区域的快速交换。 特权区域可以充当桥接 token 的源 另一种加密货币。桥梁类似于关系 Cosmos 中心和区域之间;两者都必须跟上 另一个的最新区块,以验证 tokens 拥有的证据 从一个移动到另一个。 Cosmos 上的“桥接区” 网络与集线器以及其他设备保持同步
加密货币。通过桥接区的间接允许 中心的逻辑保持简单并且与其他人无关 blockchain 共识策略,例如 Bitcoin 的 proof-of-work 采矿。 每个桥区 validator 将运行由 Tendermint 驱动的 blockchain 具有特殊的 ABCI 桥接应用程序,而且也是一个全节点 “起源”blockchain。 当在原点开采新区块时,桥接区 validators 将通过签名就承诺区块达成一致 并分享他们各自对原产地 blockchain 的本地看法 小费。当桥接区域在来源处收到付款时(以及 已同意在本案中看到足够的确认 PoW 链(例如 Ethereum 或 Bitcoin),相应的 帐户是在桥接区域上用该余额创建的。 在 Ethereum 的情况下,桥接区域可以共享相同的 validator-设置为 Cosmos 集线器。在 Ethereum 一侧( 起源),桥接合约将允许以太币持有者发送以太币 通过将其发送到桥接合约来发送到桥接区 Ethereum。一旦桥接合约收到以太币, 除非有适当的 IBC 数据包,否则无法提取以太币 由桥接合同从桥接区接收。的 桥接合约跟踪桥接区域的 validator 集,其中 可能与 Cosmos 集线器的 validator 集相同。 在 Bitcoin 的情况下,概念类似,只不过不是 一个桥梁合约,每个 UTXO 将由 阈值多重签名 P2SH pubscript。由于限制 P2SH 系统中,签名者不能与 Cosmos 相同 轮毂 validator-套。桥接区域上的以太币(“桥接以太币”)可以转移到 并从中心,然后通过交易销毁 将其发送到 Ethereum 上的特定提款地址。 IBC 证明事务发生在桥接区域的数据包 可以发布到 Ethereum 桥接合约以允许以太币 被撤回。 在 Bitcoin 的情况下,受限脚本系统使其 很难反映 IBC 硬币转移机制。每个 UTXO 有自己独立的pubscript,因此每个 UTXO 必须是 当集合发生变化时迁移到新的 UTXO Bitcoin 托管签名者。一种解决方案是压缩并 根据需要解压 UTXO-set 以保留总数 UTXO 秒下降。 这种桥接合约的风险是流氓 validator 集。 ≥⅓ 拜占庭投票权可能会导致分叉,提取以太币 来自 Ethereum 的桥接合约,同时将桥接以太币保持在桥接区域。更糟糕的是,>⅔ 拜占庭投票权可以 从发送到桥接合约的人那里直接窃取以太币 偏离了桥接区的原始桥接逻辑。 可以通过设计桥梁来解决这些问题 完全负责。例如,来自集线器的所有 IBC 数据包和 起源,可能需要桥接区的确认 这样桥区的所有状态转换都可以 受到枢纽或始发地的有效挑战和验证 过桥合同。中心和来源应允许桥区 validators 发布抵押品,并且 token 转出 过渡合同应该被推迟(并且抵押品解绑 足够长的时间)以允许提出任何挑战 独立审计师。我们留下规格的设计和 该系统的实施作为未来开放 Cosmos
改进提案,由 Cosmos 中心通过 治理体系。 解决缩放问题是 Ethereum 的一个悬而未决的问题。 目前,Ethereum 节点处理每笔交易并 还存储所有状态。关联。 由于 Tendermint 提交区块的速度比 Ethereum 快得多 proof-of-work、EVM 由 Tendermint 共识支持的区域和 在桥接以太网上运行可以提供更高的性能 Ethereum blockchains。此外,虽然 Cosmos 集线器和 IBC 数据包机制不允许任意合约逻辑 执行本身,它可用于协调 token 运动 在不同区域运行的 Ethereum 合约之间, 为以 token 为中心的 Ethereum 扩展提供基础 分片。 Cosmos 区域运行任意应用程序逻辑,其定义为 该区域生命的开始,并且有可能更新 随着时间的推移,通过治理。这种灵活性允许 Cosmos 区域 充当其他加密货币的桥梁,例如 Ethereum 或 Bitcoin,并且它还允许这些 blockchain 的衍生物, 使用相同的代码库但具有不同的 validator 集并且 初始分布。这使得许多现有的加密货币 框架,例如 Ethereum、Zerocash、Bitcoin 的框架, CryptoNote 等,与 Tendermint Core 一起使用, 在公共网络上更高性能的共识引擎, 为跨领域的互操作性提供了巨大的机会 平台。此外,作为多资产 blockchain,单一资产 交易可能包含多个输入和输出,其中每个 输入可以是任何 token 类型,使 Cosmos 能够直接用作 去中心化交易平台,但假设有订单通过其他平台进行匹配。或者,区域可以服务 作为分布式容错交易所(带有订单簿), 可以是对现有集中式的严格改进 随着时间的推移,加密货币交易所往往会遭到黑客攻击。 区域还可以用作 blockchain 支持的企业版本 和政府系统,其中特定服务的各个部分 传统上由一个组织或一组组织运营 相反,它们作为 ABCI 应用程序在某个区域上运行, 让它继承大众的安全性和互操作性 Cosmos 网络而不牺牲对底层的控制 服务。因此,Cosmos 可能会提供两全其美的方案: 希望利用 blockchain 技术但谁是的组织 警惕将控制权完全交给分布式第三方 聚会。 一些人声称,有利于一致性的一个主要问题是 像 Tendermint 这样的共识算法是任何网络 分区导致不存在 >⅔ 的单个分区 投票权(例如≥⅓)将完全停止共识。 Cosmos 架构可以通过使用来帮助缓解这个问题 拥有区域自治区的全球中心,拥有投票权 每个区域都根据共同的地理分布 地区。例如,一个共同的范式可能适用于个人 城市或地区在共享资源的同时运营自己的区域 公共中心(例如 Cosmos 中心),使市政活动能够 在集线器由于临时网络而停止的情况下继续存在 分区。请注意,这允许真实的地质、政治和 设计鲁棒性时要考虑的网络拓扑特征 联合容错系统。
NameCoin 是第一个尝试解决这个问题的 blockchain 之一 通过调整 Bitcoin blockchain 来解决名称解析问题。 不幸的是,这种方法存在几个问题。 通过 Namecoin,我们可以验证,例如,@satoshi 是 在过去的某个时刻使用特定的公钥注册, 但我们不知道公钥是否已经被 最近更新,除非我们下载自上次以来的所有块 该名称的更新。这是由于 Bitcoin 的限制 UTXO 交易默克尔化模型,其中只有 交易(但不是可变的应用程序状态)是 Merkle 化的 进入块-hash。这让我们可以证明名称的存在,但不能证明名称的后续更新不存在。因此,我们无法得知 确定名称的最新值而不信任完整的 节点,或者通过下载产生大量带宽成本 整个blockchain。 即使在 NameCoin 中实现了 Merkle 化的搜索树, 它对 proof-of-work 的依赖使得轻客户端验证 有问题的。轻客户端必须下载完整的副本 整个 blockchain 中所有块的标头(或者至少是所有 自上次更新名称以来的标题)。这意味着 带宽需求随时间量线性变化 [21]。此外,proof-of-work blockchain 上的名称更改 需要等待额外的 proof-of-work 确认块, Bitcoin 上最多可能需要一个小时。 对于 Tendermint,我们只需要最新的区块 -hash 由 validator 的法定人数(通过投票权)和 Merkle 签署 证明与该名称关联的当前值。这使得 可以拥有一个简洁、快速、安全的轻客户端 名称值的验证。 在Cosmos中,我们可以采用这个概念并进一步扩展它。每个 Cosmos 中的名称注册区域可以有一个关联的顶级域 (TLD) 名称,例如“.com”或“.org”,并且每个名称-
注册区可以有自己的治理和注册 规则。
Приложения
Централизованная биржа может создать глубокую книгу заказов с лимитами. заказов и тем самым привлечь больше трейдеров. Ликвидность порождает больше ликвидность в биржевом мире, поэтому существует сильная сеть эффект (или, по крайней мере, эффект «победитель получает большую часть») при обмене бизнес. Текущий лидер криптовалютных бирж сегодня находится Poloniex с 24-часовым объемом $20 млн, а на втором месте находится Bitynex с 24-часовым объемом в 5 миллионов долларов. Учитывая такую сильную сеть эффектов, маловероятно, что децентрализованные биржи на базе AXC выиграть объем над централизованными биржами. Для децентрализованного биржа, чтобы конкурировать с централизованной биржей, ей потребуется для поддержки глубоких книг заказов с лимитными ордерами. Только распределенный обмен на blockchain может это обеспечить. Tendermint обеспечивает дополнительные преимущества более быстрой транзакции. совершает. Отдавая приоритет быстрой динамичности, не жертвуя при этом согласованность, зоны в Cosmos могут быстро анализировать транзакции – для как транзакции обменных заказов, так и переводы IBC token на и из других зон. Учитывая сегодняшнее состояние криптовалютных бирж, отличный приложение для Cosmos — это распределенный обмен (он же Cosmos DEX). Пропускная способность транзакций, а также задержка фиксации может быть сравнима с задержкой централизованного обмены. Трейдеры могут отправлять лимитные ордера, которые могут быть исполнены. без необходимости присутствия обеих сторон в сети. И с Тендерминтом, хаб Cosmos и IBC, трейдеры могут вводить и выводить средства быстрый обмен данными с другими зонами. Привилегированная зона может выступать в качестве источника мостового token еще одна криптовалюта. Мост похож на отношения между концентратором Cosmos и зоной; оба должны идти в ногу с последние блоки друг друга, чтобы проверить доказательства того, что tokens имеют перешел из одного в другой. «Мост-зона» на Cosmos. сеть не отстает от концентратора, а также от других
криптовалюта. Косвенное направление через зону моста позволяет логика Хаба должна оставаться простой и независимой от других blockchain консенсусные стратегии, такие как proof-of-work Bitcoin добыча полезных ископаемых. В каждой зоне моста validator будет работать сервер на базе Tendermint. blockchain со специальным мостовым приложением ABCI, а также с полным узлом «происхождение» blockchain. Когда в источнике добываются новые блоки, зона моста validators придут к соглашению о зафиксированных блоках, подписав и делятся своим местным мнением об источнике blockchain. совет. Когда мостовая зона получает платеж от источника (и было решено, что по делу были рассмотрены достаточные подтверждения цепочки PoW, например Ethereum или Bitcoin), соответствующий аккаунт создается в бридж-зоне с этим балансом. В случае Ethereum зона моста может использовать один и тот же validator — установлен как концентратор Cosmos. На стороне Ethereum ( origin), мостовой контракт позволит держателям эфира отправлять эфир в бридж-зону, отправив его в бридж-контракт на Ethereum. Как только эфир будет получен бридж-контрактом, эфир нельзя вывести, пока не будет получен соответствующий пакет IBC. полученные по бридж-контракту от бридж-зоны. Bridge-contract отслеживает набор validator зоны моста, который может быть идентичен набору validator концентратора Cosmos. В случае Bitcoin концепция аналогична, за исключением того, что вместо один мостовой контракт, каждый UTXO будет контролироваться пороговая мультиподпись P2SH. Из-за ограничений системе P2SH подписывающие стороны не могут быть идентичными Cosmos Ступица validator-комплект.Эфир в бридж-зоне («мостовой эфир») можно перевести на и из Хаба, а затем быть уничтожены с помощью транзакции, которая отправляет его на определенный адрес вывода средств Ethereum. IBC пакет, подтверждающий, что транзакция произошла в зоне моста может быть опубликован в мостовом контракте Ethereum, чтобы разрешить эфир быть отозванным. В случае Bitcoin система ограниченных сценариев делает это сложно отразить механизм перевода монет IBC. Каждый UTXO имеет свою собственную независимую публикацию, поэтому каждый UTXO должен быть перенесен на новый UTXO при изменении набора Bitcoin лица, подписавшие условное депонирование. Одним из решений является сжатие и распакуйте набор UTXO по мере необходимости, чтобы сохранить общее число из UTXOс не работает. Риск такого промежуточного контракта представляет собой мошеннический набор validator. ≥⅓ Византийское право голоса может вызвать форк, выводящий эфир из контракта о мосте на Ethereum, сохраняя при этом мост в зоне моста. Хуже того, более ⅔ византийского права голоса может украсть эфир начисто у тех, кто отправил его на бридж-контракт отклоняясь от исходной логики мостовой зоны. Решить эти проблемы можно, спроектировав мост так, чтобы он был полностью подотчетен. Например, все пакеты IBC от концентратора и происхождения, может потребоваться подтверждение со стороны мостовой зоны в таким образом, чтобы все переходы состояний мостовой зоны могли быть эффективно оспаривается и проверяется либо хабом, либо источником мост-контракт. Хаб и источник должны разрешить мостовой зоне validators размещать обеспечение, а token переводить из бридж-контракт должен быть отложен (и расторжение залога достаточно длительный период), чтобы можно было решать любые проблемы, независимые аудиторы. Мы оставляем дизайн спецификации и реализация этой системы открыта в будущем Cosmos
предложение по улучшению, которое должно быть принято Cosmos Hub система управления. Решение проблемы масштабирования является открытой проблемой для Ethereum. В настоящее время узлы Ethereum обрабатывают каждую транзакцию и также сохраните все состояния. связь. Поскольку Tendermint может фиксировать блоки намного быстрее, чем Ethereum Зоны proof-of-work, EVM, основанные на консенсусе Tendermint и работа на мостовом эфире может обеспечить более высокую производительность Ethereum blockchainс. Кроме того, хотя концентратор Cosmos и Механика пакетов IBC не допускает произвольной логики контракта исполнение как таковое, его можно использовать для координации token движений между Ethereum контрактами, работающими в разных зонах, обеспечивая основу для token-центричного Ethereum масштабирования с помощью шардинг. Зоны Cosmos выполняют произвольную логику приложения, которая определяется начало жизни зоны и потенциально может обновляться со временем правительством. Такая гибкость позволяет Cosmos зонам действовать как мосты к другим криптовалютам, таким как Ethereum или Bitcoin, а также допускает производные от этих blockchain, используя ту же кодовую базу, но с другим набором validator и первоначальное распространение. Это позволяет многим существующим криптовалютам фреймворки, такие как Ethereum, Zerocash, Bitcoin, CryptoNote и т. д. для использования с Tendermint Core, который механизм консенсуса с более высокой производительностью в общей сети, открывая огромные возможности для взаимодействия между платформы. Кроме того, в качестве мультиактива blockchain один транзакция может содержать несколько входов и выходов, где каждый ввод может быть любого типа token, что позволяет Cosmos служить непосредственно в качестве платформа для децентрализованного обмена, хотя заказы предполагаютсядля сопоставления через другие платформы. В качестве альтернативы зона может служить как распределенная отказоустойчивая биржа (с книгами заказов), которая может быть строгим улучшением по сравнению с существующими централизованными криптовалютные биржи, которые со временем часто подвергаются взлому. Зоны также могут служить blockchain версиями корпоративных и правительственные системы, где части конкретной услуги, которые традиционно управляются организацией или группой организаций вместо этого запускаются как приложение ABCI в определенной зоне, что позволяет ему унаследовать безопасность и совместимость общедоступных Cosmos сети, не жертвуя контролем над базовой сервис. Таким образом, Cosmos может предложить лучшее из обоих миров для организации, желающие использовать технологию blockchain, но которые опасаясь полностью передать контроль распределенной третьей стороне вечеринка. Некоторые утверждают, что основная проблема с обеспечением согласованности консенсусных алгоритмов, таких как Tendermint, заключается в том, что любая сеть раздел, из-за которого не существует ни одного раздела с размером >⅔ Количество голосов (например, выход из журнала ≥⅓) полностью остановит консенсус. Архитектура Cosmos может помочь смягчить эту проблему, используя глобальный центр с региональными автономными зонами, где право голоса для каждой зоны распределяются на основе общего географического регион. Например, общая парадигма может быть для отдельных города или регионы, чтобы управлять своими собственными зонами, разделяя при этом общий центр (например, Cosmos Hub), позволяющий муниципальной деятельности сохраняться в случае остановки хаба из-за временной неисправности сети перегородка. Обратите внимание, что это позволяет реальным геологическим, политическим и топологические особенности сети, которые следует учитывать при проектировании надежного федеративные отказоустойчивые системы.
NameCoin был одним из первых blockchain, попытавшихся решить проблема разрешения имен путем адаптации Bitcoin blockchain. К сожалению, при таком подходе возникло несколько проблем. С помощью Namecoin мы можем убедиться, что, например, @satoshi был зарегистрированный с определенным открытым ключом в какой-то момент в прошлом, но мы не будем знать, был ли с тех пор открытый ключ обновлено недавно, если мы не загрузим все блоки с момента последнего обновление этого имени. Это связано с ограничением Bitcoin UTXO транзакция Модель Мерклеизации, где только транзакции (но не изменяемое состояние приложения) являются меркловскими в блок-hash. Это позволяет нам доказать существование, а не несуществование более поздних обновлений имени. Таким образом, мы не можем знать, определить самое последнее значение имени, не доверяя полной узла или понести значительные затраты на пропускную способность из-за загрузки весь blockchain. Даже если бы в NameCoin было реализовано дерево поиска в стиле Меркла, его зависимость от proof-of-work упрощает проверку клиента проблематично. Легкие клиенты должны загрузить полную копию заголовки для всех блоков всего blockchain (или, по крайней мере, всех заголовки с момента последнего обновления имени). Это означает, что Требования к пропускной способности линейно масштабируются с течением времени [21]. Кроме того, имя меняется на proof-of-work blockchain. требует ожидания дополнительных блоков подтверждения proof-of-work, это может занять до часа на Bitcoin. В случае с Tendermint все, что нам нужно, это самый последний блок — hash. подписано кворумом в validators (по числу голосов) и членом Меркла подтверждение текущего значения, связанного с именем. Это делает это возможно иметь краткий, быстрый и безопасный легкий клиент проверка значений имени. В Cosmos мы можем взять эту концепцию и расширить ее. Каждый Зона регистрации имен в Cosmos может иметь связанное имя домена верхнего уровня (TLD), например «.com» или «.org», и каждое имя-
зона регистрации может иметь собственное управление и регистрацию правила.
治理与经济
虽然 Cosmos Hub 是一个多资产分布式账本,但 一个特殊的原生 token 称为原子。原子是唯一的 staking Cosmos 中心的 token。原子是持有者的许可证 投票、验证或委托给其他 validator。就像 Ethereum 的 以太,原子也可以用来支付交易费用 减少垃圾邮件。额外的信息原子和区块交易 费用奖励给 validator 和委托给的委托人 validators。 BurnAtomTx 交易可用于恢复任何 从储备池中按比例分配 token。 Genesis 上原子 tokens 和 validators 的初始分布 将捐给 Cosmos 筹款活动的捐助者 (75%),主要捐助者 (5%)、Cosmos 网络基金会 (10%) 和 ALL IN BITS, Inc (10%)。从创世开始,原子总数的 1/3 将 每年都会奖励给绑定的 validator 和委托人。 有关更多详细信息,请参阅 Cosmos 计划。 与 Bitcoin 或其他 proof-of-work blockchain 不同,Tendermint 由于 validator 的数量增加,blockchain 会变慢 通信复杂性。幸运的是,我们可以支持足够多的人 validators 打造强大的全球分布式 blockchain 具有非常快的交易确认时间和带宽,
存储和并行计算能力的增加,我们将能够 将来支持更多 validator。 在创世日,validator 的最大数量将设置为 100,并且这个数字将在10年内以13%的速度增长,并且 稳定在 300 validators。 尚未成为 validators 的 Atom 持有者可以通过以下方式成为 validators: 签署并提交 BondTx 交易。金额 作为抵押品提供的原子必须非零。任何人都可以成为 a validator 在任何时候,除非当前的大小 validator 设置大于 validator 的最大数量 允许。在这种情况下,交易仅在金额达到 原子数大于所持有的有效原子数 最小的 validator,其中有效原子包括委托原子。 当新的 validator 以这种方式替换现有的 validator 时, 现有的 validator 变得不活跃,所有原子和 委托原子进入脱键状态。 必须对 validator 处以任何处罚 有意或无意偏离制裁规定 协议。有些证据可以立即采纳,例如 在相同的高度和轮次处进行双重签名,或者违反 第 0 年:100 第一年:113 第二年:127 第三年:144 第四年:163 5 年:184 第六年:208 7 年:235 8 年:265 9 年:300 10 年:300 ...
“prevote-the-lock”(Tendermint 共识协议的规则)。 此类证据将导致 validator 失去良好信誉 及其键合原子以及 tokens 的比例份额 储备池——统称为“股份”——将被削减。 有时,由于区域原因,validators 将不可用 网络中断、电源故障或其他原因。如果,在任何 在过去的 ValidatorTimeoutWindow 块中,validator 的点 提交投票未包含在 blockchain 中超过 ValidatorTimeoutMaxAbsent 次,validator 将变为 不活动,并失去其 ValidatorTimeoutPenalty(默认 1%) 股份。 一些“恶意”行为不会产生明显可辨别的结果 blockchain 上的证据。在这些情况下,validator 可以 带外协调以强制这些恶意软件超时 validators,如果达成绝大多数共识。 在 Cosmos 集线器因 ≥⅓ 联盟而停止的情况下 投票权消失,或者在 ≥⅓ 联盟的情况下 投票权审查的恶意行为证据 进入blockchain,集线器必须通过硬分叉恢复 重组提案。 (链接至“分叉和审查攻击”)。 Cosmos 集线器 validators 可接受任何 token 类型或组合 作为处理交易的费用的类型。每个 validator 可以 主观设定想要的汇率,然后选择 无论它想要什么交易,只要 BlockGasLimit 是 没有超过。收取的费用减去下面指定的任何税费, 按比例重新分配给担保利益相关者 他们的键合原子,每个 ValidatorPayoutPeriod (默认 1 小时)。在收取的交易费用中,保留税(默认 2%)将 前往储备池增加储备池并 提高 Cosmos 网络的安全性和价值。这些 资金也可以根据决定进行分配 由治理体系制定。 将投票权委托给其他 validator 的 Atom 持有者 向受委托人 validator 支付佣金。委员会可以 由每个 validator 设置。 Cosmos 集线器的安全性取决于 底层 validator 以及委托人的委托选择。 为了鼓励发现并及早报告所发现的 漏洞,Cosmos 中心鼓励黑客发布 通过 ReportHackTx 交易成功利用该交易,该交易表示:“这 validator 被黑了。请将赏金发送至此地址”。之上 这样的漏洞,validator 和委托人将变得不活跃, 每个人的原子都会受到 HackPunishmentRatio(默认 5%) 削减,以及每个人原子的 HackRewardRatio(默认 5%) 将获得奖励至黑客的赏金地址。 validator 必须使用其备份密钥恢复剩余的原子。 为了防止该功能被滥用进行转账 未归属原子,已归属原子与未归属原子的部分 ReportHackTx 之前和之后的 validators 和委托人将 保持不变,黑客赏金将包括一些 未归属的原子,如果有的话。 Cosmos 中心由一个分布式组织运营,该组织 需要一个明确的治理机制 协调对 blockchain 的各种更改,例如变量
系统参数,以及软件升级和 宪法修正案。 所有 validator 负责对所有提案进行投票。未能 及时对提案进行投票将产生 validator 自动停用一段时间,称为 缺勤处罚期(默认 1 周)。 委托人自动继承被委托人的投票权 validator。该投票可能会被手动覆盖。未键合的原子 没有投票权。 每个提案都需要缴纳最低提案存款 (MinimumProposalDeposit) tokens,可以是一个或多个tokens的组合 包括原子。对于每项提案,选民可以投票通过 押金。如果超过半数选民选择投票 存款(例如,因为该提案是垃圾邮件),存款将转到 储备池,除了被燃烧的任何原子。 对于每项提案,选民可以对以下选项进行投票: 是啊 力挺 不 强行反对 弃权 绝对多数赞成票或 YeaWithForce 票(或反对票或反对票) NayWithForce 投票)需要提案被决定为 通过(或判定失败),但 1/3+ 可以否决多数 通过“强力”投票做出决定。当绝对多数被否决时, 每个人都会因失去 VetoPenaltyFeeBlocks 而受到惩罚 (默认 1 天的区块)价值的费用(税费除外) 不会受到影响),以及否决多数票的一方
决定将受到失去 VetoPenaltyAtoms 的额外惩罚 (默认 0.1%)其原子。 此处定义的任何参数都可以通过以下命令更改 传递 ParameterChangeProposal。 原子可以被注入,储备池资金可以用在 通过赏金提案。 所有其他提案,例如升级协议的提案, 将通过通用的 TextProposal 进行协调。 参见计划。 blockchain 共识有很多创新, 过去几年的可扩展性。本节提供了一个简短的 对选定的一些重要问题进行的调查。 存在恶意参与者的共识是一个问题 可以追溯到 20 世纪 80 年代初,当时 Leslie Lamport 创造了 短语“拜占庭错误”指的是任意进程行为 与“崩溃故障”相比,偏离了预期的行为, 其中一个进程简单地崩溃了。发现了早期的解决方案 对于有上限的同步网络消息延迟,尽管实际使用仅限于高度 受控环境,例如飞机控制器和 通过原子钟同步的数据中心。直到 90 年代末,实用拜占庭容错 (PBFT) [11] 作为有效的部分同步共识引入 算法能够容忍多达 ⅓ 的进程行为 任意地。 PBFT 成为标准算法,催生了许多 变体,包括 IBM 最近创建的一个变体,作为 他们对超级账本的贡献。 Tendermint 共识对 PBFT 的主要好处是 Tendermint 具有改进和简化的底层结构, 其中一些是采用 blockchain 范式的结果。 Tendermint 区块必须按顺序提交,这可以避免 与 PBFT 相关的复杂性和通信开销 视图更改。在 Cosmos 和许多加密货币中,没有 需要允许块 N+i(其中 i >= 1)提交,当块 N 本身还没有承诺。如果带宽是阻止 N 的原因 尚未在 Cosmos 区域中提交,那么使用它无济于事 N+i 块的带宽共享投票。如果网络分区或 ofzine节点是区块N没有提交的原因,那么 无论如何,N+i 都不会承诺。 此外,将交易分批放入区块允许 应用程序状态的常规 Merkle-hashing,而不是 与 PBFT 的检查点方案一样的定期摘要。这允许 为轻客户端提供更快的可证明事务提交,并且速度更快 blockchain 之间的通信。 Tendermint Core 还包括许多优化和功能 超出 PBFT 中指定的范围。例如, validators 提出的区块被分成几个部分,默克尔化, 并以改善广播的方式传播八卦 性能(请参阅 LibSwift [19] 以获取灵感)。还有,嫩薄荷 Core 不做任何关于点对点的假设
只要 P2P 网络存在,连接性和功能就一直存在 弱连接。 虽然不是第一次部署 proof-of-stake (PoS),但 BitShares1.0 [12] 为 PoS 的研究和采用做出了巨大贡献 blockchains,特别是那些被称为“委托”PoS 的。在 比特股,利益相关者选举“见证人”,负责排序 并提交交易,以及“代表”,负责 协调软件更新和参数更改。 BitShares2.0旨在实现高性能(100k tx/s,1s 延迟)在理想条件下,每个块由单个签名 签名者和交易 ynality 花费的时间比 块间隔。规范规范仍在开发中。 利益相关者可以删除或更换行为不端的证人 每日进行,但没有重要的证人或证据 Tendermint PoS 中的委托人被削减 成功的双花攻击的情况。 基于 Ripple 首创的方法,Stellar [13] 雷尼德 联邦拜占庭协议模型,其中的过程 参与共识并不构成yxed和全球性的 已知集。相反,每个流程节点都会策划一个或多个 “仲裁切片”,每个切片构成一组可信进程。一个 Stellar 中的“quorum”被定义为包含以下内容的一组节点: 集合中的每个节点至少有一个仲裁片,这样 可以达成协议。 Stellar 机制的安全性依赖于以下假设 任意两个法定人数的交集非空,而 节点的可用性至少需要其仲裁片之一 完全由正确的节点组成,在之间创建一个权衡 使用可能难以平衡的大或小的仲裁片 无需对信任强加重大假设。最终,节点必须以某种方式选择足够的仲裁片 具有足够的容错能力(或任何“完整节点”,其中 论文的大部分结果取决于),并且唯一的 提供了确保这种配置是分层的策略 类似于边界网关协议 (BGP),互联网上的顶级 ISP 使用它来建立全球路由表,并且 浏览器用来管理 TLS 证书;都臭名昭著 因为他们的不安全感。 Stellar 论文中对基于 Tendermint 的权益证明系统的批评通过所描述的 token 策略得到了缓解 这里,发出了一种称为原子的新类型 token 代表对未来部分费用和奖励的要求。的 那么,基于 Tendermint 的 proof-of-stake 的优势是它的相对优势 简单性,同时仍然提供充分且可证明的安全性 保证。 BitcoinNG 是对 Bitcoin 的拟议改进,允许 对于垂直可扩展性的形式,例如增加块大小, 不会产生通常相关的负面经济后果 有了这样的变化,比如不成比例的巨大影响 关于小矿工。这种改进是通过分离来实现的 交易广播中的领导者选举:领导者是第一名 由 proof-of-work 在“微块”中选出,然后能够 广播要提交的交易,直到出现新的微块 被发现。这降低了所需的带宽要求 赢得 PoW 竞赛,让小矿工更公平地竞争, 并允许交易更定期地由 最后一个矿工创建一个微块。 Casper [16] 是一种提议的 proof-of-stake 共识算法 Ethereum。其主要运作模式是“投注共识”。由 让 validators 迭代地押注他们认为会出现的区块
根据其他赌注投入 blockchain 到目前为止,他们已经看到,最终可以实现 ynality。关联。 这是 Casper 团队的一个活跃研究领域。的 挑战在于构建一个可以 被证明是一种进化稳定的策略。主要好处是 Casper 与 Tendermint 相比可能在于提供“可用性” 过度一致性”——共识不需要>⅔法定人数 投票权 – 可能以牺牲提交速度或 实施复杂度。 Interledger 协议 [14] 严格来说并不是一个可扩展性解决方案。它 提供不同账本之间的临时互操作 系统通过松散耦合的双边关系网络。 与闪电网络一样,ILP 的目的是促进 支付,但它特别关注不同领域的支付 账本类型,并将原子交易机制扩展到 不仅包括 hash-锁,还包括法定人数的公证人(称为 原子传输协议)。后一种机制用于 在账本间交易中强制执行原子性类似于 Tendermint 的轻客户端 SPV 机制,因此说明 ILP 和 Cosmos/IBC 之间的区别是有保证的,并且 下面提供。 1. ILP中连接器的公证人不支持会员资格 变化,并且不允许在之间进行灵活的权重 公证人。另一方面,IBC 是专门为 blockchains,其中 validators 可以有不同的权重,并且 成员资格可以在整个过程中发生变化 blockchain。 2. 与闪电网络一样,ILP中的付款接收方 必须在线才能将确认信息发送回发件人。在一个token 通过 IBC 传输,即接收器的 validator 集 blockchain 负责提供确认,而不是 接收用户。 3. 最显着的区别是 ILP 的连接器不是 对付款负责或保持权威状态, 而在 Cosmos 中,集线器的 validator 是 IBC token 的状态转移以及权限 每个区域持有的 token 数量(但不是 区域内每个账户持有的 tokens)。这是 允许安全不对称的根本性创新 将 tokens 从一个区域转移到另一个区域; ILP 的类似物 Cosmos 中的连接器是持久且高度安全的 blockchain 分类账,Cosmos 中心。 4. ILP 中的账本间支付需要有一个 交换订单簿,因为不存在非对称转移 硬币从一个分类账到另一个分类账,仅转移价值或 市场等价物。 侧链 [15] 是一种提议的用于扩展 Bitcoin 的机制 通过“双向挂钩”的替代 blockchain 网络 Bitcoin blockchain。 (双向挂钩相当于 桥接。在 Cosmos 中,我们说“桥接”以区别于市场挂钩)。侧链允许比特币有效地从 Bitcoin blockchain 到侧链和后面,并允许 侧链新功能的实验。正如在 Cosmos Hub、侧链和 Bitcoin 作为轻客户端 彼此之间,使用 SPV 证明来确定硬币何时应该被 转移到侧链并返回。当然,从 Bitcoin 开始 使用 proof-of-work,以 Bitcoin 为中心的侧链受到影响 从 proof-of-work 作为一个 共识机制。此外,这是一个 Bitcoin-最大化主义 本身不支持各种 token 的解决方案和
区域间网络拓扑如 Cosmos 那样。也就是说,核心 双向挂钩的机制原理上是一样的 受雇于 Cosmos 网络。 Ethereum 目前正在研究多种不同的策略 将 Ethereum blockchain 的状态分片以寻址 可扩展性需求。这些努力的目标是维持 当前 Ethereum 虚拟机提供的抽象层 跨越共享状态空间。多项研究工作正在 此时正在进行。 [18][22] Cosmos 和 Ethereum 2.0 Mauve [22] 具有不同的设计目标。 Cosmos 特别是关于 tokens。紫红色是关于缩放 一般计算。 Cosmos 未绑定到 EVM,因此即使不同的虚拟机也可以 互操作。 Cosmos 让区域创建者确定谁验证该区域 区。 任何人都可以在 Cosmos 中启动一个新区域(除非治理 另有决定)。 集线器隔离区域故障,因此全局 token 不变量是 保存下来。 闪电网络是提议的 token 传输网络 在 Bitcoin blockchain (以及其他公共 blockchains),实现多个数量级的改进 通过移动大部分交易来提高交易吞吐量 在共识账本之外进入所谓的“支付渠道”。这是通过链上加密货币脚本实现的,该脚本 使各方能够签订双边国家合同,其中 状态可以通过共享数字签名和合约来更新 可以通过将证据发布到 blockchain 来关闭,a 这种机制最早是通过跨链原子交换而普及的。由 与多方、参与者开放支付渠道 闪电网络可以成为路由的焦点 他人支付,形成全连接的支付通道 网络,代价是资金被束缚在支付渠道上。 虽然闪电网络也可以轻松地跨 多个独立的 blockchain 允许价值转移 通过交易市场,它不能被用来不对称地 将 token 从一个 blockchain 转移到另一个。主要收益 这里描述的 Cosmos 网络的目的是启用这种直接 token 转账。也就是说,我们期望支付渠道和 闪电网络将与我们一起被广泛采用 token 传输机制,出于节省成本和隐私的原因。 隔离见证是一个 Bitcoin 改进提案链接, 旨在将每块交易吞吐量提高 2 倍或 3 倍, 同时使新节点的块同步速度更快。 该解决方案的出色之处在于它如何在 Bitcoin 当前协议的限制并允许软分叉 升级(即使用旧版本软件的客户端将 升级后继续使用)。 Tendermint,成为新的 协议,没有设计限制,所以它有不同的缩放比例 优先事项。 Tendermint 主要使用 BFT 循环算法 基于加密签名而不是挖掘,这 简单地允许通过多个并行进行水平缩放 blockchains,而定期、更频繁的块提交允许 垂直缩放也是如此。
Управление и экономика
Хотя Cosmos Hub представляет собой распределенный реестр с несколькими активами, существует особый природный объект token, называемый атомом. Атомы — единственные staking token узла Cosmos. Атомы — это лицензия для владельца на голосуйте, подтверждайте или делегируйте полномочия другим validator. Нравится Ethereum эфира, атомы также можно использовать для оплаты комиссий за транзакции уменьшить спам. Дополнительные инзационные атомы и блочная транзакция гонорары вознаграждаются validator и делегаторов, делегирующих полномочия validatorс. Транзакция BurnAtomTx может использоваться для восстановления любого пропорциональная сумма tokens из резервного пула. Первоначальное распределение атомов tokens и validators в книге Бытия. пойдут донорам Cosmos Сбора средств (75%), ведущие доноры (5%), Cosmos Network Foundation (10%) и ALL IN BITS, Inc. (10%). Начиная с зарождения, 1/3 общего количества атомов будет будут вознаграждены связанным validator и делегатам каждый год. Дополнительные сведения см. в плане Cosmos. В отличие от Bitcoin или других proof-of-work blockchain, Tendermint blockchain становится медленнее при увеличении количества validator из-за увеличения сложность общения. К счастью, мы можем поддержать достаточно validators для создания надежного глобально распределенного blockchain с очень быстрым временем подтверждения транзакций и, что касается пропускной способности,
хранилища и увеличится мощность параллельных вычислений, мы сможем для поддержки большего количества validator в будущем. В день создания максимальное количество validator будет установлено равным 100, и это число будет увеличиваться со скоростью 13% в течение 10 лет, и расчет на уровне 300 validators. Владельцы атомов, которые еще этого не сделали, могут стать validators путем подписание и отправка транзакции BondTx . Сумма атомы, предоставленные в качестве залога, должны быть ненулевыми. Любой может стать validator в любое время, за исключением случаев, когда размер текущего Набор validator превышает максимальное количество validator. разрешено. В этом случае сделка действительна только в том случае, если сумма атомов больше, чем количество эффективных атомов, удерживаемых наименьший validator, где эффективные атомы включают делегированные атомы. Когда новый validator заменяет существующий validator таким образом, существующий validator становится неактивным, и все атомы и делегированные атомы переходят в состояние разъединения. На validators должен быть наложен какой-то штраф за любое умышленное или неумышленное отклонение от санкционированного протокол. Некоторые доказательства являются допустимыми сразу, например, двойной знак на одной и той же высоте и витке, либо нарушение Год 0: 100 Год 1: 113 Год 2: 127 Год 3: 144 Год 4: 163 Год 5: 184 Год 6: 208 Год 7: 235 Год 8: 265 Год 9: 300 10 год: 300 ...
«prevote-the-lock» (правило консенсусного протокола Tendermint). Подобные доказательства приведут к потере validator своей хорошей репутации. и его связанные атомы, а также его пропорциональную долю tokens в резервный пул, который в совокупности называется «долей», будет сокращен. Иногда validator будут недоступны либо из-за региональных сбои в сети, сбой питания или другие причины. Если в любой момент точка в прошлых блоках ValidatorTimeoutWindow , validator голосование за принятие не включено в blockchain более чем ValidatorTimeoutMaxAbsent раз, то validator станет неактивен и теряет ValidatorTimeoutPenalty (ПО УМОЛЧАНИЮ 1 %) ставка. Некоторые «злонамеренные» действия не приводят к явно различимым последствиям. доказательства по делу blockchain. В этих случаях validator могут координировать внеполосные действия, чтобы принудительно отключить эти вредоносные validators, если существует консенсус сверхбольшинства. В ситуациях, когда хаб Cosmos останавливается из-за коалиции ≥⅓ количество голосов теряется в журнале или в ситуациях, когда коалиция ≥⅓ Цензура голосов, свидетельствующая о злонамеренном поведении со стороны входя в blockchain, хаб должен восстановиться с помощью хард-форка реорг-предложение. (Ссылка на «Форки и цензурные атаки»). Cosmos Концентратор validators может принимать любой тип token или комбинацию типов в качестве комиссий за обработку транзакции. Каждый validator может субъективно установить любой обменный курс, который он хочет, и выбрать любые транзакции, которые он хочет, при условии, что BlockGasLimit не превышен. Собранные сборы за вычетом любых налогов, указанных ниже, перераспределяются среди связанных стейкхолдеров пропорционально их связанные атомы, каждый ValidatorPayoutPeriod (ПО УМОЛЧАНИЮ 1 час).Из собранной комиссии за транзакцию ReserveTax (ПО УМОЛЧАНИЮ 2%) будет идите к резервному пулу, чтобы увеличить резервный пул и повысить безопасность и ценность сети Cosmos. Эти средства также могут распределяться в соответствии с решениями производится системой управления. Владельцы атомов, которые делегируют свое право голоса другим validator. выплатить комиссию делегированному validator. Комиссия может устанавливается каждым validator. Безопасность хаба Cosmos является функцией безопасности лежащие в основе validators и выбор делегирования делегирующими лицами. Чтобы стимулировать обнаружение и раннее сообщение о найденных уязвимостей, хаб Cosmos призывает хакеров публиковать успешные эксплойты через транзакцию ReportHackTx , в которой говорится: «Этот validator был взломан. Пожалуйста, пришлите награду на этот адрес». После такой эксплойт, validator и делегаторы станут неактивными, HackPunishmentRatio (по умолчанию 5%) всех атомов получит сокращено, а HackRewardRatio (по умолчанию 5%) всех атомов получит вознаграждение на баунти-адрес хакера. validator должен восстановить оставшиеся атомы, используя их резервный ключ. Чтобы предотвратить злоупотребление этой функцией для передачи неинвестированные атомы, доля наделенных и неинвестированных атомов validators и делегаторы до и после ReportHackTx будут останется прежним, а награда за хакера будет включать в себя некоторые нераспределенные атомы, если таковые имеются. Хаб Cosmos управляется распределенной организацией, которая требует хорошо продуманного механизма управления, чтобы координировать различные изменения в blockchain, например переменную
параметры системы, а также обновления программного обеспечения и конституционные поправки. Все validator несут ответственность за голосование по всем предложениям. Не удалось Своевременное голосование по предложению приведет к validator автоматически деактивируется на период времени, называемый Прогул на штрафной период (ПО УМОЛЧАНИЮ 1 неделя). Делегаторы автоматически наследуют голоса делегированных validator. Это голосование может быть отменено вручную. Несвязанные атомы не получить голоса. Для каждого предложения требуется внести депозит в размере MinimumProposalDeposit. token, которые могут представлять собой комбинацию одного или нескольких token. включая атомы. По каждому предложению избиратели могут проголосовать за принятие депозит. Если более половины избирателей выберут депозит (например, потому что предложение было спамом), депозит переходит на резервный пул, за исключением сгоревших атомов. По каждому предложению избиратели могут голосовать следующими вариантами: Да ДаСфорс Нет NayWithForce Воздерживаться Строгое большинство голосов за или YeaWithForce (или против, или голосов NayWithForce) требуется для того, чтобы предложение было принято как принято (или решено как проваленное), но 1/3+ могут наложить вето на большинство решение путем голосования «принудительным». Когда строгое большинство накладывает вето, все будут наказаны потерей VetoPenaltyFeeBlocks (ПО УМОЛЧАНИЮ блоков за 1 день) стоимость сборов (кроме налогов которая не будет затронута), и партия, наложившая вето на большинство
решение будет дополнительно наказано потерей VetoPenaltyAtoms (ПО УМОЛЧАНИЮ 0,1%) его атомов. Любой из определенных здесь параметров можно изменить с помощью передача ParameterChangeProposal. Атомы можно интегрировать и резервировать средства пула, потраченные с помощью принятие BountyProposal. Все остальные предложения, такие как предложение по обновлению протокола, будет координироваться с помощью общего TextProposal . См. План. В консенсусе blockchain было много нововведений и масштабируемость за последние пару лет. В этом разделе представлено краткое обзор избранного числа важных из них. Консенсус в присутствии злонамеренных участников является проблемой восходит к началу 1980-х годов, когда Лесли Лэмпорт придумал фраза «Византийская ошибка» относится к произвольному поведению процесса, которое отклоняется от запланированного поведения, в отличие от «аварии», при этом процесс просто аварийно завершает работу. Были обнаружены ранние решения для синхронных сетей, где существует верхняя границазадержка сообщения, хотя практическое использование было ограничено высокой контролируемые среды, такие как диспетчеры самолетов и центры обработки данных синхронизируются с помощью атомных часов. Так было до тех пор, пока В конце 90-х годов «Практическая византийская отказоустойчивость» (PBFT) PH_0000 была представлен как эффективный частично синхронный консенсус алгоритм, способный выдерживать поведение до ⅓ процессов произвольно. PBFT стал стандартным алгоритмом, породив множество вариации, включая самый последний, созданный IBM в рамках их вклад в Hyperledger. Основное преимущество консенсуса Tendermint по сравнению с PBFT заключается в том, что Tendermint имеет улучшенную и упрощенную базовую структуру. некоторые из них являются результатом принятия парадигмы blockchain. Блоки Tendermint должны фиксироваться по порядку, что позволяет избежать сложность и накладные расходы на связь, связанные с PBFT просмотр-изменения. В Cosmos и многих криптовалютах нет необходимо разрешить блок N+i, где i >= 1, для фиксации, когда блок N сама еще не взяла на себя обязательства. Если пропускная способность является причиной блокировки N не совершил коммит в зоне Cosmos, то использование не поможет голосование за разделение полосы пропускания для блоков N+i. Если сетевой раздел или узлы журнала являются причиной того, что блок N не зафиксировался, тогда Н+я в любом случае не буду брать на себя обязательства. Кроме того, группировка транзакций в блоки позволяет регулярное Merkle-hash состояние приложения, а не периодические дайджесты, как в схеме контрольных точек PBFT. Это позволяет для более быстрого и доказуемого подтверждения транзакций для легких клиентов и более быстрого меж-blockchain связь. Tendermint Core также включает в себя множество оптимизаций и функций. которые выходят за рамки того, что указано в PBFT. Например, блоки, предложенные validators, разделены на части, Меркле-изированы, и сплетничали таким образом, чтобы улучшить вещание производительность (для вдохновения см. LibSwift [19]). А еще Тендерминт Core не делает никаких предположений о двухточечном соединении.
возможность подключения и работает до тех пор, пока работает P2P-сеть. слабо связан. Хотя BitShares1.0 [12] не является первым развертыванием proof-of-stake (PoS), внес значительный вклад в исследование и внедрение PoS blockchain, особенно те, которые известны как «делегированные» PoS. В BitShares, заинтересованные стороны выбирают «свидетелей», ответственных за оформление заказа и совершение транзакций, а также «делегаты», ответственные за координация обновлений программного обеспечения и изменений параметров. BitShares2.0 нацелен на достижение высокой производительности (100 тыс. транзакций в секунду, 1 с). задержка) в идеальных условиях, когда каждый блок подписан одним подписывающему лицу, а качество транзакции занимает немного больше времени, чем интервал блока. Каноническая спецификация все еще находится в разработке. Заинтересованные стороны могут удалить или заменить свидетелей, плохо себя ведущих ежедневно, но нет существенного залога в виде свидетелей или делегаты по подобию Tendermint PoS, которые врезаются в случае успешной атаки двойной траты. Опираясь на подход, впервые предложенный Ripple, Stellar [13] Рейнед модель Федеративного Византийского соглашения, в которой процессы участие в консенсусе не представляют собой фиксированного и глобального известный набор. Скорее, каждый узел процесса курирует один или несколько «куски кворума», каждый из которых представляет собой набор доверенных процессов. А «Кворум» в Stellar определяется как набор узлов, содержащих хотя бы один срез кворума для каждого узла в наборе, такой, что соглашение может быть достигнуто. Безопасность механизма Stellar основана на предположении что пересечение любых двух кворумов непусто, а доступность узла требует, чтобы хотя бы один из его срезов кворума был полностью состоять из правильных узлов, создавая компромисс между использование больших или малых фрагментов кворума, которые может быть сложно сбалансировать без навязывания существенных предположений о доверии. В конечном счете,узлы должны каким-то образом выбрать адекватные фрагменты кворума, чтобы иметь достаточную отказоустойчивость (или вообще любые «неповреждённые узлы», из которых от этого зависит большая часть результатов статьи), и единственное предоставленная стратегия обеспечения иерархичности такой конфигурации и похож на протокол пограничного шлюза (BGP), используемый интернет-провайдерами высшего уровня для создания глобальных таблиц маршрутизации, а также который используется браузерами для управления сертификатами TLS; оба печально известные из-за их неуверенности. Критика в статье Stellar систем доказательства доли на основе Tendermint смягчается описанной стратегией token. здесь выдается новый тип token, называемый атомом, который представляют собой претензии на будущие части гонораров и вознаграждений. Таким образом, преимущество proof-of-stake на основе Tendermint является его относительным простота, но при этом обеспечивает достаточную и доказуемую безопасность гарантии. BitcoinNG — это предлагаемое улучшение Bitcoin, которое позволит для форм вертикальной масштабируемости, таких как увеличение размера блока, без негативных экономических последствий, обычно связанных с с таким изменением, таким как непропорционально большое влияние на мелких майнерах. Это улучшение достигается за счет разделения выборы лидера из трансляции транзакций: лидеры впервые избранный proof-of-work в «микроблоках», а затем имеющий возможность широковещательные транзакции, которые будут зафиксированы до появления нового микроблока найден. Это снижает требования к полосе пропускания, необходимые для выиграть гонку PoW, что позволит мелким майнерам более честно конкурировать, и разрешить более регулярное совершение транзакций со стороны последний майнер, нашедший микроблок. Casper [16] — это предложенный алгоритм консенсуса proof-of-stake для Ethereum. Его основной режим работы – «консенсус за ставкой». Автор позволяя validators итеративно делать ставки на то, какой блок, по их мнению, будет
стать приверженцем blockchain на основании других ставок что они видели до сих пор, инальность может быть достигнута в конечном итоге. связь. Это активная область исследований команды Casper. Задача состоит в создании механизма ставок, который можно было бы оказалась эволюционно стабильной стратегией. Основная польза от Casper по сравнению с Tendermint может предлагать «доступность» чрезмерная последовательность» – для достижения консенсуса не требуется кворум >⅔ количество голосов – возможно, за счет скорости принятия решений или сложность реализации. Протокол Interledger [14] не является строго решением масштабируемости. Это обеспечивает специальное взаимодействие между различными реестрами системы через слабосвязанную сеть двусторонних отношений. Как и в случае с Lightning Network, цель ILP – облегчить платежи, но он специально фокусируется на платежах по разным типы реестров и расширяет механизм атомарных транзакций для включать не только hash-замки, но и кворум нотариусов (так называемый «Атомный транспортный протокол»). Последний механизм для обеспечение атомарности в транзакциях между реестрами аналогично Механизм SPV легкого клиента Tendermint, поэтому иллюстрация различие между ILP и Cosmos/IBC гарантировано, и представлено ниже. 1. Нотариусы коннектора в ILP не поддерживают членство изменения и не допускают гибкого взвешивания между нотариусы. С другой стороны, IBC разработан специально для blockchains, где validators могут иметь разные веса, и где членство может меняться в течение blockchain. 2. Как и в Lightning Network, получатель платежа в ILP должен быть онлайн, чтобы отправить подтверждение отправителю. Вtoken передача через IBC, набор validator получателя За предоставление подтверждения отвечает blockchain, а не принимающий пользователь. 3. Самое поразительное отличие заключается в том, что разъемы ILP не ответственное или авторитетное государство в отношении платежей, тогда как в Cosmos validator концентратора являются полномочиями состояние IBC token передается, а также полномочия количество tokens, удерживаемое каждой зоной (но не количество tokens принадлежат каждой учетной записи в зоне). Это фундаментальная инновация, позволяющая обеспечить безопасную асимметричную перенос tokens из зоны в зону; аналог ILP соединитель в Cosmos — это постоянный и максимально безопасный blockchain реестр, концентратор Cosmos. 4. Платежи между реестрами в рамках ILP должны быть подкреплены биржевой стакан заявок, так как нет асимметричной передачи монеты из одного реестра в другой, только передача стоимости или рыночные эквиваленты. Сайдчейны [15] — это предлагаемый механизм масштабирования Bitcoin. сеть через альтернативные blockchain, которые «двусторонне привязаны» к Bitcoin blockchain. (Двусторонняя привязка эквивалентна мост. В Cosmos мы говорим «мост», чтобы отличить его от рыночной привязки). Сайдчейны позволяют биткойнам эффективно перемещаться из Bitcoin blockchain в сайдчейн и обратно, а также разрешить экспериментирование с новыми функциями сайдчейна. Как и в Cosmos Хаб, сайдчейн и Bitcoin служат лёгкими клиентами друг друга, используя доказательства SPV, чтобы определить, когда монеты должны быть переносится в сайдчейн и обратно. Конечно, поскольку Bitcoin использует proof-of-work, страдают сайдчейны, сосредоточенные вокруг Bitcoin. от многих проблем и рисков proof-of-work как механизм консенсуса. Кроме того, это Bitcoin-максималист решение, которое изначально не поддерживает различные token и
топология межзоновой сети, как это делает Cosmos. Тем не менее, ядро механизм двусторонней привязки в принципе такой же, как и у работает в сети Cosmos. Ethereum в настоящее время исследует ряд различных стратегий. сегментировать состояние Ethereum blockchain по адресу потребности в масштабируемости. Эти усилия имеют целью поддержание уровень абстракции, предлагаемый текущей виртуальной машиной Ethereum через общее пространство состояний. Многочисленные исследовательские усилия в настоящее время ведется. [18][22] Cosmos и Ethereum 2.0 Сиреневый [22] преследуют разные цели дизайна. Cosmos конкретно относится к token. Mauve — это масштабирование общий расчет. Cosmos не привязан к EVM, поэтому даже разные виртуальные машины могут взаимодействовать. Cosmos позволяет создателю зоны определить, кто проверяет зона. Любой может создать новую зону в Cosmos (кроме случаев, когда управление решит иначе). Концентратор изолирует сбои зон, поэтому глобальные инварианты token сохранился. Lightning Network — это предлагаемая сеть передачи данных token. работающий на уровне выше Bitcoin blockchain (и других общедоступных blockchains), позволяющие улучшить ситуацию на многие порядки. в пропускной способности транзакций за счет перемещения большинства транзакций за пределы консенсусного реестра в так называемые «платёжные каналы».Это стало возможным благодаря внутрисетевым скриптам криптовалюты, которые позволяют сторонам заключать двусторонние договоры, предусматривающие статус государства, в которых состояние можно обновлять путем обмена цифровыми подписями и контрактами. можно закрыть, опубликовав доказательства на blockchain, Механизм впервые популяризировался посредством атомных свопов между цепочками. Автор открытие каналов оплаты со многими сторонами, участниками Lightning Network может стать центром маршрутизации платежи других, что приводит к полностью подключенному платежному каналу сети, за счет капитала, привязанного к платежным каналам. Хотя сеть Lightning также может легко распространяться на несколько независимых blockchain для обеспечения передачи стоимости через валютный рынок, его нельзя использовать для асимметричного перенести token с одного blockchain на другой. Основная польза описанной здесь сети Cosmos заключается в том, чтобы обеспечить такую прямую token переводы. Тем не менее, мы ожидаем, что каналы оплаты и Lightning Network получит широкое распространение вместе с нашей token механизм передачи, предназначенный для экономии средств и обеспечения конфиденциальности. Segregated Witness — это Bitcoin ссылка на предложение по улучшению, которая направлен на увеличение пропускной способности транзакций на блок в 2 или 3 раза, одновременно ускоряя синхронизацию блоков для новых узлов. Гениальность этого решения в том, как оно работает внутри ограничения текущего протокола Bitcoin и допускает софт-форк обновление (т. е. клиенты с более старыми версиями программного обеспечения будут продолжать работать после обновления). Tendermint — новый продукт протокол, не имеет конструктивных ограничений, поэтому имеет другое масштабирование приоритеты. В первую очередь, Tendermint использует алгоритм циклического перебора BFT. на основе криптографических подписей вместо майнинга, что тривиально позволяет горизонтальное масштабирование посредством нескольких параллельных blockchains, в то время как регулярные, более частые фиксации блоков позволяют вертикальное масштабирование.
共识和技术细节
一个设计良好的共识协议应该提供一些 超出耐受能力时的保证 并且共识失败。这在经济上尤其必要 系统中,拜占庭行为可能会产生大量的经济影响 奖励。最重要的此类保证是一种责任形式,其中导致共识的过程 失败(即导致协议的客户端接受不同的值 - a fork)可以根据规则进行识别和惩罚 协议,或者可能是法律体系。当法律制度 不可靠或调用成本过高, validators 可能是 被迫缴纳保证金才能参加,以及那些 当恶意行为发生时,存款可以被撤销或削减 检测到 [10]。 请注意,这与 Bitcoin 不同,其中分叉是经常发生的 由于网络异步性和 ynding 的概率性质 部分 hash 碰撞。因为在很多情况下,恶意分叉是 由于异步,与分叉无法区分,Bitcoin 不能 可靠地实施分叉责任,而不是隐式的 矿工为开采孤立区块而支付的机会成本。 我们将投票阶段称为 PreVote 和 PreCommit。投票可以是 特定块或 Nil。我们称之为>⅔预投票的集合 对于同一轮 Polka 中的单个块,以及 >⅔ 的集合 在同一轮提交中预提交单个块。如果>⅔ 在同一轮中预提交为零,他们进入下一轮 圆形。 请注意,协议中的严格决定论会导致较弱的 同步假设,因为必须检测到错误的领导者并
跳过了。因此,validators 等待一段时间, TimeoutPropose,在 Prevote Nil 之前,以及值 TimeoutPropose 随着每一轮的增加而增加。进展通过 一轮的其余部分是完全异步的,因为进度只是 一旦 validator 收到来自 >⅔ 的网络消息。在实践中, 需要一个极其强大的对手才能无限期地挫败 弱同步假设(导致共识无法达成) 曾经提交过一个区块),这样做可以使更多 通过在每个上使用 TimeoutPropose 的随机值来实现困难 validator。 一组附加的约束或锁定规则,确保 网络最终将在每个高度只提交一个区块。任意 恶意尝试导致多个区块被提交 可以识别给定高度。首先,对块进行 PreCommit 必须以 Polka 的形式为该块提供合理性。 如果 validator 已经在 R_1 轮预提交了一个区块,我们 说他们被锁定在那个街区,波尔卡用来证明 R_2 轮的新 PreCommit 必须出现在 R_polka 轮中 其中 R_1 < R_polka <= R_2。其次,validators 必须提出 和/或对他们锁定的区块进行预投票。在一起,这些 条件确保 validator 不会在没有预提交的情况下进行预提交 有足够的证据作为正当理由,并且 validators PreCommit 已经无法为 PreCommit 提供证据 其他的东西。这既保证了安全性又保证了活跃性 共识算法。 此处描述了该协议的完整细节。 TendermintPoS 消除了同步所有区块头的需要,因为替代链(分叉)的存在意味着 ≥⅓ 担保权益可以被削减。当然,由于削减需要 有人分享分叉的证据,轻客户端应该存储 任何 block-hash 提交它看到的。此外,轻客户端可以定期与 validator 集的更改保持同步, 为了避免远程攻击(但其他解决方案是 可能)。 本着与 Ethereum 类似的精神,Tendermint 使应用程序能够 在每个块中嵌入一个全局 Merkle 根 hash ,从而轻松地允许 可验证的状态查询,例如帐户余额、价值 存储在合约中,或存在未花费的交易 输出,取决于应用程序的性质。 假设广播网络具有足够的弹性集合 和静态 validator 集,blockchain 中的任何分叉都可以 被发现并削减了违规 validator 的存款。这个 Vitalik Buterin 在 2014 年初提出的创新解决了 其他 proof-of-stake 的无利害关系问题 加密货币(参见相关工作)。但是,由于 validator 设置 必须能够在很长一段时间内改变原来的 validators 可能全部变为非绑定状态,因此可以自由 从创世块创建一条新链,不产生任何成本 他们不再锁定存款。这次攻击发生了 与短程攻击相比,称为远程攻击 (LRA) 范围攻击,当前绑定的 validator 会造成 分叉,因此会受到惩罚(假设分叉负责 BFT 像 Tendermint 共识这样的算法)。远程攻击是 通常被认为是对 proof-of-stake 的致命打击。 幸运的是,LRA 可以通过以下方式缓解。首先,对于一个 validator 解绑(从而收回其抵押存款 并且不再赚取参与共识的费用), 存款必须在一段时间内不可转让 称为“解绑期”,可能约为 几周或几个月。其次,为了保证轻客户端的安全,第一 当它连接到网络时,它必须验证最近的块-hash 针对可信来源,或者最好是多个来源。这个
这种情况有时被称为“弱主观性”。最后, 为了保持安全,它必须与最新的 validator 设置同步 最少与解绑期的长度一样频繁。这个 确保轻客户端知道 validator 的更改 在 validator 的资本解除绑定之前设置,因此不再 处于危险之中,这将使其能够通过执行来欺骗客户 通过从某个位置开始创建新块来进行远程攻击 它粘合的高度(假设它有足够的控制 许多早期的私钥)。 请注意,以这种方式克服 LRA 需要彻底修改 proof-of-work 的原始安全模型。在 PoW 中,是 假设轻客户端可以从 只需处理每个块头中的工作量证明即可随时获得可信创世块。然而,为了战胜上帝抵抗军,我们 要求轻客户端定期上线 跟踪 validator 集中的变化,并且第一时间他们 上网时他们必须特别小心地进行身份验证 他们从网络上听到的来自可信来源的信息。的 当然,后一个要求类似于 Bitcoin 的要求,其中 协议和软件还必须从受信任的机构获得 来源。 上述预防 LRA 的方法非常适合 validators 以及 Tendermint 支持的 blockchain 的完整节点,因为这些 节点旨在保持与网络的连接。的 该方法也适用于可以预期的轻客户端 经常与网络同步。然而,对于轻量级客户来说 预计不会经常访问互联网或 blockchain 网络,可以使用另一种解决方案来克服 圣主抵抗军。非 validator token 持有者可以将其 token 发布为 具有很长解绑期限的抵押品(例如更长的 超过 validators 的解绑期)并为轻客户端提供服务 使用第二种方法来证明当前和的有效性 过去的区块-hashes。虽然这些 token 不计入 blockchain 共识的安全性,但他们仍然可以为轻客户提供有力保障。如果历史区块-hash Ethereum 支持查询,任何人都可以绑定他们的 tokens 在专门设计的 smart contract 中并提供 付费认证服务,有效地为轻客户端 LRA 安全创造了市场。 由于块提交的定义,任何 ≥⅓ 的联盟 投票权可以通过是否关闭 blockchain 来阻止 blockchain 广播他们的选票。这样的联盟也可以审查 通过拒绝包含这些的块来特定交易 交易,尽管这会导致相当大的比例 的区块提案被拒绝,这将减慢速度 blockchain 的块提交,降低了其实用性和价值。 恶意联盟也可能会少量广播投票,以便 为了磨炼 blockchain 块,承诺几乎停止,或从事 这些攻击的任意组合。最后,它可能会导致 blockchain 通过双重签名或违反锁定来分叉 规则。 如果全球活跃的对手也参与其中,它可能会分裂 网络的方式可能会出现错误 validator 的子集导致了速度下降。这不是 只是 Tendermint 的限制,而是所有的限制 其网络可能由某个人控制的共识协议 积极的对手。 对于这些类型的攻击,validator 的子集应该 通过外部手段协调签署重组提案 选择一个分叉(及其任何证据)和初始子集 validator 及其签名。签署此类重组提案的验证者将放弃所有其他分叉上的抵押品。客户应该 验证重组提案上的签名,验证任何证据, 并做出判断或提示最终用户做出决定。对于 例如,手机钱包应用程序可能会提示用户安全
警告,而冰箱可以接受任何重组建议 由原始 validator 的 +1/2 投票权签署。 没有非同步的拜占庭容错算法可以来 当 ≥⅓ 的投票权不诚实时达成共识,但仍存在分叉 假设 ≥⅓ 的投票权已经被不诚实 没有正当理由的双重签名或锁更改。所以,签 重组提案是一个协调问题,无法解决 通过任何非同步协议解决(即自动,并且 不对可靠性做出假设 底层网络)。目前,我们将重组提案的协调问题留给人类通过社会共识进行协调 在网络媒体上。验证者必须注意确保 在签署重组提案之前没有剩余的网络分区,以避免签署两个相互冲突的重组提案的情况。 假设外部协调介质和协议是 稳健,因此与审查相比,分叉更受关注 攻击。 除了分叉和审查,需要≥⅓拜占庭 投票权,超过⅔投票权的联盟可以承诺 任意的、无效的状态。这是任何 (BFT) 的特征 共识系统。与创建分叉的双重签名不同 通过易于验证的证据,检测某人的承诺 无效状态需要非验证节点来验证整个块, 这意味着他们保留状态的本地副本并执行 每笔交易,独立计算状态根 他们自己。一旦检测到,处理此类故障的唯一方法 是通过社会共识。例如,在 Bitcoin 的情况下 失败了,是否由于软件 bug 导致分叉(如 3 月份 2013),或者由于拜占庭行为而提交无效状态 矿工(截至 2015 年 7 月),紧密联系的社区 企业、开发商、矿工和其他组织 关于什么是手动操作建立了社会共识参与者需要治愈网络。此外,由于 Tendermint blockchain 的 validator 可能预计为 无效国家的承诺甚至可能是可识别的 如果需要的话,可以受到法律或某些外部判例的惩罚。 ABCI 由 3 种主要消息类型组成,这些消息类型从 应用程序的核心。应用程序回复 相应的响应消息。 AppendTx 消息是应用程序的主力。每个 blockchain 中的事务随此消息一起传递。的 应用程序需要验证收到的每笔交易 针对当前状态、应用程序协议的 AppendTx 消息, 以及交易的加密凭证。经过验证的 然后事务需要更新应用程序状态 - 通过 将值绑定到键值存储中,或者通过更新 UTXO 数据库。 CheckTx 消息与 AppendTx 类似,但仅适用于 验证交易。 Tendermint Core 的内存池首次检查 与 CheckTx 交易的有效性,并且仅中继有效 与其同行的交易。应用程序可以检查递增 nonce 在交易中,并在 CheckTx 上返回错误,如果 nonce 已旧。 “提交”消息用于计算密码 对当前应用程序状态的承诺,将被放入 下一个块头。这有一些方便的属性。 更新该状态时的不一致现在将显示为 blockchain fork 捕获整个类的编程 错误。这也简化了安全轻量化的开发 客户,因为 Merkle-hash 证明可以通过检查来验证 区块-hash,区块-hash由法定人数签名 validators(按投票权)。
额外的 ABCI 消息允许应用程序跟踪 并更改 validator 设置,并让应用程序接收 区块信息,例如高度和提交投票。 ABCI 请求/响应是简单的 Protobuf 消息。检查 出架构yle。 论据: 数据([]byte):请求交易字节 返回: 代码 (uint32):响应代码 数据([]byte):结果字节(如果有) 日志(字符串):调试或错误消息 用途:
追加并运行事务。如果交易有效, 返回 CodeType.OK 论据: 数据([]byte):请求交易字节 返回: 代码 (uint32):响应代码 数据([]byte):结果字节(如果有) 日志(字符串):调试或错误消息 用途:
验证交易。此消息不应改变 状态。交易首先通过 CheckTx 运行 广播到内存池层中的对等点。你可以使 CheckTx 半状态并在提交时清除状态或 BeginBlock ,允许依赖的交易序列 在同一个街区。
返回: 数据([]byte):Merkle 根 hash 日志(字符串):调试或错误消息 用途:
返回应用程序状态的 Merkle 根 hash。 论据: Data ([]byte) :查询请求字节 返回: 代码 (uint32):响应代码 数据([]byte):查询响应字节 日志(字符串):调试或错误消息 用途:
刷新响应队列。实施的应用程序 types.Application 不需要实现此消息 - 它是 由项目处理。 返回: 数据([]byte):信息字节 用途:
返回有关应用程序状态的信息。应用 具体。 论据: Key(字符串):要设置的键
值(字符串):为键设置的值 返回: 日志(字符串):调试或错误消息 用途:
设置应用程序选项。例如。键=“模式”,值=“mempool” 内存池连接,或 Key=“mode”,Value=“consensus” 共识连接。其他选项是特定于应用程序的。 论据: 验证器([]Validator):初始起源-validators 用途:
创世时被召唤一次 论据: 高度 (uint64):起始区块高度 用途:
表示新块的开始。在任何之前调用 追加 Txs。 论据: 高度 (uint64):结束的区块高度 返回: 验证器([]Validator):将 validators 更改为新的 投票权(0表示删除) 用途:
发出块结束的信号。毕竟在每次提交之前调用 交易 有关更多详细信息,请参阅 ABCI 存储库。发件人可能想要的原因有多种 接收链对数据包传送的确认。 例如,发送者可能不知道消息的状态 目标链(如果预计会出现故障)。或者,发件人可以 想要对数据包施加超时(使用 MaxHeight 数据包产量),而任何目标链都可能遭受拒绝服务攻击,传入数量突然激增 数据包。 在这些情况下,发件人可以要求送达确认 将初始数据包状态设置为 AckPending。那么,就是 接收链有责任通过包括 Merkle 应用程序中缩写为 IBCPacket hash。 首先,在“Hub”上发布 IBCBlockCommit 和 IBCPacketTx 这证明了“Zone1”上存在 IBCPacket。这么说 IBCPacketTx 具有以下值: FromChainID:“Zone1” FromBlockHeight : 100 (比如说) 数据包:IBC数据包:
标头:IBCPacketHeader: 源链ID:“Zone1” 目标链 ID:“Zone2” 数量:200(比如说) 状态:确认待处理 类型:“硬币” MaxHeight:350(假设“Hub”当前高度为 300) Payload : <“硬币”有效负载的字节> 接下来,在“Zone2”上发布 IBCBlockCommit 和 IBCPacketTx 这证明了“Hub”上存在IBCPacket。这么说 IBCPacketTx 具有以下值: FromChainID : “Hub” 从块高度:300 数据包: IBC 数据包: 标头:IBCPacketHeader: 源链ID:“Zone1” 目标链 ID:“Zone2” 数量:200 状态:确认待处理 类型:“硬币” 最大高度:350 有效负载:<“硬币”有效负载的相同字节> 接下来,“Zone2”必须在其应用程序-hash中包含一个缩写数据包 显示 AckSent 的新状态。 IBCBlockCommit 和 IBCPacketTx 被发布回“Hub”,证明存在 “Zone2”上的缩写IBCPacket。说 IBCPacketTx 具有以下值: FromChainID:“Zone2”
FromBlockHeight : 400 (比如说) 数据包: IBC 数据包: 标头:IBCPacketHeader: 源链ID:“Zone1” 目标链 ID:“Zone2” 数量:200 状态:已发送 类型:“硬币” 最大高度:350 PayloadHash : <同一“硬币”有效负载的 hash 字节> 最后,“集线器”必须更新数据包的状态 AckPending 到 AckReceived。这种新的分析状态的证据 应该回到“Zone2”。假设 IBCPacketTx 具有以下内容 值: FromChainID : “Hub” 从块高度:301 数据包: IBC 数据包: 标头:IBCPacketHeader: 源链ID:“Zone1” 目标链 ID:“Zone2” 数量:200 状态:已收到 类型:“硬币” 最大高度:350 PayloadHash : <同一“硬币”有效负载的 hash 字节> 同时,“Zone1”可能乐观地认为交付成功 除非有相反的证据证明是“硬币”包 “枢纽”。在上面的示例中,如果“Hub”未收到 AckSent
块 350 来自“Zone2”的状态,它会设置状态 自动超时。这个超时的证据可以得到 发回“Zone1”,并且可以返回任何 token。 支持两种类型的 Merkle tree Tendermint/Cosmos 生态系统:简单树和 IAVL+ 树。 简单树是一个静态元素列表的 Merkle tree 。如果 项目数不是 2 的幂,有些叶子将位于 不同的级别。简单树试图保持树的两侧 高度相同,但左侧可能更大。这个 Merkle tree 是 用于对区块的交易进行 Merkle 化,顶层 应用程序状态根的元素。IAVL+数据结构的目的是提供持久性 应用程序状态中键值对的存储,以便 可以有效地计算确定性 Merkle 根 hash。的 使用 AVL 算法的变体来平衡树,并且所有 操作是 O(log(n))。 在AVL树中,任意节点的两个子子树的高度 最多相差一。每当违反此条件时 更新时,通过创建 O(log(n)) 个新节点来重新平衡树 指向旧树中未修改的节点。在原来的AVL中 算法中,内部节点也可以保存键值对。 AVL+ 算法(注意加号)修改AVL算法以保留所有 叶节点上的值,而仅使用分支节点来存储键。 这简化了算法,同时保留了 Merkle hash 踪迹 短。 AVL+ 树类似于 Ethereum 的 Patricia 尝试。有 权衡。键在插入之前不需要 hashed IAVL+ 树,因此这可以在键中提供更快的有序迭代 空间可能有利于某些应用程序。逻辑更简单 实现,只需要两种类型的节点——内部节点和 叶节点。 Merkle 证明平均较短,是 * / \ / \ / \ / \ * * / \ / \ / \ / \ / \ / \ * * * h6 / \ / \ / \ h0 h1 h2 h3 h4 h5 具有 7 个元素的 SimpleTree
平衡二叉树。另一方面,默克尔根 IAVL+树取决于更新的顺序。 我们将支持额外的高效 Merkle tree,例如 当二进制变体变为 Ethereum 的 Patricia Trie 时 可用。 在规范的实现中,交易被流式传输到 Cosmos 集线器应用程序通过 ABCI 接口。 Cosmos Hub将接受一些主要交易 类型,包括 SendTx、BondTx、UnbondTx、ReportHackTx、 SlashTx、BurnAtomTx、ProposalCreateTx 和 ProposalVoteTx、 这是相当不言自明的,并将记录在 本文的未来修订。在这里我们记录了两个主要的 IBC 的交易类型:IBCBlockCommitTx 和 IBCPacketTx。 IBCBlockCommitTx 交易由以下部分组成: ChainID(字符串):blockchain 的 ID BlockHash ([]byte) :块 hash 字节,Merkle 根 其中包括应用程序-hash BlockPartsHeader (PartSetHeader) :块部件集标头 字节,仅需要验证投票签名 BlockHeight (int) :提交的高度 BlockRound (int) :提交的轮次 提交([]投票):>⅔ Tendermint 预提交投票表明 包含一个块提交 ValidatorsHash ([]byte) :新的 Merkle 树根 hash validator 设置
ValidatorsHashProof (SimpleProof):一个 SimpleTree Merkleproof,用于根据 BlockHash 证明 ValidatorsHash AppHash ([]byte) :IAVLTree Merkle 树根 hash 应用状态 AppHashProof (SimpleProof):SimpleTree Merkle 证明 对照 BlockHash 证明 AppHash IBC数据包由以下部分组成: 标头 (IBCPacketHeader) :数据包标头 Payload ([]byte) :数据包有效负载的字节。可选 PayloadHash ([]byte) :数据包字节的 hash 。 可选 Payload 或 PayloadHash 之一必须存在。 hash IBCPacket 的 是两个项目的简单 Merkle 根,即 Header 和有效负载。没有完整负载的 IBC 数据包称为 缩写数据包。 IBCPacketHeader 由以下部分组成: SrcChainID(字符串):源 blockchain ID DstChainID(字符串):目的地 blockchain ID Number(int):所有数据包的唯一编号 状态(枚举):可以是 AckPending 、 AckSent 之一, AckReceived 、 NoAck 或超时 类型(字符串):类型取决于应用程序。 Cosmos 保留“coin”数据包类型 MaxHeight (int) :如果状态不是 NoAckWanted 或 AckReceived 到了这个高度,状态就变成 Timeout 。可选 IBCPacketTx 交易由以下部分组成:FromChainID(字符串):blockchain 的 ID,即 提供此数据包;不一定是来源 FromBlockHeight (int) : blockchain 高度,其中 以下数据包包含(Merkle 化)在块 hash 中 源链 Packet (IBCPacket) :数据包,其状态可能是一个 AckPending 、 AckSent 、 AckReceived 、 NoAck 或 Timeout PacketProof (IAVLProof):用于证明的 IAVLTree Merkle-proof 数据包的 hash 与源链的 AppHash 相对应 给定高度 从“Zone1”到“Zone2”发送数据包的顺序 通过“集线器”的情况如{图X}所示。首先,一个 IBCPacketTx 向“Hub”证明该数据包包含在应用程序状态中 “1区”。然后,另一个 IBCPacketTx 向“Zone2”证明 数据包包含在“Hub”的应用程序状态中。在此期间 过程中,IBCPacket 的结果是相同的:SrcChainID 是 始终为“Zone1”,DstChainID 始终为“Zone2”。 PacketProof 必须具有正确的 Merkle-proof 路径,如下所示 如下: 当“Zone1”想要通过“Hub”向“Zone2”发送数据包时, 无论数据包在“Zone1”、“Hub”还是“Zone2”上进行 Merkleized,IBCPacket 数据都是相同的。唯一可变的yield是 跟踪递送的状态。 我们感谢我们的朋友和同行在概念化方面提供的帮助, 审查并为我们与 Tendermint 的合作提供支持 和 Cosmos。 IBC/<源链ID>/<目标链ID>/<编号>
SkuChain 的 Zaki Manian 在格式化和 措辞,特别是在 ABCI 部分下 Althea 的 Jehan Tremback 和达斯汀·拜因顿 (Dustin Byington) 提供的帮助 初始迭代 Honey Badger 的 Andrew Miller 对共识的反馈 Greg Slepak 对共识和措辞的反馈 还要感谢 Bill Gleim 和 Seunghwan Han 所做的各种努力 贡献。 此处提供您的姓名和组织以供您贡献 1 Bitcoin:https://bitcoin.org/bitcoin.pdf 2 零现金:http://zerocash-project.org/paper 3Ethereum:https://github.com/ethereum/wiki/wiki/WhitePaper 4DAO: https://download.slock.it/public/DAO/WhitePaper.pdf 5 隔离证人: https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip0141.mediawiki 6 BitcoinNG:https://arxiv.org/pdf/1510.02037v2.pdf 7 闪电网络:https://lightning.network/lightningnetwork-paper-DRAFT-0.5.pdf 8 嫩薄荷: https://github.com/tendermint/tendermint/wiki 9 FLP 不可能: https://groups.csail.mit.edu/tds/papers/Lynch/jacm85.pdf 10 杀手:https://blog.ethereum.org/2014/01/15/slasher-apunitive-proof-of-stake-algorithm/ 11 PBFT:http://pmg.csail.mit.edu/papers/osdi99.pdf 12 种比特股:https://bitshares.org/technology/delegatedproof-of-stake-consensus/
13Stellar:https://www.stellar.org/papers/stellar-consensusprotocol.pdf 14 跨账本:https://interledger.org/rfcs/0001-interledgerarchitecture/ 15 条侧链:https://blockstream.com/sidechains.pdf 16卡斯帕: https://blog.ethereum.org/2015/08/01/introducing-casperfriendly-ghost/ 17ABCI:https://github.com/tendermint/abci 18 Ethereum 分片: https://github.com/ethereum/EIPs/issues/53 19 LibSwift: http://www.ds.ewi.tudelft.nl/yleadmin/pds/papers/Performa nceAnalysisOfLibswift.pdf 20 个 DLS: http://groups.csail.mit.edu/tds/papers/Lynch/jacm88.pdf 21 瘦客户端安全: https://en.bitcoin.it/wiki/Thin_Client_Security 22 Ethereum 2.0 紫红色纸: http://vitalik.ca/yles/mauve_paper.html https://www.docdroid.net/ec7xGzs/314477721-ethereumplatform-review-opportunities-and-challenges-for-privateand-consortium-blockchains.pdf.html
Ø è
Консенсус и технические детали
Хорошо разработанный протокол консенсуса должен обеспечить некоторые гарантии в случае превышения допускаемой мощности и консенсус терпит неудачу. Это особенно необходимо в экономической сфере. системы, в которых византийское поведение может иметь существенные финансовые последствия. награда. Самой важной такой гарантией является форма форкаподотчетности, при которой процессы, вызвавшие консенсус, сбой (т. е. заставил клиентов протокола принимать разные значения - вилка) могут быть выявлены и наказаны в соответствии с правилами протокол или, возможно, правовая система. Когда правовая система ненадежны или слишком дороги в вызове, validator могут быть были вынуждены внести залог для участия, и те депозиты могут быть отозваны или сокращены в случае выявления злонамеренного поведения. обнаружен [10]. Обратите внимание, что это не похоже на Bitcoin, где разветвление происходит регулярно. из-за сетевой асинхронности и вероятностного характера поиска частичные hash коллизии. Поскольку во многих случаях вредоносный форк неотличим от форка из-за асинхронности, Bitcoin не может надежно реализовать форк-подотчетность, кроме неявной Альтернативная стоимость, которую платят майнеры за добычу потерянного блока. Мы называем этапы голосования PreVote и PreCommit. Голосование может быть за конкретный блок или для Nil. Мы называем коллекцию из >⅔ PreVotes за один блок в одном раунде Полька и коллекция >⅔ PreCommits для одного блока в одном раунде фиксации. Если >⅔ PreCommit for Nil в том же раунде, они переходят к следующему круглый. Обратите внимание, что строгий детерминизм в протоколе влечет за собой слабую предположение синхронности, поскольку дефектные лидеры должны быть обнаружены и
пропущен. Таким образом, validator ждут некоторое время, TimeoutPropose, прежде чем они проголосуют за ноль, и значение TimeoutPropose увеличивается с каждым раундом. Прогресс через оставшаяся часть раунда полностью асинхронна, то есть прогресс только сделано, как только validator получит сообщение от >⅔ сети. На практике потребуется чрезвычайно сильный противник, чтобы навсегда помешать предположение о слабой синхронности (из-за которого консенсус не может быть достигнут) когда-либо фиксировать блок), и это можно сделать еще более сложно использовать случайные значения TimeoutPropose для каждого validator. Дополнительный набор ограничений или правил блокировки гарантирует, что сеть в конечном итоге зафиксирует только один блок на каждой высоте. Любой злонамеренная попытка вызвать фиксацию более одного блока на заданной высоте можно идентифицировать. Во-первых, PreCommit для блока должно прийти с обоснованием, в виде польки для этого блока. Если validator уже имеет PreCommit блок на этапе R_1, мы говорят, что они заперты в этом квартале, и полька раньше оправдывала новый PreCommit в раунде R_2 должен прийти в раунде R_polka где Р_1 < Р_полька <= Р_2. Во-вторых, validator должны сделать предложение. и/или предварительно проголосовать за блок, на котором они заблокированы. Вместе эти условия гарантируют, что validator не выполняет PreCommit без достаточные доказательства в качестве оправдания, и что validators, которые имеют PreCommit уже не может предоставлять доказательства PreCommit что-то еще. Это обеспечивает безопасность и жизнеспособность алгоритм консенсуса. Полная информация о протоколе описана здесь. Необходимость синхронизации всех заголовков блоков в TendermintPoS устранена, поскольку существование альтернативной цепочки (форка) означает ≥⅓ облигационную ставку можно сократить. Конечно, поскольку слэшинг требует что кто-то поделится доказательствами форка, легкие клиенты должны хранить любой блок-hash фиксирует то, что видит. Кроме того, легкие клиентыможет периодически синхронизироваться с изменениями в наборе validator, в чтобы избежать атак на большие расстояния (но есть и другие решения). возможно). По духу схожий с Ethereum, Tendermint позволяет приложениям встроить глобальный корень Меркла hash в каждый блок, что позволяет легко проверяемые запросы состояния для таких вещей, как баланс счетов, значение хранится в контракте или наличие неизрасходованной транзакции выход в зависимости от характера приложения. Предполагая, что набор широковещательных сетей достаточно устойчив. и статический набор validator, любая вилка в blockchain может быть обнаружены, а депозиты нарушителей validator удалены. Это инновация, впервые предложенная Виталиком Бутериным в начале 2014 года, решает проблема «ничего на кону» другого proof-of-stake криптовалюты (см. раздел «Связанные работы»). Однако, поскольку validator устанавливает должен иметь возможность изменять в течение длительного периода времени исходный Все validator могут потерять связь и, следовательно, смогут свободно создать новую цепочку из генезис-блока, не неся никаких затрат, поскольку у них больше нет заблокированных депозитов. Эта атака произошла известная как Атака на дальнюю дистанцию (LRA), в отличие от Короткой атаки. Атака на расстоянии, при которой validator, которые в данный момент связаны, вызывают форк и, следовательно, наказуемы (при условии, что форк несет ответственность BFT алгоритм, такой как консенсус Tendermint). Атаки на дальние дистанции часто считается критическим ударом по proof-of-stake. К счастью, влияние LRA можно смягчить следующим образом. Во-первых, для validator разорвать связь (тем самым вернув залоговый депозит и больше не получаю комиссию за участие в консенсусе), депозит должен быть непереводимым в течение определенного периода времени известный как «период разъединения», который может быть порядка недели или месяцы. Во-вторых, чтобы легкий клиент был безопасным, в первую очередь при подключении к сети он должен проверить недавний блок — hash против надежного источника или, предпочтительно, нескольких источников. Это
Это состояние иногда называют «слабой субъективностью». Наконец, чтобы оставаться в безопасности, он должен синхронизироваться с последней версией validator, установленной по адресу по крайней мере так часто, как продолжительность периода отсоединения. Это гарантирует, что легкий клиент узнает об изменениях в validator устанавливается до того, как капитал validator будет освобожден от обязательств и, следовательно, больше не будет на кону, что позволило бы обмануть клиента, выполняя атака на дальнюю дистанцию путем создания новых блоков, начиная с высота, на которой он был прикреплен (при условии, что он контролирует достаточно многие из ранних закрытых ключей). Отметим, что преодоление ЛРА таким путем требует пересмотра исходная модель безопасности proof-of-work. В PoW это предположил, что легкий клиент может синхронизироваться с текущей высотой из доверенный блок генезиса в любое время, просто обрабатывая подтверждение работы в каждом заголовке блока. Однако, чтобы победить ЛРА, мы требуют, чтобы легкий клиент подключался к сети с некоторой регулярностью для отслеживать изменения в наборе validator и что в первый раз они выходят в Интернет, они должны быть особенно осторожны при аутентификации что они слышат из сети в отношении проверенных источников. Из конечно, последнее требование аналогично требованию Bitcoin, где протокол и программное обеспечение также должны быть получены от доверенного лица. источник. Вышеописанный метод предотвращения LRA хорошо подходит для validators. и полные узлы blockchain на базе Tendermint, потому что эти узлы предназначены для того, чтобы оставаться подключенными к сети. метод также подходит для легких клиентов, от которых можно ожидать часто синхронизируйтесь с сетью. Однако для легких клиентов, которые не предполагается, что они будут иметь частый доступ к Интернету или blockchain, можно использовать еще одно решение для преодоления ЛРА. Владельцы validator token могут публиковать свои token как залог с очень длительным периодом отсоединения (например, гораздо более длительный чем период отсоединения для validators) и обслуживать легких клиентов с вторичным методом подтверждения действительности текущих и прошлый блок-hashes. Хотя эти token не засчитываются в счет безопасности консенсуса blockchain, они, тем не менее, могутпредоставить надежные гарантии для легких клиентов. Если исторический блок-hash запросы поддерживались в Ethereum, любой мог связать свои tokens в специально разработанном smart contract и обеспечивают платные услуги по аттестации, что эффективно создает рынок безопасности LRA для легких клиентов. В связи с определением фиксации блока любая коалиция ≥⅓ блоков Право голоса может остановить blockchain, выйдя из журнала или нет транслируя свои голоса. Такая коалиция может также подвергать цензуре определенные транзакции, отклоняя блоки, которые включают в себя эти транзакций, хотя это привело бы к значительной доле блоков предложений, которые будут отклонены, что замедлит скорость блоковых коммитов blockchain, что снижает его полезность и ценность. Злонамеренная коалиция также может транслировать голоса небольшими порциями, поэтому при измельчении blockchain блок почти останавливается или вступает в любая комбинация этих атак. Наконец, это может привести к blockchain для разветвления путем двойной подписи или нарушения блокировки правила. Если бы в дело вмешался и глобально активный противник, он мог бы разделить сети таким образом, что может показаться, что это неправильный за замедление ответственно подмножество validators. Это не просто ограничение Tendermint, а скорее ограничение всех консенсусные протоколы, сеть которых потенциально контролируется активный противник. Для этих типов атак следует использовать подмножество validator. координировать действия с помощью внешних средств для подписания предложения о реорганизации, которое выбирает ответвление (и любые его доказательства) и начальное подмножество validators со своими подписями. Валидаторы, подписавшие такое предложение о реорганизации, отказываются от обеспечения на всех других форках. Клиенты должны проверить подписи на предложении о реорганизации, проверить любые доказательства, и вынести суждение или предложить конечному пользователю принять решение. Для Например, приложение телефонного кошелька может предложить пользователю ввести пароль безопасности.
предупреждение, а холодильник может принять любое предложение по реорганизации подписано +½ исходного числа validator по числу голосов. Никакой асинхронный византийский отказоустойчивый алгоритм не может прийти к консенсусу, когда ≥⅓ голосов нечестны, но это форк предполагает, что ≥⅓ голосов уже были нечестны двойное подписание или смена блокировки без обоснования. Итак, подписываем предложение о реорганизации представляет собой проблему координации, которую невозможно решить. решается любым несинхронным протоколом (т.е. автоматически, и не делая предположений о надежности базовая сеть). На данный момент мы оставляем проблему координации предложений по реорганизации на усмотрение человека посредством социального консенсуса. в интернет-СМИ. Валидаторы должны позаботиться о том, чтобы до подписания предложения о реорганизации не осталось никаких сетевых разделов, чтобы избежать ситуаций, когда подписываются два противоречивых предложения о реорганизации. Предполагая, что внешняя среда и протокол координации надежный, из этого следует, что форки вызывают меньшую озабоченность, чем цензура. атаки. Помимо форков и цензуры, требующей ≥⅓ византийского голосов, коалиция с числом голосов >⅔ может взять на себя обязательство произвольное, недействительное состояние. Это свойственно любому (BFT) система консенсуса. В отличие от двойной подписи, которая создает форки с помощью легко проверяемых доказательств, выявляющих совершение недействительное состояние требует, чтобы непроверяющие узлы проверяли целые блоки, что означает, что они сохраняют локальную копию состояния и выполняют каждой транзакции, вычисляя корень состояния независимо для себя. После обнаружения единственный способ справиться с таким сбоем происходит через социальный консенсус. Например, в ситуациях, когда Bitcoin не удалось, то ли форк из-за ошибок в программном обеспечении (как в марте 2013), или совершение недопустимого состояния из-за византийского поведения майнеры (как и в июле 2015 г.), сообщество с хорошими связями предприятия, разработчики, майнеры и другие организации установил социальный консенсус относительно того, какие ручные действия былинеобходимые участникам для исцеления сети. Кроме того, поскольку Можно ожидать, что validators Tendermint blockchain будут идентифицироваться, принятие недействительного состояния может даже быть наказуемо по закону или какой-либо внешней судебной практике, если это необходимо. ABCI состоит из трех основных типов сообщений, которые доставляются ядро приложения. Приложение отвечает соответствующие ответные сообщения. Сообщение AppendTx — это рабочая лошадка приложения. Каждый транзакция в blockchain доставляется с этим сообщением. приложению необходимо проверять каждую транзакцию, полученную с помощью Сообщение AppendTx о текущем состоянии, протоколе приложения, и криптографические учетные данные транзакции. проверенный затем транзакция должна обновить состояние приложения — путем привязка значения к хранилищу значений ключей или обновление UTXO база данных. Сообщение CheckTx похоже на AppendTx, но предназначено только для проверка транзакций. Ежегодные проверки мемпула Tendermint Core достоверность транзакции с CheckTx, действительны только реле транзакции со своими коллегами. Приложения могут проверять возрастающее nonce в транзакции и возвращает ошибку при CheckTx, если nonce старый. Сообщение Commit используется для вычисления криптографического обязательство по текущему состоянию приложения, которое будет помещено в заголовок следующего блока. У этого есть несколько полезных свойств. Несоответствия в обновлении этого состояния теперь будут отображаться как blockchain разветвляется, охватывая целый класс программирования ошибки. Это также упрощает разработку безопасных и легких клиентов, поскольку доказательства Merkle-hash можно проверить, проверив блок-hash и блок-hash подписаны кворумом из validators (по количеству голосов).
Дополнительные сообщения ABCI позволяют приложению отслеживать и измените набор validator, чтобы приложение получало информация о блоке, такая как высота и голоса за фиксацию. ABCI запросы/ответы — это простые сообщения Protobuf. Проверить из схемы yle. Аргументы: Данные ([]byte): байты транзакции запроса. Возврат: Код (uint32): код ответа. Данные ([]byte): байты результата, если таковые имеются. Журнал (строка): сообщение об отладке или ошибке. Использование:
Добавьте и запустите транзакцию. Если сделка действительна, возвращает КодТип.ОК Аргументы: Данные ([]byte): байты транзакции запроса. Возврат: Код (uint32): код ответа. Данные ([]byte): байты результата, если таковые имеются. Журнал (строка): сообщение об отладке или ошибке. Использование:
Подтвердить транзакцию. Это сообщение не должно изменять государство. Транзакции сначала проходят через CheckTx, а затем широковещательная рассылка одноранговым узлам на уровне мемпула. Вы можете сделать CheckTx полусохраняет состояние и очищает состояние при фиксации или BeginBlock, чтобы разрешить зависимые последовательности транзакций. в том же блоке.
Возврат: Данные ([]байт): корень Меркла hash Журнал (строка): сообщение об отладке или ошибке. Использование:
Возвращает корень Merkle hash состояния приложения. Аргументы: Данные ([]byte): байты запроса запроса. Возврат: Код (uint32): код ответа. Данные ([]byte): байты ответа на запрос. Журнал (строка): сообщение об отладке или ошибке. Использование:
Очистить очередь ответов. Приложения, реализующие типы. Приложению не обязательно реализовывать это сообщение – оно обрабатывается проектом. Возврат: Данные ([]byte): информационные байты. Использование:
Возвращает информацию о состоянии приложения. Приложение специфический. Аргументы: Ключ (строка): ключ для установки.
Значение (строка): значение, которое нужно установить для ключа. Возврат: Журнал (строка): сообщение об отладке или ошибке. Использование:
Установите параметры приложения. Например. Key="mode", Value="mempool" для соединение с мемпулом или Key="mode", Value="consensus" для консенсусная связь. Другие параметры зависят от приложения. Аргументы: Валидаторы ([]Валидатор): Начальное происхождение — validators. Использование:
Вызванный однажды при зарождении Аргументы: Высота (uint64): высота блока, начиная с Использование:
Сигнализирует о начале нового блока. Вызывается перед любым AppendTxs. Аргументы: Высота (uint64): высота блока, который закончился. Возврат: Валидаторы ([]Validator): изменены validator на новые. право голоса (0 для удаления) Использование:
Сигнализирует об окончании блока. Вызывается перед каждым коммитом в конце концов транзакции Дополнительную информацию см. в репозитории ABCI.Существует несколько причин, по которым отправитель может захотеть подтверждение доставки пакета принимающей цепочкой. Например, отправитель может не знать статус сообщения. цепочка назначения, если ожидается, что она неисправна. Или отправитель может хотите установить для пакета тайм-аут (с помощью параметра MaxHeight пакетный ответ), в то время как любая цепочка назначения может пострадать от атаки типа «отказ в обслуживании» с внезапным всплеском количества входящих пакетов. пакеты. В этих случаях отправитель может потребовать подтверждение доставки. установив первоначальный статус пакета на AckPending . Тогда это ответственность принимающей сети за подтверждение доставки путем включения сокращенно IBCPacket в приложении Merkle hash. Сначала IBCBlockCommit и IBCPacketTx публикуются в «Hub». это доказывает существование IBCПакета в «Зоне1». Скажи это IBCPacketTx имеет следующее значение: FromChainID: «Зона1» FromBlockHeight: 100 (скажем) Пакет: IBCПакет:
Заголовок: IBCPacketHeader: SrcChainID: «Зона1» DstChainID: «Зона2» Число: 200 (скажем) Статус: Подтверждено Тип: «монета» MaxHeight: 350 (скажем, «Hub» сейчас находится на высоте 300) Полезная нагрузка: <Байты полезной нагрузки «монеты»> Затем IBCBlockCommit и IBCPacketTx публикуются в «Zone2». это доказывает существование IBCПакета на «Хабе». Скажи это IBCPacketTx имеет следующее значение: FromChainID: «Хаб» ФромБлокХигхт: 300 Пакет: IBCПакет: Заголовок: IBCPacketHeader: SrcChainID: «Зона1» DstChainID: «Зона2» Количество : 200 Статус: Подтверждено Тип: «монета» Макс.Высота: 350 Полезная нагрузка: <Те же байты полезной нагрузки «монеты»> Далее «Зона2» должна включить в свое приложение-hash сокращенный пакет. который показывает новый статус AckSent . IBCBlockCommit и IBCPacketTx отправляются обратно на «Хаб», что доказывает существование сокращенного IBCПакета в "Zone2". Скажите, что IBCPacketTx имеет следующее значение: FromChainID: «Зона2»
FromBlockHeight: 400 (скажем)
Пакет: IBCПакет:
Заголовок: IBCPacketHeader:
SrcChainID: «Зона1»
DstChainID: «Зона2»
Количество : 200
Статус: Подтверждено
Тип: «монета»
Макс.Высота: 350
PayloadHash:
статус из «Зоны2» в блоке 350, он бы установил статус автоматически на Тайм-аут . Это свидетельство тайм-аута можно получить отправлено обратно в «Зону1», и любые token могут быть возвращены. В файле поддерживается два типа Merkle tree. Экосистема Tendermint/Cosmos: Простое дерево и IAVL+ Дерево. Простое дерево — это Merkle tree для статического списка элементов. Если количество предметов не является степенью двойки, некоторые листья будут находиться в разные уровни. Simple Tree пытается сохранить обе стороны дерева одинаковой высоты, но левая может быть на единицу больше. Это Merkle tree используется для Мерклеизации транзакций блока, а верхний уровень элементы корня состояния приложения.Целью структуры данных IAVL+ является обеспечение постоянного хранилище для пар ключ-значение в состоянии приложения, так что детерминированный корень Меркла hash может быть эффективно вычислен. дерево сбалансировано с использованием варианта алгоритма AVL, и все операции - O(log(n)). В дереве AVL высоты двух дочерних поддеревьев любого узла отличаются не более чем на единицу. Всякий раз, когда это условие нарушается обновлении, дерево перебалансируется путем создания новых узлов O(log(n)) указать на неизмененные узлы старого дерева. В оригинальном АВЛ алгоритме внутренние узлы также могут содержать пары ключ-значение. АВЛ+ алгоритм (обратите внимание на плюс) модифицирует алгоритм AVL, чтобы сохранить все значения на конечных узлах, используя только узлы ветвей для хранения ключей. Это упрощает алгоритм, сохраняя при этом след Меркла hash. короткий. Дерево AVL+ аналогично попыткам Патрисии Ethereum. Есть компромиссы. Ключи не требуется hash перед вставкой в Деревья IAVL+, что обеспечивает более быструю упорядоченную итерацию ключа. пространство, которое может принести пользу некоторым приложениям. Логика проще реализовать, требуя только два типа узлов – внутренние узлы и листовые узлы. Доказательство Меркла в среднем короче, поскольку * / \ / \ / \ / \ * * / \ / \ / \ / \ / \ / \ * * * h6 / \ / \ / \ h0 h1 h2 h3 h4 h5 Простое дерево с 7 элементами.
сбалансированное двоичное дерево. С другой стороны, корень Меркла Дерево IAVL+ зависит от порядка обновлений. Мы будем поддерживать дополнительные эффективные Merkle tree, такие как Патриция Три из Ethereum, когда бинарный вариант становится доступен. В канонической реализации транзакции передаются в Приложение-концентратор Cosmos через интерфейс ABCI. Хаб Cosmos примет ряд первичных транзакций. типы, включая SendTx , BondTx , UnbondTx , ReportHackTx , SlashTx, BurnAtomTx, ProposalCreateTx и ProposalVoteTx, которые достаточно очевидны и будут задокументированы в будущая редакция этой статьи. Здесь мы документируем два основных типы транзакций для IBC: IBCBlockCommitTx и IBCPacketTx . Транзакция IBCBlockCommitTx состоит из: ChainID (строка): идентификатор blockchain. BlockHash ([]byte): блок — hash байт, корень Меркла. который включает приложение-hash BlockPartsHeader (PartSetHeader): заголовок набора частей блока. байты, необходимы только для проверки подписей голосований BlockHeight (int): высота фиксации. BlockRound (int) : раунд фиксации. Commit ([]Vote): Предварительное принятие Tendermint >⅔ голосует за то, включать фиксацию блока ValidatorsHash ([]byte): корень дерева Меркла hash нового validator набор
ValidatorsHashProof (SimpleProof): SimpleTree Merkleproof для проверки ValidatorsHash на соответствие BlockHash.
AppHash ([]byte): корень дерева Меркла IAVLTree hash
состояние приложения
AppHashProof (SimpleProof): SimpleTree, защищенный Мерклем для
сравнение AppHash с BlockHash
IBCПакет состоит из:
Заголовок (IBCPacketHeader): заголовок пакета.
Полезная нагрузка ([]byte): байты полезной нагрузки пакета. Необязательно
PayloadHash ([]byte): hash для байтов пакета.
Необязательно
Должен присутствовать любой из Payload или PayloadHash . hash
пакета IBCPacket является простым корнем Меркла двух элементов: Header
и Полезная нагрузка . Пакет IBC без полной полезной нагрузки называется пакетом.
сокращенный пакет.
IBCPacketHeader состоит из:
SrcChainID (строка): идентификатор источника blockchain.
DstChainID (строка): идентификатор пункта назначения blockchain.
Номер (int): уникальный номер для всех пакетов.
Статус (перечисление): может быть одним из AckPending, AckSent,
AckReceived, NoAck или Timeout
Тип (строка): типы зависят от приложения. Cosmos
резервирует тип пакета «монета»
MaxHeight (int): если статус не NoAckWanted или AckReceived.
на этой высоте статус становится Timeout . Необязательно
Транзакция IBCPacketTx состоит из:FromChainID (строка): идентификатор blockchain, который
предоставление этого пакета; не обязательно источник
FromBlockHeight (int) : высота blockchain, на которой
следующий пакет включен (в формате Меркла) в блок - hash из
исходная цепочка
Пакет (IBCPacket): пакет данных, статус которого может быть одним
из AckPending, AckSent, AckReceived, NoAck или Timeout
PacketProof (IAVLProof): IAVLTree-доказательство Меркла для доказательства
hash пакета по AppHash исходной цепочки по адресу
заданная высота
Последовательность отправки пакета из «Зоны1» в «Зону2»
через «Хаб» изображен на {Рис. X}. Сначала IBCPacketTx
доказывает «Хабу», что пакет включен в app-состояние
«Зона1». Затем другой IBCPacketTx доказывает «Зоне2», что
пакет включен в состояние приложения «Хаб». Во время этого
процедуры, поля IBCPacket идентичны: SrcChainID
всегда «Зона1», а DstChainID — всегда «Зона2».
PacketProof должен иметь правильный путь, защищенный Меркле, так как
следует:
Когда «Зона 1» хочет отправить пакет в «Зону 2» через «Хаб»,
Данные IBCPacket идентичны независимо от того, зарегистрирован ли пакет в «Зоне 1», «Хабе» или «Зоне 2». Единственный изменяемый Yeld - это
Статус для отслеживания доставки.
Мы благодарим наших друзей и коллег за помощь в концептуализации,
проверка и поддержка нашей работы с Tendermint
и Cosmos.
IBC/
Заки Маниан из SkuChain оказал большую помощь в форматировании и формулировка, особенно в разделе ABCI Джехану Трембаку из Althea и Дастину Байингтону за помощь с начальные итерации Эндрю Миллер из Honey Badger за отзыв о консенсусе Грег Слепак за отзыв о консенсусе и формулировках Также спасибо Биллу Глейму и Сынхван Хану за различные взносы. Ваше имя и организация здесь за ваш вклад 1 Bitcoin: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf 2 ZeroCash: http://zerocash-project.org/paper 3 Ethereum: https://github.com/ethereum/wiki/wiki/WhitePaper 4 DAO: https://download.slock.it/public/DAO/WhitePaper.pdf 5 отдельных свидетелей: https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip0141.mediawiki 6 BitcoinNG: https://arxiv.org/pdf/1510.02037v2.pdf 7 Сеть Lightning: https://lightning.network/lightningnetwork-paper-DRAFT-0.5.pdf 8 Тендерминт: https://github.com/tendermint/tendermint/wiki 9 Невозможность ФЛП: https://groups.csail.mit.edu/tds/papers/Lynch/jacm85.pdf 10 Слэшер: https://blog.ethereum.org/2014/01/15/slasher-apunitive-proof-of-stake-algorithm/ 11 PBFT: http://pmg.csail.mit.edu/papers/osdi99.pdf 12 BitShares: https://bitshares.org/technology/delegatedproof-of-stake-consensus/
13 Stellar: https://www.stellar.org/papers/stellar-consensusprotocol.pdf 14 Интерледжер: https://interledger.org/rfcs/0001-interledgerarchitecture/ 15 сайдчейнов: https://blockstream.com/sidechains.pdf 16 Каспер: https://blog.ethereum.org/2015/08/01/introducing-casperfriendly-ghost/ 17 ABCI: https://github.com/tendermint/abci 18 Ethereum Шардинг: https://github.com/ethereum/EIPs/issues/53 19 ЛибСвифт: http://www.ds.ewi.tudelft.nl/yleadmin/pds/papers/Performa nceAnaлизOfLibswift.pdf 20 ДЛС: http://groups.csail.mit.edu/tds/papers/Lynch/jacm88.pdf 21 Безопасность тонкого клиента: https://en.bitcoin.it/wiki/Thin_Client_Security 22 Ethereum 2.0 Сиреневая бумага: http://vitalik.ca/yles/mauve_paper.html https://www.docdroid.net/ec7xGzs/314477721-ethereumplatform-review-opportunities-and-challenges-for-privateand-consortium-blockchains.pdf.html
гл è