Coordicide官網簡介 - 繁中先行版

IOTA社群專欄

--

2019/08/27
Coordicide繁中白皮書已發布,請參閱這裡
譯者碎念:本文為非官方的先行翻譯,若有名詞錯譯、內容不順處請以繁中白皮書為主,預祝IOTA凸了木~

原文官網簡中翻譯
本文感謝IOTA china的Jimmy Xiong授權翻譯(簡轉繁及少量口語潤飾)

第一章 | 可擴展的分佈式帳本技術:IOTA

IOTA的目標是為物聯網(IoT)而建立的一種分佈式帳本技術(DLT)。以下特徵是這一願景的基礎:

  • 可擴展性:在大型節點網路上每秒可處理大量交易,具有快速確認的能力
  • 輕量化:低功耗設備應該能夠直接參與網路
  • 無需手續費:發送交易不應要求支付網路費用

傳統的DLT具有限制因素,使其不適合實現IOTA的目標。

1.區塊鏈數據結構
區塊鏈網路速度的固有限制通常被稱為「區塊鏈瓶頸」在區塊鏈中,只有一處可以附加新的交易 — 鏈的末端。下面簡單的視覺效果展示了這種網路吞吐量的負面影響:

區塊鏈數據結構

相比之下,IOTA中的核心數據結構具有高度可擴展性,這可以通過一個簡單的規則實現:每筆交易引用並驗證兩筆現有交易。此規則定義了IOTA的基礎數據結構 — 纏結(Tangle)在數學術語中,它被稱為有向無環圖(DAG)

纏結(Tangle)數據結構

DAG不受單點限制只能在單點附加新的交易,而提供多處可附加交易。用戶可以繼續在Tangle的各個地方附加新交易,而無需等待其他交易確認:

2.共識機制
在區塊鏈中,中本聰共識將網路分為礦工和用戶。礦工消耗大量的計算能力,完成將區塊鏈接在一起所需的工作量證明(PoW)。用戶為將交易包含在一個區塊中而願意支付手續費用,礦工受到這種交易費用的激勵。這種基於收費的激勵結構將成為機器對機器經濟中的一個重要障礙,其中機器之間的小額支付價值可能低於所產生的手續費用。

在IOTA中,礦工和用戶之間沒有區別,所有節點都可以參與共識。這意味著IOTA節點與比特幣中的礦工角色完全不同,IOTA節點僅執行不需要太多計算能力的基本操作(例如:存儲分類帳本、驗證交易),用戶可以最小的成本建立節點並積極參與網路共識,從而增強網路的安全性。

共識層的定義 — 描述節點如何就哪些交易值得信賴達成一致 — 這是IOTA的核心。在當前的IOTA具體實現中,節點信任協調器(Coordinator)發布的里程碑所引用和驗證的交易。為了在網路初期提供安全性,必須使用這種集中的「決定性設備」

節點信任協調器(Coordinator)

去協調器(Coordicide)的解決方案將確保網路保持零手續費,同時保持去中心化和安全性,並促進前所未有的可擴展性。

第二章 | 後協調器時代:開始

去協調器(Coordicide)的目標是讓網路在沒有協調器的情況下達成共識,同時確保其具有以下屬性:

  • 可擴展:網路中的交易速率不受協議的限制
  • 安全:攻擊者無法影響共識
  • 去中心化:所有誠實節點都可以成為共識流程的一部分

當前的DLT解決方案可以同時保證這三個特徵中的至多兩個,這個問題被稱為 — 可擴展性的三難問題(Scalability Trilemma)

可擴展性的三難問題(Scalability Trilemma)

在像比特幣這樣基於PoW的區塊鏈中可以找到三難、不可能三角的例子。這些網路提供安全性和去中心化,但缺乏可擴展性:

  • 安全性:礦工完成PoW以將交易區塊鏈接在一起,礦工的組合計算(哈希)功能可以保護網路
  • 去中心化:礦工分佈在整個網路中,沒有一個礦工可以控制大部分的哈希計算能力

但比特幣面臨著可擴展性的根本問題,為了保持去中心化和安全性,比特幣區塊鏈中的區塊必須限制的大小。此區塊大小限制會限制交易的速率並限制網路的可伸縮性,隨著越來越多的交易在網路上發送,礦工選擇驗證提供最高費用的交易,導致交易成本不斷上升和等待時間過長。這種基於PoW的解決方案的革命性質不應低估-但與此同時,我們也不能低估其對網路吞吐量的固有限制。

帶協調器的IOTA具有可擴展性和安全性,但並非完全去中心化:

  • 可擴展:每筆交易引用並驗證已有的兩筆交易,交易可以隨時隨地附加到Tangle,且無礦工參與其中
  • 安全:協調器通過發布里程碑交易來保護網路,節點僅在有效里程碑引用和驗證時才將交易視為可信賴的

Tangle允許用戶將新交易附加到Tangle的任何部分,由於其DAG結構,唯一的要求是每筆新交易批准另外兩筆交易,通過為多個附加處提供選項並消除對塊的需求,Tangle具有固有的可擴展性。
然而,雖然協調器確保網路安全,但它也代表著有單點故障的可能性,因此限制IOTA成為完全去中心化的網路。

改進的纏結:去中心化和安全性

僅僅取消協調器不足以實現去中心化。事實上,IOTA白皮書最初提出的共識機制要求大多數交易總是來自誠實的網路參與者。換句話說,誠實節點的角色需要擁有大部分網路的哈希能力。然而,沒有礦工,IOTA沒有恆定誠實的哈希能力的概念。這意味著誠實的節點需要發送連續的交易流,無論它們是否實際使用了網路。

Coordicide的目標是通過提供去中心化的安全網路來解決可擴展性的三難問題,同時保持快速的交易速率。解決方案的核心是一種投票機制,節點通過投票機制請求其他節點的意見,以便決定哪些交易應該包含在Tangle中,哪些應該被孤立。

節點

要取消協調器,必須解決許多挑戰。由於解決方案的複雜性,Coordicide被分解為不同的組件。這種方法使我們的Coordicide模組化,這意味著如果有新的研究顯示出具有進一步的改進,每個模組都可以獨立替換。

我們的目標是使IOTA成為黃金標準:企業級DLT,與主要組織和標準機構合作,通過開源進行治理。

第三章 | 模組化:長期發展的關鍵

真正模組化的DLT潛力經常被忽視。許多人認為,因為DLT是軟體,所以它們本身就是可升級的。然而在實務上,未使用模組化做基礎設計的軟體將開始停滯。未來的升級靈活性,對於這種快速發展技術的長期成功至關重要。

模組化(modularity)

為了使IOTA協議具有這種靈活性,並使其能夠在未來服務於各種案例,Coordicide解決方案將IOTA更新為模組化DLT。我們開發了幾個模組,消除了IOTA共識層中協調器的需求。

這些模組帶來了幾個額外的好處,包括:

  • 減少交易終結時間(在幾秒鐘內)
  • 減少提升促進和重新附加的需求
  • 引入自動節點發現匹配機制
  • 降低消息額外開銷

Coordicide核心模組是一種改進的共識機制:一種投票方案,補充了Tip選擇演算法,並以最大限度地提高去中心化和安全性。我們還設計了一種將身份與每個節點相關聯的系統,通過自動節點匹配,此身份標識用於構建小世界網路並控制交易速率。然後,節點通過向其他節點詢問其分類帳狀態來投票解決衝突。

在以下部分中,我們將討論兩個提案(非互斥)的共識實現:
細胞共識(Cellular Consensus
快速機率共識
Fast Probabilistic Consensus

我們向感興趣的讀者推薦我們的Coordicide白皮書,我們將在這裡進一步闡述我們提出的想法。

以下是後協調器時代IOTA網路的基本路線圖。我們目前正在開發原型系統,並計劃在將組件合併到一個無協調器的測試網路之前,為各個構建模組發布測試網。我們將在合適的時候分享新的模擬結果,我們期待在這些測試網路上與社區進行合作。

第四章 | 模組:談談目前要面對的問題

我們想要解決什麼問題?
首先,讓我們提出兩個基本問題:

  • 當我們談論「網路共識」時,我們想要實現什麼目標?答案其實很簡單。我們希望所有誠實節點對分類帳本的狀態保持相同意見,或更簡單地說,我們希望所有誠實節點都同意哪些交易有效。
  • 由於IOTA不必選擇「領導者」來開採區塊,那我們實際上是對什麼在進行投票呢?答案也很簡單,如果兩筆交易發生衝突,則會導致Tangle的分裂。為了解決衝突,節點將對首選交易進行投票(非首選交易則變為孤立交易)。
模組(Modules)

傳統基於PoW的DLT為這些問題提供了一組答案,但這些答案具有明顯的缺點。若IOTA基於PoW共識的話,將導入挖礦競賽並導致功耗和成本增加,從而限制了在物聯網中的使用。以下部分描述了更合適的解決方案:

模組1 | 有趣的魔力(mana)系統

在沒有協調器的網路中,我們必須可靠地將交易或其他消息與發布它們的節點相關聯。例如,要允許節點投票,我們需要能夠識別它們(及其投票)。因此,每個節點都會生成一個唯一的標識符,用於簽署消息或投票,從而確保真實性。

但是,依賴於節點標識會使分佈式系統容易受到女巫攻擊(Sybil attacks)。防止此類攻擊的一種方法是將節點可能的投票數量,與PoW中的哈希算力或者權益證明(PoS)中的權益價值等稀缺資源相關聯。

與基於PoW的DLT不同,PoS不會遇到可擴展性問題。然而,在「最長鏈獲勝」的環境中,PoS容易受到某些攻擊,例如:

  • 沒有利益風險問題:當事方可以同時投票支持兩個相互衝突的鏈,而不會冒任何風險或投資任何資源。
  • 遠程攻擊:大型利益相關者可以秘密挖掘更長的鏈條,然後再廣播。

這兩個攻擊向量使PoS在「最長鏈獲勝」網路中不受歡迎。
由於我們的Coordicide解決方案不依賴於最長鏈獲勝規則,因此我們的Sybil保護機制不受這些問題影響。

我們提出一個名為魔力(mana)的名譽系統:

  1. 通過在價值交易中移動IOTA,用戶可證明所轉讓的IOTA金額所有權。
  2. 用戶可通過向交易簽名添加節點ID,從而將價值交易「鏈接」到他們所選擇的節點。實際上,這很可能與用於發布交易的節點相同。
  3. 該交易導致mana從其先前分配到該交易中所指定的節點移動,這將增加所選節點的mana總和。
魔力(mana)系統

mana系統結合了基於資金的Sybil保護機制與名譽系統的優勢。在通過將IOTA傳輸給節點所有者時,mana不僅記入節點,它也可以通過向社區提供良好的服務並將有效的交易傳播到網路來獲得。作為信任或名譽衡量標準的mana總和,可用於以其他方式(例如在費率控制或投票模組)進一步獎勵給好的參與者(誠實節點)

mana運用名譽很難獲得但很容易失去的觀念,關鍵在於通過撤銷先前授予的名譽來懲罰壞人(惡意節點)的能力。在IOTA中,如果發現當前的首選節點行為不端(例如傳播無效交易),這就能夠非常簡單地將您授權的mana重新分配給另一個節點。

最後,mana的一個關鍵優勢在於,與其他Sybil保護機制相比,其中節點ID與所有者的私鑰相關聯,迫使用戶參與複雜且存在潛在風險的權益程序,該mana系統確保了大部分的資金用於分配名譽。

模組2 | 安全的自動配對

IOTA這類的點對點網路中,節點鄰居是唯一的信息來源。因此,任何配對機制必須集中連接到健康的誠實鄰居,即不試圖損害網路的節點。

我們導入一種自動配對( auto-peering)機制,其中每個節點都有自己的標準來選擇潛在鄰居。攻擊者不能在節點配對過程中影響決策,因此節點對網路的特定「視圖」本地化且不可預測。這有助於防止外部攻擊,例如日食攻擊(Eclipse Attack)並使攻擊者幾乎無法在自動配對的過程中瞄準特定節點,同時確保節點始終擁有一定數量的誠實鄰居。

自動配對機制

此外,自動配對機制將嘗試創建一個小世界網路,其中節點僅需少量步驟就能抵達其他節點,進一步加快了達成共識的時間。

模組3 | 防止垃圾交易

分佈式帳本技術(DLT)需要一種機制來控制進入網路的交易速率,因為節點資源有限(例如頻寬、CPU)從而導致低吞吐量。這類似於高速公路一口氣有大量車潮進入,交通可能因此擁堵癱瘓。

目前Tangle實現了一種基於簡單的工作量證明(PoW)的垃圾交易保護機制,然而僅通過PoW控制交易速率是不切實際的,因為它會導致挖礦競賽的產生。因此,我們提出了一種自適應速率控制機制,它根據不同因素智慧調整各個節點的PoW難度,例如根據最近發布的交易和mana數量來調節。

值得注意的是,使用PoW作為速率控制機制與基於PoW的共識無關,Coordicide方法明確消除了這種共識,我們的速率控制機制的設計使其不會導致挖礦競賽,也不需要大量的耗能。

不同的節點,交易速率、Mana、PoW皆不同

這個模型中,在相同的交易速率下,高mana節點跟低mana節點相比,高mana節點PoW難度需求較低;而在不同的交易速率下,高交易速率節點的PoW難度較高,低交易速率節點的PoW難度較低。
譯註:這段原文有點饒舌,改用較口語方式形容 — 感謝Heta協助

我們強制實施每個節點的最大交易速率,以進一步防止垃圾交易。該系統帶來雙重好處:

  • 它保護網路免受惡意參與者的攻擊,例如使用特殊應用積體電路(ASIC)來向網路發送垃圾交易和/或者影響節點共識。
  • IOTA的主要應用在物聯網,它由資源有限的節點所組成,可能以較慢的速率發布交易,此機制允許較慢的節點通過網路成功傳播其交易。

模組4 | Tip選擇演算法

Tip選擇演算法(Tip Selection Algorithm)是選擇交易並進行驗證的方法,一個好的演算法允許Tangle以穩定且安全的方式增長。

纏結(Tangle)

要將新交易附加到Tangle,演算法需要選擇並驗證兩筆先前的交易,最好是尚未確認的交易(Tips)。這種驗證機制代表了纏結中的「信任」:如果交易y驗證了交易x,這意味著y認為交易x是有效的,並對其整個交易歷史也都認同有效。

隨機漫步的Tip選擇演算法

在過去,我們使用隨機漫步(Random Walk)作為我們的Tip選擇演算法,這不僅形成健康的Tangle結構,也允許我們識別最重的權重,因此也成為Tangle的首選交易。雖然這種機制對於達成共識至關重要,但它也顯示出一些不太理想的特性:

  • 如果沒有積累足夠權重,誠實的交易可能會被遺忘。這導致對提升促進和重新附加的需求增加(即使在沒有攻擊的情況下),而反過來又顯著降低了交易的可靠性。
  • 攻擊者可能試圖「玩弄」隨機漫步,如寄生鏈(parasitic chains)之類的惡意結構攻擊,或者透過執行分裂攻擊來阻止網路達成共識。
  • 計算交易的累積權重相對昂貴,且對協議的可擴展性造成問題,尤其是在高吞吐量的情況下。

因此,我們透過添加投票層來識別Tangle網上的首選交易(作為附加模組),我們能夠:

  • 更快地解決衝突,從而降低交易意外附加到Tangle錯誤部分的可能性。
  • 使用不再基於累積權重的不同tip選擇機制,因此遺忘有效交易的可能性較低。
擁有投票層的Tip選擇演算法

這將提高IOTA網絡中交易的可靠性,並顯著減少重新附加和提升促進的需要,它還將使選擇tip的過程更便宜更快速。

模組5 | 主動衝突解決機制

到目前為止,我們已經描述了許多新概念,但基於累積權重的共識機制,僅由Tip選擇演算法保護,仍會將IOTA暴露在挖礦競賽的問題之中。

為了克服這問題,我們提出了一個額外的安全層,讓節點通過投票來交換意見。多年來人們對投票模型進行了大量研究,在機率模型中,節點在多輪中請求少量的其他節點意見,並可能改變自己的意見。本投票模型由Holley/LiggettClifford/Sudbury在70年代引入後,開始有大量相關研究。

引入投票機制帶來多重好處:

  • 我們讓節點相互通信並主動解決問題,而不是等到越來越多的已發布交易產生衝突的時候再去解決。
  • 節點的投票根據其持有的mana值進行加權,因此優秀的節點能夠對網路產生更大的影響。
  • 誠實的節點通過投票來保護網路,即使他們當前沒有發布任何交易。結合提出的Sybil保護機制(mana),它取代了區塊鏈中恆定的誠實哈希算力,而不依賴於PoW。
  • 共識過程與Tip選擇或Tangle的結構等其他方面分離。這使得模組化DLT可以輕鬆地適應未來的要求。它還可以防止操縱Tangle結構的所有形式的攻擊破壞共識機制,包括白皮書中描述最危險的攻擊,如寄生鏈攻擊(parasite chain attacks)

傳統投票模型的主要缺點,在於它們無法順利地進行擴展;它們需要所有網路參與者的精確知識並且具有非常高的消息開銷(message overhead)

讓我們介紹Shimmer:一種克服傳統投票模型所面臨問題的解決方案。

Shimmer:更好的投票機制

在接下來的部分中,我們通過介紹Shimmer中的兩種投票方案,以及他們如何達成共識,來描述當前的投票算法研究進展:

  • 細胞共識(Cellular Consensus模仿細胞自動機的行為
  • 快速機率共識Fast Probabilistic Consensus)使用機率理論提供有力的安全保證。

模組5.1 | Shimmer

Shimmer投票方案根據自然界中出現的非凡行為命名。蜜蜂「同步」他們的運動,以抵禦掠食者。他們在沒有任何集中實體的情況下這樣做,並且知道何時藉由觀察同伴的行為來「改變自己的狀態」。
譯註:這裡有大量蜜蜂展現自然界同步,有密集恐懼症者注意www

根據某些預定義規則行事的個體自主代理,這可以在自然界中的許多系統中找到,例如蜜蜂,螞蟻,魚群,甚至在某些物理領域。非常簡單的規則可以創建令人難以置信的複雜功能,隨著時間的推移,這些功能湧現出系統的新興屬性。Shimmer共識機制的工作方式也是這樣的。我們只關心非常小的節點子集的意見,而不必試圖重建每個其他節點的意見,從而有機地形成共識,作為網路的新興屬性。

當Shimmer中出現衝突時,節點會迭代地交換關於他們喜歡衝突交易中哪一個的意見,直到最終達成共識。節點獲得Tangle首選部分的全局視圖,這對於保證共識至關重要。在某些時候,節點可以進一步決定將自己的決定標記為已完成。這意味著它將停止參與投票過程,並且永遠不會再次偏離這種觀點,即使是在壓倒性的意見變化(由於攻擊)的情況下。

由於Shimmer將在Tangle中用於達成共識,「喜歡」或「不喜歡」 一筆交易會帶來更廣泛的後果。如果某個節點「喜歡」某筆交易,那麼它還必須「喜歡」直接或間接引用的所有其他交易。相反,如果一筆交易「不被喜歡」,那麼引用此交易的交易就不會被「喜歡」。

重要的是要注意,沒有必要對每筆交易進行投票。與任何其他交易沒有衝突的交易可以僅基於局部修飾符被認為是「喜歡的」(即,在經過一定時間之後)。只需要投票來解決衝突和邊緣情況。

節點將拒絕同時「更喜歡」兩個衝突的子纏結的投票。這迫使節點決定唯一的倖存者。違反此規則的節點可能會被忽略並永久刪除該鄰居。還要注意,沒有理由誠實的節點會想要投票支持兩個衝突的子纏結,因為沒有任何挖礦獎勵可以激勵他們這樣做。

我們正在研究如何進行和保護投票的兩種不同方法。這些是:

  • 元胞自動機共識
  • 快速概率共識

它們具有不同的屬性,但兩者都顯示出同樣有前途的早期結果,並且很快將在公共測試網上進行詳細測試。幸運的是,該協議的模組化使得兩者並行測試變得非常容易。

模組5.1.1 | 細胞共識

在「元胞自動機共識」中,投票過程被建模為元胞自動機,其中節點可被視為監視其鄰居狀態並相應調整自己意見的元胞。實際的一致性算法非常簡單,可以用5行代碼匯總:

如果NumberOfNeighborsPreferringTransaction(tx)> NumberOfNeighbors / 2 {
PreferTransaction(tx)
} else {
DislikeTransaction(tx)
}

這描述了一種機制,其中節點採用其鄰居的多數意見,喜歡或不喜歡基於該多數的交易。

它非常快速和強大。以下動畫描繪了在存在128筆衝突交易(不同顏色代表不同交易)的情況下10,000個節點達到共識的模擬:

在此示例中,網路在幾秒鐘內達成共識。

增加節點數會影響交易在網路中傳播所花費的時間,但不會影響達成共識的時間。無論有多少節點參與網路,決策都是在本地、並行進行的。

投票總是與相同的鄰居進行意見交換,這一事實可能代表攻擊途徑。我們通過在對等匹配過程中結合基於mana的名譽系統來增加安全性:節點將更喜歡具有相似名譽的鄰居。這使得攻擊者甚至被視為鄰居也很昂貴,並為節點增加了另一個獲得高名譽的動力。隨著誠實節點擁有的mana隨著時間的推移自然增長,網路變得越來越安全。

關於意見的Gossip協議:有機體的免疫系統

將節點作為生物體的細胞處理,這樣使我們能夠實施「免疫系統」。這可以通過強制參與者遵守規則來保護網路免受攻擊,並提供比Sybil保護等傳統措施更好的保護。由於所有鄰居都是隨機選擇的,因此Shimmer達成共識的過程非常具有概率性。但在節點層面,元胞自動機共識是確定性的。如果我們知道其鄰居的意見,這允許我們驗證節點的行為。因此,可以檢測到違反規則的不良行為者(如下所示)並立即被任何其他鄰居驅逐。

這想法可在以下協議中形式化,我們稱之為「關於意見的Gossip協議」:

  • 每隔一段時間,每個節點向其鄰居發出一個「心跳」消息。這包含了它目前的意見以及它產生這種意見的原因,即它在上一輪中的鄰居意見。
  • 為了壓縮交換數據量,僅發送連續心跳之間的差異,比如僅發送「喜歡」狀態已改變的那些交易的哈希。
  • 節點簽署其心跳消息和意見以保證真實性。

此心跳有多種用途:

  • 它強制節點進行常規聲明並維護網路的活動成員。
  • 它用於同步鄰居之間的意見,允許節點根據先前描述的規則更新他們自己的意見,而無需主動查詢其他節點。
  • 它允許節點驗證他們的鄰居是誠實的- 那些通過改變他們的意見而違反協議的人可以立即從網路中驅逐出去。由於消息是簽名的,因此可以通過將惡意消息追溯到發出它們的節點來證明錯誤行為。

這種方法具有許多引人注目的功能,這些功能在任何其他非許可共識機制中都沒有出現:它的異步性,實現的簡單性,消息開銷的效率,達成共識的速度以及攻擊彈性。

雖然湧現的新興現像在生物系統中非常普遍,同時也已經證明在實踐中可以很好地工作,但由於它們具有固有的混亂和復雜性,因此很難以數學方式對它們進行建模。因此,該方法的最大缺點是形式化其科學證據的複雜性。在將其部署到主網上之前,有必要在測試網路環境中徹底研究元胞自動機共識。

模組5.1.2 | 快速機率共識

為了解決「元胞自動機共識」的弊端,我們正在同時分析另一個投票方案,我們已經展示了數學模型和證明:快速概率共識。

可以在本文中找到快速概率共識的正式描述。基本原則與「元胞自動機共識」非常相似,但不是同時在鄰居之間進行異步投票,投票過程則是分為不同的輪次。在每一輪中,每個節點選擇其他節點的新隨機子集,並查詢它們當前的意見。然後根據大多數返回的意見形成節點自己的意見。然而,「多數」的概念在這裡是具有波動性的。我們使用從去中心化的隨機數序列得出的決策閾值,而不是使用50%的固定閾值。選擇一個全局但不可預測的閾值可以讓我們防範想要推遲達成共識的攻擊者。

即使在惡意節點根據最差可能策略進行投票的情況下,此投票過程也具有非常快速收斂的關鍵屬性。這已經在論文中得到了正式證實,但一般原則可以解釋如下:

  • 如果對手知道誠實節點使用的決策規則,那麼它可以預測他們的行為並調整其策略以無限期地停止該過程。
  • 考慮這樣一種情況,其中誠實節點改變其意見的閾值是固定的。現在,控制足夠數量節點的惡意行為者則可以調整其節點的比例,表明他們喜歡/不喜歡特定交易以使網路保持分裂(未定)狀態。通過使用全局隨機數來不斷改變這個閾值,我們通過使規則保持一致,但對對手不可預測這個閾值來消除這種可能性。
  • 因此,實際上不可能將網路長時間保持在分裂狀態。重要的是要注意,當網路處於初始分裂狀態時,這些隨機數僅具有相關影響,並且不會影響接近共識的網路。

在一定數量的投票輪次中,節點不會改變其意見,則該意見可以被認為是最終確定的意見,不需要繼續任何進一步的投票。可以以這樣的方式選擇該數字,使得整個網路達到共識是任意高概率的。

因此,快速概率共識為我們提供了一種方法,可以保證在少量輪次和少量採樣節點之後達成共識,從而滿足使用Shimmer的任何投票過程所需滿足的條件。

第五章 | IOTA的未來

到目前為止,我們已經討論了Coordicide對IOTA網絡及其基礎技術的直接影響。然而,Coordicide項目不僅僅是一個「更好」的網絡。

間接的影響同樣令人著迷,但可能不會立即顯而易見。雖然本網站沒有深度涵蓋這些含義的範圍,但我們仍然希望圍繞一些最重要的功能提供一些初步討論。

可靠的時間戳

我們可能會對時間戳的可信度進行投票,而不是直接對交易的命運進行投票。這裡「可信」意味著交易的發佈時間戳與其到達節點的到達時間之間的差異不高於某個閾值。

然後可以在本地推導出交易是否被喜歡,即,在存在衝突的情況下,優選具有可信時間戳的最早交易。這有很多好處:

  • 即使對分類帳狀態不完全了解的設備也可以參與投票過程。這對於同步節點和設備具有不可靠連接的物聯網環境非常有益。
  • 由於網絡可以就哪些交易攜帶可靠的時間戳達成共識,因此我們可以開始信任時間戳值並建立完全有序的纏結。當兩筆交易帶有「相同」時間戳時,我們只需按交易哈希對它們進行排序。

無法建立整體全局排序一直是基於DAG的DLT在「智能合約」相關方面的最大缺點之一。

多個纏結

如果沒有協調器,可以將多個共存的Tangles作為各自單獨的區域。每個區域可以為它處理的交易(通過不同的IXI模塊)實現不同的邏輯,並將不同的含義與它包含的代幣相關聯。即使這些區域不一定共享相同的規則,但來自一個區域的交易仍然可能引用來自另一個區域的數據。

這將使我們能夠使用非常簡單的構建塊來模擬極其複雜的案例。例如,一個區域中的資源代幣可以表示訪問某些資源的權限,而另一個區域中的資產代幣可以表示某個資產的共享的所有權。

除了為IOTA增加了很多靈活性之外,模塊化方法還可以將網絡活動分解為單獨的區域,從而進一步提高IOTA的可擴展性。例如,僅包含數據交易的「僅數據」Tangle可以與僅包含價值交易的Tangle分開。由於數據交易永遠不會發生衝突,因此Tangle中的交易可以在沒有任何共識機制的情況下立即「確認」。這將實現依賴於不可變數據的各種IoT案例。

每個區域的不同數據結構

由於Tangle是DAG的最通用形式- 交易包能夠引用1到n筆其他交易- 現在可以構建完全不同的數據結構,以滿足案例的特定需求。通過實現不同的tip選擇算法,可以構建類似區塊鏈的結構,其中交易的主乾和分支總是引用先前的交易。類似地,諸如「區塊晶格」的結構可以使用不同的tip選擇算法進行模擬。各種可能性確實沒有任何限制。模塊化方法保證了協議的最終自由。

簽名消息片段中編碼的附加規則

由於每筆交易都帶有可以包含任意數據的「簽名消息片段」,因此可以編碼更複雜的行為(例如,應用交易的某些條件或自動觸發的副作用)。然後,可以由該特定區域的節點解析和應用這些數據。

歡迎打賞(IOTA)
JHTEPJCYERPBVRXZDWCWWJWTQFLYLNYSSQFENEXVAEAJJD9BUNRTYBR9OJTVLLDYEQOWU9CICLX9ZPWFBKQKWPVHFC

--

--