原作者：@LuozhuZhang
オリジナルのコンパイル: 0x711、BlockBeats
誰もが知っているように、PoSイーサリアムのコンセンサスプロトコルは「Gasper」、これは、LMD-GHOST (フォーク選択ルール) の上に Casper FFG (ファイナリティ ツール) を適用して構築されています。したがって、イーサリアムのコンセンサスプロトコルを完全に理解したい場合は、これら 2 つの部分 (Casper + Ghost) を理解する必要があります。さらに、デザインが本当に楽しいです。この 2 つのプロトコルの背景と進化、そして簡単なワークフローを整理したいと思います。
PoS コンセンサス アルゴリズムの 3 つの流派は次のとおりです。
1.Nakamoto-inspired（Peercoin）
2.PBFT-inspired（Tendermint、Casper FFG）
3.CBC Casper
ナカモトからインスピレーションを得た PoS は、PoW でのマイニングをシミュレートするチェーンベースのアルゴリズムです。擬似ランダムにバリデータを選択することで新しいブロックを作成します。 2012年のことです「ピアコイン」紙で最初に提案されたピアコインは、プルーフ・オブ・ステークのコンセンサスに基づいた最初の暗号通貨です。
PBFT からインスピレーションを得た (つまり BFT スタイルの) PoS は、ビザンチン フォールト トレランス (特に pBFT) に関する長年の研究に基づいています。 2014年に「テンダーミント」紙で最初に提案されました。通常、これらのアルゴリズムは、台帳上の正規のトランザクションを表す一意のチェーンを選択します。
Casper は、いくつかの変更を加えて BFT アルゴリズム (より正確には pBFT) を直接継承しています。 CBC Casper は @VladZamfir によって提案されており、それをより完全に説明する優れた資料がいくつかあります。
イーサリアムは最終的にCBC CasperではなくCasper FFGを選択しましたが、イーサリアムのニーズを満たすフォーク選択ルール「LMD-GHOST」など、CBC Casperに関する研究も貴重です。キャスパー FFG by V God と Virgil Griffith2017年に発表では、ジャスティフィケーションとファイナライゼーションの概念が導入され、非常に重要な機能であるスラッシュ条件と動的検証メカニズムが導入されています。
Casper FFG は、PoW には存在しない「ファイナリティ」(つまりセキュリティ) を保証するために使用されます。簡単に言うと、各バリデーターはチェックポイントに投票し、2 ラウンドの投票の後、チェックポイントは「最終化」されます (最初のラウンドは検証で、2 番目のラウンドは最終化です)。
完了したすべてのチェックポイントは正規のチェーン (ブロックチェーン履歴の一部) となり、すべての忠実なノードは、このチェーンを決して逆転しないことに同意します。 「最終チェックポイント」以降のブロックは自由にフォークできますが、それ以前のブロックはフォークできません。
「ファイナリティ」を通じてブロックチェーンのセキュリティを確保することに加えて、Casper FFG は、ルールに違反したすべての検証者を罰するためのスラッシュ条件も導入し (これは従来の BFT アルゴリズムでは実行できません)、ルールに違反したすべての検証者は追跡され、罰せられます。
さらに、Casper FFG はライセンスフリーであり (従来の BFT アルゴリズムにはライセンス認証が必要です)、pBFT はリストを通じてコンセンサスを維持し、リスト内のユーザーのみが参加者になれます。 Casper FFG は動的なバリデーターメカニズムを構築しており、すべてのバリデーターは自由に出入りできます。 Casper FFG は、「ファイナリティ」と「安全性」を確保するために使用されます。ブロックの最終状態を確認する責任はありますが、新しいブロックを作成する責任はありません。そのため、基盤となるブロックチェーンとフォーク選択ルールが必要です。
イーサリアムで使用されるフォーク選択ルールは、最初に公開された GHOST に基づいています。2013 年の論文で提案されました。 2017 年、@VladZamfir が CBC Casper に取り組んでいたとき、彼は GHOST と Casper を組み合わせようとし、その結果、亜種「LMD-GHOST」が誕生しました。
ブロックチェーンではフォークが許可されており、異なるブランチが表示された場合、後続の新しいブロックを追加し続けるためにどのチェーンを選択するかには、フォーク選択ルールが必要です。 PoW では最長連鎖ルールが使用されます。最も長いチェーンを構築するには最も多くの計算能力が必要となるため、このチェーンが最も信頼できるという考えです。したがって、すべてのマイナーが新しいブロックを追加するときは、デフォルトで最長のチェーンに追加します。
GHOST のアイデアはこれに似ています。最も長い高さのチェーンの代わりに、最も多くの票を獲得したチェーンを選択します。LMD-GHOST はいくつかの修正を加え、最新の投票 (いわゆる「最小メッセージ」) のみを考慮します。ドリブン」、LMD）。
LMD-GHOST のルールそれは簡単です：
- ジェネシスブロックから;
- 分岐があるたびに、最も多くの票を獲得した分岐を選択します。
- ブロックの葉が見つかるまで繰り返します。
- チェーンの先頭を返します。
これは Casper FFG と LMD-GHOST の進化であり、それらがどのように機能するかであり、「安全性」 + 「生存性」を確保するために連携します。 LMD-GHOST を使用すると、提案者はいつでも新しいブロックを作成でき、新しいブロックはフォーク選択ルール (つまり、アクティビティ) に従って最大の重みでチェーンに追加されます。一方、Casper FFG は、すべてのバリデーターの投票 (2 ラウンド、2/3 以上、デポジットによる) に基づいて正規チェーンを最終決定します。すべての忠実なノードはデフォルトで正規チェーンを受け入れるため、セキュリティが確保されます。
コンセンサスって本当に面白いですねイーサリアムの PoS に関する研究は 2014 年に始まりました元のリンク
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