Een team van onderzoekers van Pyrofex Corporation heeft onlangs Casanova geïntroduceerd, een leiderloos optimistisch consensusalgoritme dat geschikt is voor gebruik in een blockchain. In plaats van een ketting te produceren, Casanova produceert blokken in een gerichte acyclische graaf (DAG), wat in wezen een gerichte graaf is zonder cycli. Casanova regelt stemrondes en blokkeert de productie om de schaalbaarheid te verbeteren en heeft een uniek 'regelitemveto' voor tegenstrijdige transacties zoals dubbele uitgaven.

"We waren op zoek naar een schaalbaar consensusalgoritme dat we konden gebruiken om een ​​aantal verschillende blockchain-projecten te implementeren die we hebben, " vertelde het Pyrofex-onderzoeksteam aan TechXplore, via e-mail. "We dachten aanvankelijk dat Casper gelijk zou kunnen hebben en probeerden te bewijzen dat het veilig was en onder ideale netwerkomstandigheden kon leven. Het duurde niet lang om aan te tonen dat dat niet het geval was en om te concluderen dat we een aantal belangrijke veranderingen zouden moeten doorvoeren Ons nieuwe algoritme lost alle problemen op waarmee we werden geconfronteerd, maar het vereiste veel afwijking van eerdere benaderingen."

De meeste bestaande blockchain-technologieën verspillen veel tijd en middelen om het hele netwerk overeenstemming te bereiken over de wereldwijde volgorde van elke afzonderlijke transactie. Hoewel dit misschien redelijk lijkt, de onderzoekers vinden dat een goede blockchain-aanpak transacties in willekeurige volgorde moet kunnen verwerken.

"We zouden de energie en middelen alleen moeten gebruiken om tot consensus te komen wanneer dat nodig is, d.w.z. wanneer er twee tegenstrijdige transacties zijn en het netwerk er precies één moet kiezen, " zeiden de onderzoekers. "Andere blockchains hebben iets soortgelijks geprobeerd, maar met Casanova waren we in staat om precies te specificeren hoe dit te bereiken."

Een opvallend kenmerk van Casanova is dat het niet per se een blockchain bouwt, maar bouwt eerder een DAG. De onderzoekers noemen de structuur van Casanova een 'blokdag'. Als de structuur van een blockchain kan worden vergeleken met een string, een blokdag lijkt op een stuk stof met meerdere aan elkaar geweven touwtjes.

"Daarom, in plaats van één blok tegelijk te bevestigen, Casanova bevestigt één blok tegelijk per lid van het netwerk, " zeiden de onderzoekers. "Dus als het netwerk 1, 000 leden, we kunnen bevestigen 1, 000 blokken tegelijk in plaats van slechts 1. We doen al dit werk in dezelfde tijd die een normale blockchain zou besteden aan het bereiken van consensus over een enkel blok."

Casanova heeft validators in plaats van miners en deze produceren regelmatig blokken, een keer per minuut of zo. Wanneer de validators een transactie van een klant ontvangen, ze nemen het op in hun volgende blok en ondertekenen het blok om te laten zien dat ze het hebben gezien.

Validators wisselen ook blokken met elkaar uit, om ervoor te zorgen dat iedereen alle transacties ziet. Wanneer een validator klaar is om een ​​nieuw blok te produceren, het bevat informatie over blokken die het van alle anderen heeft gezien.

"De enige zorg is wanneer twee tegenstrijdige transacties binnenkomen, zoals wanneer een gebruiker probeert zijn uitgaven te verdubbelen, " legden de onderzoekers uit. "Als validators een conflict zien, ze nemen er informatie over op in hun volgende blok. Met behulp van de informatie uit ieders blokken, het netwerk beslist welke transactie geldig is en welke ze weggooien."

Hoewel het misschien lijkt alsof dit proces niet voldoende is om de veiligheid te garanderen, de validators gebruiken wiskundige structuren om zowel transacties als de stemmen van de andere validators te volgen. Volgens de onderzoekers is hierdoor kunnen ze belangrijke conclusies trekken, die uiteindelijk zorgen voor veiligheid.

"Een van de mooiere eigenschappen van Casanova is dit:je kunt het netwerk spammen met dubbele uitgaven, die het zal vertragen, maar het netwerk wordt alleen trager voor het account van de spammer, "Zei het Pyrofex-onderzoeksteam. "De transacties van alle anderen worden met de gebruikelijke snelheid verwerkt, omdat u ze niet kunt dwingen om in conflict te komen met uw transacties. Casanova heeft een soort 'regelitemveto' op transacties met spam die uniek is in de branche, zo ver we weten."

Hoewel er verschillende blockdag-algoritmen zijn, de meeste zijn proof of work (PoW), terwijl Casanova Proof of Stake (PoS) is. In aanvulling, de meeste bestaande protocollen proberen een totale bestelling te geven in gevallen waar een gedeeltelijke bestelling zou volstaan.

"We zijn het eerste proof-of-stake blockdag-consensusalgoritme dat we kennen, en we houden transacties in een gedeeltelijke volgorde, " schreven de onderzoekers. "We hebben ook een aantal fundamenteel nieuwe observaties gedaan over hoe de leden van een blockchain informatie moeten vastleggen en volgen."

De onderzoekers zijn van plan een nieuw artikel te publiceren waarin ze zullen uitleggen waarom hun observaties algemener zijn, wiskundig sterker en hebben een duidelijkere betekenis dan die verzameld met behulp van andere blockchains of cryptocurrencies. Een groot voordeel van Casanova is dat het vrij algemeen is, waardoor het voor gebruikers gemakkelijk is om het algoritme aan te passen aan hun specifieke behoeften.

"De attesteringsobservatie is ook belangrijk; het is een van de belangrijkste redenen waarom we verwachten dat ons consensusalgoritme snel schreeuwt, " legden de onderzoekers uit. "We hebben een consensusalgoritme ontworpen om snel te zijn, zeker, en robuust tegen netwerkstoringen. Vervolgens, we hebben er een transactiemodel voor gebouwd dat kan worden gebruikt om een ​​blockchain te bouwen. Daarom denken we dat onze technologie sneller en eenvoudiger zal zijn dan de meeste technologieën die vandaag beschikbaar zijn."

Om de reikwijdte van hun onderzoek te verbreden, de onderzoekers zijn nu bezig om een ​​proof of concept te implementeren en formeel te verifiëren in de proof-assistent Agda. Door Casanova te ontwikkelen, konden ze waardevolle inzichten verzamelen in de bestaande pool van consensusliteratuur, die ze van plan zijn de komende maanden op te schrijven en te publiceren.

"We hebben ook een grootboekmodel ontwikkeld dat geschikt is voor gebruik met Casanova, die we in de nabije toekomst gaan inbouwen in een blockchain, " zeiden de onderzoekers. "We werken aan een rekenmodel dat geschikt is en ons in staat zal stellen een smart contracting blockchain te bouwen. Er moet veel gebeuren, waaronder veel van de proof-of-stake-machines zoals beloningen, vergoedingen, binding, losmaken, enzovoorts. Het wordt een druk jaar."

© 2018 Wetenschap X Netwerk