Dział badań IOTA opublikował niedawno symulator FPC (Fast Probabilistic Consensus).
Dzisiaj jesteśmy podekscytowani i podzielimy się z wami dokumentem badawczym na temat arXiv, który bada różne właściwości FPC. Zapraszamy do zapoznania się z treścią tego artykułu. Chcemy również dać Państwu krótki przegląd tego, jakie wyniki uzyskaliśmy.
Streszczenie:
W niniejszym artykule zbadano supremacje niekierowanych protokołów binarnych konsensusu o niskiej złożoności obliczeniowej w szumie infrastruktur Bizantyjskich. Wykorzystując symulacje komputerowe, możemy pokazać, że wyraźna randomizacja protokołu konsensusu może znacząco zwiększyć odporność na wadliwe i złośliwe nody. Określamy optymalną ilość losowości dla różnych Bizantyjskich strategii ataku na różnego rodzaju topologie sieci.
Zobaczmy, co oznaczają te wszystkie „fantazyjne” terminy. W obecnym protokole IOTA porozumienie jest osiągane przez koordynatora. Jednym z podstawowych modułów Coordicide jest FPC, rozproszony protokół konsensusu. Rozproszone protokoły konsensusu pozwalają systemom sieciowym na uzgodnienie wspólnej opinii w sytuacjach w których scentralizowane podejmowanie decyzji jest trudne, niemożliwe lub niepożądane.
Ponieważ przetwarzanie rozproszone jest z natury zawodne, konieczne jest osiągnięcie konsensusu w szumie infrastruktur Bizantyjskich. To ostatnie jest równoznaczne z obecności złośliwych nodów, które próbują zaatakować protokół. Sentencja „w szumie” odnosi się do nodów, które mogą być wadliwe lub narażone na wygaśniecie wiadomości.
FPC jest niepodległy, ponieważ nie wymaga (wybranego) lidera. Zaletą tego jest to, że każdy nod może lokalnie aktualizować swoją opinię, nie czekając na koordynację lidera. W FPC każdy nod pyta losowo wybraną próbkę innych nodów i przyjmuje opinię większości. W wersji podstawowej są tylko dwie możliwe opinie, więc mówimy o binarnym konsensusie większości.
Wcześniejsze protokoły w klasie niepodległych protokołów konsensusu supremacji binarnej to: konsensus zwykłej większości i konsensus losowej większości.
Protokoły te rzadko jednak gwarantują ostateczne porozumienie nodów w infrastrukturze Bizantyjskiej. Z tego powodu FPC proponuje dodatkową przypadkowość, która służy jako „fog of war” dla potencjalnych złośliwych napastników, uniemożliwiając atakującemu skuteczne oddziaływanie na uczciwe nody.
Dodatkowa losowość jest kluczowym elementem, który pozwala przezwyciężyć wady Bizantyjskie. Losowość jest determinowana parametrem β; im większy β, tym mniej losowy protokół. Jednym z głównych zainteresowań była identyfikacja węzłów β, które pozwalają na maksymalną proporcję nodów wroga. Na poniższym wykresie przedstawiamy tempo zgodności w funkcji β i odsetka nodów przeciwnika.
Współczynnik zgodności 1 oznacza, że w 100% symulacji wszystkie uczciwe nody ostatecznie podzieliły tę samą opinię. Wskaźnik zgodności 0,9 oznacza, że w 90% symulacji wszystkie uczciwe nody miały taką samą opinię i że w 10% przypadków co najmniej dwa uczciwe nody zakończyły protokół z różnymi opiniami. Widzimy, że w powyższej sytuacji protokół z β=0,3 pozwala na najwyższy odsetek nodów przeciwnika.
Skupiamy się na wydajności FPC w infrastrukturze Bizantyjskiej. W tym celu proponujemy wyraźną dwojaką strategie, która ma na celu integralność powstałej opinii, porozumienie nodów w sprawie opinii albo całkowite wypowiedzenie protokołu. Niektóre z tych strategii są również opisane w „Konsensus w IOTA Tangle – FPC„. Wyniki są mierzone przy użyciu współczynnika integralności, współczynnika porozumienia i współczynnika zakończenia.
Ponadto, badaliśmy dynamikę protokołu podczas ataku. Następny wykres przedstawia ewolucję niezdecydowanych węzłów w kilku scenariuszach ataku. Widzimy w a). że FPC jest odporne na niektórych złośliwych atakujących nawet bez dodatkowej przypadkowości (β=0,5). Jednak aby pokonać BERserk atak, kluczowa jest dodatkowa przypadkowość, jak pokazuje porównanie b). i c).
W dokumencie FPC zakłada się, że każdy nod ma pełny widok sieci. To założenie upośledzamy, rozważając kilka topologii sieci i analizując, w jaki sposób brak pełnej wiedzy o wszystkich innych nodach wpływa na zdolność do osiągnięcia konsensusu. Możesz również zapoznać się z poprzednim postem Fast Probabilistic Consensus Simulator, aby uzyskać więcej informacji.
Dlatego jeden z naszych głównych wyników został dobrze podsumowany w ostatnim zdaniu streszczenia:
Identyfikujemy optymalną ilość losowości dla różnych bizantyjskich strategii ataku na różnego rodzaju topologie sieci.
Jak zawsze, zapraszamy do zgłaszania uwag i pytań w komentarzach, lub na kanale #tanglemath na naszym serwerze Discord, albo w IOTA.cafe. Możesz również zaangażować się w bardziej intensywną współpracę naukową z nami i ubiegać się o dotację.
Autor nie jest członkiem fundacji IOTA. Napisał ten wpis na oficjalnym blogu we współpracy z członkami grupy badawczej IOTA.
Powyższy tekst jest tłumaczeniem postu z języka angielskiego który oryginalnie ukazał pod tym adresem.
