Ср. Авг 4th, 2021
    архитектура блокчейна

    Все успешные блокчейн-проекты опираются на схожие дорожные карты. В их основе — архитектура блокчейна с максимально скомпенсированной экосистемой.

    Основу экосистемы любого блокчейна составляют:

    • криптовалюты;
    • умные контракты;
    • приложения.

    Технология блокчейна применяется по всем трем направлениям и определяет характер перспективного развития платформы. Путем естественного отбора уцелевшие и процветающие блокчейн-платформы пришли к унификации  архитектурных решений. Поэтому сейчас блокчейны можно классифицировать по архитектуре, опираясь на общее и различное в достижении консенсуса и некоторых других характеристиках.

    Достижение консенсуса — опорный архитектруный элемент блокчейна.

    Консенсус по подлинности блока

    Для того, чтобы создать блок в блокчейне, сеть должна подтвердить валидность блока, то есть прийти к консенсусу по его подлинности. Есть два основных способа достижения консенсуса. Он достигается либо по алгоритму Proof-of-Work — доказательство работы (Bitcoin и Ethereum), либо Proof-of-Stake — доказательство владения (Free TON, EOS, PolkaDot). Разницу между алгоритмами мы недавно рассматривали. Вкратце:

    • в PoW вероятность создания блока пропорциональна задействованной вычислительной мощности, ведь блок в прямом смысле добывается путём вычисления хэш-функции. Этим и подтверждается подлинность блока, то есть достигается консенсус. Алгоритмы вычисления блока в Proof-of-Work отличаются разве что назначенной сложностью вычисления хэша. Например, работающая на Proof-of-Work платформа Bitcoin задает такую сложность, чтобы блок мог генерироваться не чаще раза в 10 минут. Блокчейн Ethereum также работает по алгоритму Proof-of-Work, но с установленной предполагаемой скоростью генерации блока раз в 15 секунд. На этом основные отличия в протоколах по Proof-of-Work заканчиваются.
    • в PoS все гораздо разнообразнее. Здесь вероятность создания блока зависит от баланса на счету пользователя блокчейн-системы, а способы достижения консенсуса подразделяются на несколько категорий, в зависимости от размеров блокчейна и заданных линий развития сети.

    Поэтому алгоритм Proof-of-Stake имеет свои подуровни классификации.

    Протоколы различаются по способу создания и валидации.

    1. В зависимости от того, КТО может создавать блок:  
    • любой узел;
    • представитель сообщества валидаторов.

    Большинство масштабируемых систем на PoS выбирают протоколы создания блоков валидаторами.

    1. По тому КАК осуществляется валидация:
    • проверка всеми узлами всех цепочек;
    • гарантия подлинности даётся подписью валидаторов.

    Большинство блокчейнов на PoS полагаются на подписи валидаторов.

    В свою очередь создание блоков валидаторами также сегментируется на два подхода, в зависимости от количества допущенных к созданию блока:

    • производитель блока известен и только он создает блок;
    • несколько валидаторов предлагают свои блоки.

    Параллельно разделяется и способ валидации и достижения консенсуса:

    • подписывает блок только один валидатор, создавший блок;  
    • консенсус достигается большинством подписей валидаторов.

    Две цепочки работы блокчейн-платформы

    Получается, что теоретически классификация подразумевает множество вариантов достижения консенсуса. На практике же современные блокчейн-системы работают по двум основным цепочкам: блок создают и подписывают валидаторы, либо делегируя эту функцию — по протоколу Delegated Proof-of-Stake (DPOS), либо достигая консенсуса большинством по протоколу Byzantine Fault Tolerant (BFT).

    Плюс Delegated Proof-of-Stake — может быстро генерировать новые блоки, минус — все узлы или валидаторы должны проверять полученные блоки. Таким образом блок собирает подписи валидаторов, пока не станет достаточно подтвержденным. На это нужно время. Есть опасность появления форков.

    Плюс Byzantine Fault Tolerant — создается блок с уже подтвержденным множеством валидаторов статусом; если большинство валидаторов корректны, форки не могут появиться в принципе. Минус — требуется время для достижения консенсуса подмножеством валидаторов. Как результат — блоки создаются медленнее. Например, блокчейн FreeTon работает с  BFT и предполагает создание блока в рамках от 2 до 10 секунд, в зависимости от удаленности валидаторов друг от друга.

    Каждый из протоколов имеет свои преимущества и недостатки.

    BFT лучше подходит для сильно-связанных мультиблокчейн-систем, таких как FreeTon. Соседние цепочки могут сразу действовать после создания блока, не опасаясь форков и не дожидаясь достаточного подтверждения корректности блока.

    DPOS удобен в слабосвязанной мультиблокчейн-системе, где не требуется взаимодействие между цепочками. Пример — блокчейн BitShares, использующий DPOS.

    8
    0

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *