Первый блок Solana был создан 16 марта 2020 года и познакомил мир с потенциальными преимуществами и возможностями Proof of History (PoH), новой технологии, которая, как утверждается, значительно повышает эффективность и масштабируемость блокчейн сетей. Указанная технология, получившая название «распределенные часы», была впервые предложена в ноябре 2017 года в документе основателя Solana Анатолия Яковенко.
Оглавление.
- Как работает?
- Плюсы и минусы PoH
- Примеры протоколов
- Потенциальные проблемы
- PoH консенсус будущего?
- Заключение
- Другие консенсусы
Что такое PoH?
Протокол доказательства истории, или PoH, — относительно новый метод, используемый в системах блокчейна для обеспечения точности исторических данных и отсутствия подделок. Точность достигается за счет использования хэш-функции для создания уникального «отпечатка пальца» набора данных (например, прошлых транзакций). Затем это включается в блок блокчейна и может быть проверено узлами, которые в настоящее время защищают блокчейн. Эти узлы могут сравнивать отпечаток пальца с текущим состоянием данных блокчейна, чтобы подтвердить его достоверность и точность. Поскольку хеш-функция является детерминированной, любое изменение данных приведет к получению другого отпечатка пальца, который затем будет распознан узлами как мошеннический, и блок будет отброшен. PoH используется для защиты и децентрализации блокчейна, предотвращения двойных расходов и обеспечения поддержки и размещения идентичных копий блокчейна на всех узлах.
Как работает?
1. Сложно.
Работает путем создания временной метки для каждого блока, а затем использования проверяемой функции задержки (VDF), для доказательства того, что временная метка была сгенерирована за определенный промежуток времени. Это хеш предыдущего PoH и текущего блока. Последовательность этих временных меток называется строкой времени и доказывает, что блоки были добавлены в блокчейн в определенный момент времени.
Временная метка представляет собой хеш предыдущего PoH и текущего блока. При этом создается серия временных меток, которые можно использовать для доказательства того, что блок был добавлен в блокчейн в определенный момент времени. Затем временная метка передается в сеть и может быть проверена и сохранена всеми узлами.
VDF представляет собой криптографическая функция, для расчета которой требуется много вычислений, которую можно легко проверить. Узлы могут легко проверить, что временные метки были сгенерированы в нужное время и не были рассчитаны заранее перед добавлением блока в цепочку. Благодаря PoH Solana может значительно сократить объем данных, которые необходимо хранить и проверять, позволяя сети обрабатывать больше транзакций и обслуживать больше пользователей.
2. Пример.
В Proof of History создаются отметки времени, чтобы доказать, что блок был создан в определенное время.
Подумайте вот о чем: если вы фотографируете соревнования по легкой атлетике на Олимпийских играх, вы создаете доказательство того, что фотография была сделана во время этих соревнований, поскольку соревнования проходили в определенное время, ни до, ни после.
- Доказательство истории — это историческая запись, доказывающая, что событие произошло в определенное время.
Хэш-функция SHA256 (также известная как «дайджест», тип подписи для текстового файла или файла данных) используется для хеширования всех событий и транзакций в блокчейне Solana. Эта функция принимает входные данные и выдает выходные данные, которые невозможно предсказать.
Solana берет выходные данные транзакции и передает их в следующий хэш. Последовательность транзакций теперь встроена в хешированные выходные данные.
Результатом этого процесса хеширования является длинная, непрерывная цепочка хешируемых транзакций. Без необходимости использования традиционной временной метки это свойство генерирует четкую, поддающуюся проверке последовательность транзакций, которые валидатор добавляет в блок. Хеширование также требует времени, поэтому валидаторы могут быстро определить, сколько времени прошло.
- Протокол Solana PoH — это, по сути, система синхронизации событий Blockchain. Время имеет решающее значение для систем Blockchain, поскольку они создают постоянно растущую цепочку блоков.
Другими словами, порядок блоков внутри блокчейна определяет порядок всех происходящих событий. Это может вызвать проблемы, если узлы не договорятся о правильном порядке событий.
Например, давайте представим, что два разных узла пытаются добавить транзакцию. Если они оба добавят их одновременно, узлам придется договориться о том, какая транзакция будет добавлена первой.
Поскольку время имеет важное значение, давайте также представим, что оба узла имеют часы, синхронизированные с одним и тем же сервером времени. Часы идут независимо, поэтому время у них немного разное. Узел с меньшим тактовым временем всегда будет выигрывать в гонке за добавление транзакции, а другому узлу придется начинать заново с новой транзакцией.
В официальном документе Solana подробно рассказывается о протоколе и о том, как он работает. Он также включает информацию о конечной цели проекта: создать децентрализованную блокчейн-систему веб-масштаба, способную обрабатывать миллионы транзакций в секунду.
Плюсы и минусы PoH
Основное преимущество заключается в том, что это значительно улучшает масштабируемость блокчейна, поскольку предыдущие транзакции могут быть эффективно проверены при минимизации требований к хранению данных. Также он энергоэффективен, сокращая углеродный след блокчейнов с поддержкой PoH.
Основным недостатком является то, что он полагается на доверенную третью сторону, генератор PoH, для генерации хешей, которые включаются в блокчейн. Этот генератор PoH играет важную роль в безопасности и надежности сети. Сеть в целом может пострадать, если генератор PoH ненадежен.
Примеры протоколов
- Filecoin — децентрализованная сеть хранения, построенная на блокчейне PoH.
- Hashgraph — еще один блокчейн PoH.
Потенциальные проблемы
Проблемы часто связаны с механизмом консенсуса и должны будут доказать свою эффективность при решении описанных ниже проблем.
1. Централизованная система
Хотя это можно рассматривать как преимущество, у этого есть и свои недостатки. Система полагается на один доверенный объект для проверки данных и передачи их другим объектам в сети. Если этот объект будет взломан или поврежден, целостность сети может оказаться под угрозой.
Если компьютеры, управляющие и генерирующие хэши, недостаточно защищены, они могут быть взломаны. Если взломан генерирующий хэши конкретный компьютер, его можно использовать для создания ложного заказа.
Более того, централизованность также подразумевает, что все пользователи должны доверять одному и тому же объекту использующему сеть. Это может быть проблематично, если у разных организаций разные программы действий.
2. Низкая скорость работы
"ПОХ" работает медленно. Для перемещения любых данных по сети требуется время. В результате малому бизнесу сложно внедрить платформу. Участие в сети для крупных компаний может оказаться дорогостоящим из-за высоких комиссий, связанных с использованием системы.
3. Большой объем вычислительной мощности
Чтобы обеспечить успешность PoH, потребуется значительное количество вычислительной мощности и энергии.
Доказательство истории требует большого объема вычислительной мощности на каждом узле. Это ограничивает количество узлов, которые можно развернуть, что может затруднить внедрение платформы малым предприятиям.
Большая вычислительная мощность подразумевает потребление большого количества энергии. Это может создать проблемы для окружающей среды и сети Blockchain.
4. Меньше децентрализованных приложений (dApps)
Блокчейны предназначены для использования в криптовалютах и других приложениях, требующих высокого уровня доверия. Блокчейны PoH более централизованы и не обеспечивают такого же уровня доверия.
5. Пользователи с одной учетной записью
Еще одна проблема заключается в том, что консенсус должен иметь возможность различать нескольких пользователей, использующих одну и ту же учетную запись или историю транзакций. Злоумышленник может создать ложные данные в одной из этих учетных записей для обхода процесса проверки.
В идеале система Solana могла бы обнаружить это путем сравнения различных наборов данных из разных источников; если они каким-либо образом отличаются, то несоответствие будет отмечено для дальнейшего исследования.
6. Высокочастотная торговля
Наконец, протокол доказательство истории Solana не предназначен для высокочастотной торговли high frequency trading (HFT). Поскольку HFT полагается на более быстрые транзакции и больший объем данных, проходящих через систему, в таких условиях вероятность ошибки практически отсутствует.
PoH консенсус будущего?
Доказательство истории имеет большой потенциал. Но, как и у любого алгоритма консенсуса, здесь есть и сложности. В качестве валидатора в Solana, не каждый сможет участвовать, т.к. должны соответствовать строгим требованиям. Это значительно ограничивает децентрализацию Solana. Потому что, если посмотреть на валидатор Proof-of-Stake, подойдет любое стандартное компьютерное оборудование, позволяющее каждому участвовать в консенсусе, что делает его гораздо более децентрализованным.
Хотя скорость транзакций является основным преимуществом Solana, в некоторых отношениях она также является и помехой. Десятки тысяч транзакций генерируют огромные объемы данных. 1 транзакция около 250кб. 50 000 TPS по 250 КБ равны примерно 40 петабайтам данных в год. Это чрезвычайно большой объем данных, и многие компании, не говоря уже о частных лицах, не могут хранить такой объем данных. Поэтому решение этой проблемы должно быть найдено в будущем.
Заключение
Механизм консенсуса доказательства истории демонстрирует огромный потенциал. Консенсус быстрее и энергоэффективнее других алгоритмов. Благодаря отметкам времени проверка блока безопасна, поскольку время задано. Конечно, у «Доказательства истории» есть и свои недостатки, описанные ранее.
Тем не менее PoH преуспевает на рынке. Все больше разработчиков создают приложения в сети Solana.
Другие консенсусы
- PoW (Proof-of-Work)
- PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance)
- PoS (Proof of Stake)
- DPoS (Delegated Proof of Stake)
- PoB (Proof of Burn)
- PoC (Proof of Capacity)
- PoET (Proof-of-Elapsed Time)
- PoST (Proof-of-Spacetime)
- ZK-proofs - (доказательство с нулевым разглашением)
- PoR - (Proof-of-reserves)
Канал в телеграмм I Канал на ютуб I
#консенсус #poh #ProofofHistory #протокол #докозательства