Shardus共識演算法:用於即時交易處理的無塊架構

買賣虛擬貨幣
隨著比特幣網路軟體的引入,一個新的技術時代誕生了。它第一次提供了一個缺乏信任的點對點支付網路,提供了非常透明的、基於規則性的貨幣供應。它揭示了一種分散式賬本技術,它將深刻地改變社會轉移價值的方式,並開啟了一個值得信任的去中心化新時代。
然而,人們很快發現,比特幣為實驗留下了相當大的空間。自我強加的塊大小限制導致許多學者和工程師以分叉和第二層應用程式的形式探索替代方案。實驗已經催生了2000多個啟動專案。萊特幣試圖提高交易速度,降低集中度。以太坊增加了一個完整的智慧合約層。Peercoin和Nxt似乎更節能。Dash和Monero關注的是真正的匿名性。不過,第一代改進並沒有過多關注可伸縮性。隨著比特幣社羣的發展和交易數量的增加,規模問題成為了一個主要問題。比特幣的基本瓶頸限制了其當前點對點覆蓋網路支援更高吞吐量和更低延遲的能力。這帶來了第二代改進,以及基於代幣的新初創企業的爆炸式增長。Bitshares、Ripple和Stellar最先將交易速度提高到1000/秒以上。這些第二代的工作都採用了一種獨特的方法來解決全域性可伸縮性問題。
第三代分散式賬本技術已經出現,它見證了無塊資料結構的創新。與區塊鏈架構相比,Nano和IoTA使用有向無環圖(DAG)來顯著提高交易吞吐量。Hashgraph使用不同的無塊架構來實現顯著的吞吐量。目前的分散式賬本協議仍然是垂直可伸縮的,但不能進行水平伸縮。在一定情況下,向網路新增更多的節點並不會增加吞吐量或容量。可伸縮性問題仍然沒有解決,重大的進步和採用需要對技術方法進行基本的重新思考。Shardus Ledger簡介Shardus分類帳是第四代分散式分類帳,採用無塊架構。透過單獨處理每個交易,而不是將其分成塊,實現了真正的可伸縮性並顯著提高了吞吐量。這是透過一個去中心化的賬本實現的,它被均勻地分佈在所有節點上的計算、儲存和頻寬上。它包括一個獨特的協商共識協議——Shardus協商共識演算法,以支援交易的即時處理,而不需要透過領導節點將交易分組為塊。New Code Base-不從任何其他網路進行分叉
Shardus共識演算法-唯一共識模型Shardus分類帳-增加更多的節點增加網路的計算和儲存能力,而頻寬保持不變Shardus代幣——發展的激勵代幣Liberdus—一個點對點支付網路,將以Shardus技術為特色我們建立Shardus技術的動機是支援全球範圍的去中心化應用程式,這些應用程式的目標是使數十億使用者實現每秒數百萬次的交易。Shardus社羣致力於建立這樣一個網路:
水平可擴充套件——增加吞吐量和容量頻寬常數——交易頻寬不隨節點數量的增加而增加自動縮放——在一定數量的節點自治中保持網路低延遲——確認網路應用交易的時間比塊快公平——交易是按收到的順序處理和應用的安全——利用拜占庭容錯,使加密更安全
可持續發展——由本地發展基金支援,以維護和促進網路自治——所有的代幣持有者可以參與網路的未來發展方向Liberdus和採礦在類似比特幣的網路中,礦商往往擁有最大的控制權,因為他們有權選擇執行哪個版本的軟體。此外,確認比特幣交易所需的能源將很快超過全球能源的1%。雖然以太坊已經討論過透過權益證明來降低能量,但他們還沒有實現。Shardus引入了一種獨特的共識演算法,它定期向節點提供穩定的激勵,而不是讓礦商透過工作證明來競爭本地的Liberdus Coin。受普遍基本收入概念的啟發,它每天獎勵向網路提供資源的節點。因此,節點具有高度的自我管理的動機。去中心化
網路集中化的一個簡單度量是單個實體或一組相關實體提供的資源的最大百分比。對於真正去中心化的系統,向網路提供資源的節點必須是不相關的。理想情況下,每個節點都來自一個獨立的實體,其他節點不知道。然而,比特幣在其採礦模式中遭遇了集中化挑戰,這種模式將控制權交給大型採礦農場和擁有廉價能源的農場。EOS使用一組由社羣確定的指定塊生產者,放棄了去中心化。然而,當一個網路達到33%或更多的集中度時,許多去中心化的安全特性就失效了。Shardus的目標是透過向節點提供穩定的激勵機制來實現高度的去中心化,並透過自動伸縮來防止大量節點同時加入。Shardus分類帳確保沒有單個節點或節點組可以控制網路。沒有必要的費用Shardus分類帳上的交易不需要小額付款,交易處理速度更快。在基於區塊鏈的網路中,區塊的最大尺寸造成了空間的稀缺性,使得交易費用無法避免。費用也被用作反垃圾郵件/DOS措施,使得不良行為的成本高於實際收益。任何試圖透過傳播許多無效的交易來阻塞網路的人必須支付比合法使用者更多的費用。
如果傳輸的金額低於某個閾值,網路通常要求最低的交易費用。這阻礙了微交易,減緩了全球採用,使得最低費用可能比交易金額更大。  Shardus將用可變的、及時的工作量證明代替交易費用。完成交易不需要任何費用,但是社羣可以對模型進行投票,包括為了減少代幣的供應而燃燒的交易費用。安全是關鍵可信環境中的安全級別與集中化的級別成正比。當集中化水平超過某個閾值時,網路將在公共操作模型的邊界之外執行,安全性將不再得到保證。典型的最壞情況包括網路分割槽、對狀態資料的惡意更改或拒絕服務攻擊。Shardus提出了四種運作模式:誠實多數、不協調多數、協調選擇和賄賂。該專案的目標是在通用操作模型下提供儘可能高的安全級別,避免我們的共識和網路協議中的高度集中化。可持續性
Shardus將包括一個本地開發基金,以確保網路軟體的未來開發和維護。比特幣只為礦商提供資金——為驗證交易的節點提供資金——但核心開發者得到外部捐款和比特幣基金會的支援。然而,許多專案已經開始看到未來規劃的必要性。Dash網路是最早建立本地基金的網路之一,以支援未來網路的發展和推廣。自治在類似比特幣的網路中,一組核心開發者控制著軟體的變化。它的變更和升級治理模型是由一個相對較小的團隊控制的。但是,最近的發展包括使用者啟用的軟分叉(UASFs),在這種軟分叉中,大多數人可以在沒有礦工參與的情況下啟用軟體的變化。Shardus的目標是加入類似UASFs的功能,讓整個社羣的代幣持有者參與到網路的未來方向中。實現全球規模的分片Shardus將透過在狀態、計算和儲存級別進行分片來實現全域性可伸縮性。分片是一種水平擴充套件資料的方法,它已經存在了幾十年,目前正在被一些區塊鏈(如EOS、Zilliqa、基數和Hashgraph)探索(主要是回顧)。以太坊計劃在2020年引入分片,但只是為了打破計算瓶頸。
在Shardus模型中,參與節點數量增加了網路的計算和儲存能力,同時保持頻寬需求不變。分類帳被均勻地分佈在網路中,減少了任何給定節點或組的負載。UBL平臺還允許側鏈、閃電網路風格的解決方案和智慧合約被合併到其他分散式賬本的額外擴充套件中。無初始代幣發行Shardus模型還採用了一種獨特的激勵方式。該專案不需要花費精力在營銷ICO上,而是用ERC20代幣激勵早期的開發者參與網路的建立,然後在主網上線後提供一種轉換方法。一旦網路建立——合理而透明地獎勵聯合創始人和早期貢獻者——程式碼將透過Creative Commons許可證成為開源。

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