Vad är bevis på förfluten tidskonsensus? (PoET) Komplett nybörjarguide

Bevis på förfluten tid

Ända sedan Bitcoins början och erkännandet av sin PoW-konsensusmodell som mekanismen för ett blockchain-nätverks legitimitet som en distribuerad bok har många andra konsensusmekanismer experimenterats med och införts. Dessa nya samförståndsmekanismer är baserade på bysantinsk feltolerans och fokuserar främst på att minska energiineffektiviteten i samband med bevis på arbetets gruvintensiva process.

Bevis på förfluten tid

Bevis på förfluten tid (PoET) är en av dessa konsensusmekanismer, utformade för att förbättra bevis på arbetskonsensus och tillhandahålla ett nytt alternativ för tillåtna blockchain-nätverk.

Bakgrund

Poet utvecklades av chiptillverkningsjätten Intel redan 2016 som en effektiv konsensusmekanism främst för tillåtna blockchain-nätverk. PoET är nu den valda konsensusmodellen för Hyperledger Sawtooths modulära ramverk och är ett populärt verktyg för att implementera och experimentera med distribuerade huvudsystem.

Vad är Hyperledger

Läs: Hyperledger: Open Source Blockchain Project

En viktig del av PoET-konsensus är den innovativa tekniken som den fungerar tillsammans med för att utföra det som den gör, Intels hyped Software Guard Extensions (SGX) programmeringsreferenshandbok. SGX introducerades 2015 med Intels sjätte generationens kärnprocessorer och fungerar som en Trusted Execution Environment (TEE), som gör det möjligt att välja pålitlig kod att köra oberoende av applikationen som den körs i.

Innan du förstår hur det totala samförståndet för PoET fungerar är det viktigt att förstå lite om hur SGX fungerar.

Vad är SGX?

SGX är en sofistikerad teknik, men i grunden är det effektivt en uppsättning instruktioner för en CPU som används av applikationer för att isolera specifika, betrodda regioner med kod och data. Det ger en säker enklave för utvecklare att skydda känslig data eller kod från externa störningar eller inspektioner.

Kod som körs i en TEE med SGX kan producera ett signerat intyg från en plattform eller applikation som är rotad i processorn och ger autentisering av att koden har initialiserats korrekt i en pålitlig miljö. Den här funktionen har betydande konsekvenser för funktionerna i PoET-konsensus, men skapar också en inneboende hinder för inträde och begränsning av dess användning.

Minnet där den skyddade koden lagras i SGX är till och med säkert från skadliga användare som kontrollerar fysisk åtkomst till en plattform och har den högsta autentiseringen för att få åtkomst till dess minne. Som en säkerhetsfunktion mottogs SGX med betydande förväntningar på grund av den potentiella säkerheten som denna förmåga erbjuder.

I samband med PoET-konsensus fungerar SGX som mekanismen för deltagare att ansluta sig till nätverket och verifiera att de kör den betrodda koden som krävs för PoET-konsensusutförandet.

Hur PoET fungerar

PoET-konsensus är en effektiv form av bevis på arbete som tar bort behovet av gruvintensiv process och ersätter den med ett randomiserat timer-system för nätverksdeltagare. I grund och botten ges varje nätverksdeltagare ett slumpmässigt timerobjekt och den första timern som går ut “väcker” den deltagare som blir blockledare och producerar det nya blocket.

När det gäller bysantinsk feltolerans ger detta en nödvändig och effektivt randomiserad lösning för “Random Leader Selection Problem.” I huvudsak är detta problem hur man bestämmer ledaren för en konsensusrunda i bysantinska feltoleranta system. Till exempel använder Practical Byzantine Fault Tolerance ett round-robin-format medan Bitcoins bevis på arbete använder Nakamoto-konsensus, där ledaren väljs av den som löser det beräkningsintensiva kryptografiska pusslet i varje blockrunda..

Praktisk bysantinsk feltolerans

Läs: Vad är praktisk bysantinsk feltolerans? Komplett nybörjarguide

PoET-konsensus kan delas upp i två faser, gå med i nätverket och verifiera TEE med SGX-intyg och det faktiska gruvlotteriet förflutna tid.

Nätverksverifiering och SGX

Detta är den inledande fasen av konsensusen och det är där SGX spelar en viktig roll. Som tidigare nämnts kan du, när du använder SGX, producera ett signerat intyg om att du kör den betrodda koden som var korrekt inställd i TEE.

I PoET hämtar en potentiell deltagare i nätverket den betrodda koden och sprider ett “gå med” -meddelande till nätverket med det signerade intyget från SGX, som har producerat ett offentligt / privat nyckelpar. Nodnätverket accepterar eller avvisar sedan intyget. Om godkänd, deltar deltagaren i nätverket och kan delta i den randomiserade lotterivalsprocessen som gått.

Slumpmässigt val av lotteritid

Detta är den andra och sista fasen av konsensusmekanismen. I varje konsensusomgång får nätverksdeltagare ett signerat timerobjekt från den betrodda koden som är helt randomiserad. Tanken är att mildra alla potentiella skadliga aktörer från att spela systemet och försöka konsekvent få en kortare timer så att de kan producera fler block.

Varje deltagare väntar därefter på att deras randomiserade timer går ut. Nätverksdeltagarens timer som är den första som löper ut sprider ett signerat certifikat till nätverket som indikerar att de är den randomiserade blockledaren för den omgången. Meddelandet autentiseras och blocket produceras. Omgången startar sedan om.

Förökningen av den signerade certifieringen sker faktiskt med alla nätverksdeltagare, även om de inte vann. Detta är för att säkerställa två saker främst:

  1. Varje nod fick faktiskt en randomiserad objekttimer från den betrodda koden.
  2. Noden väntade på den angivna tidsperioden som objektet gav.

Som du kan se är processen helt slumpmässig och integrationen med SGX-tekniken säkerställer att det inte sker någon manipulation av den betrodda koden som protokollet körs på. Det finns flera andra säkerhetsfunktioner, till exempel en algoritm för att se efter misstänkta noder som vinner lotteriet konsekvent eller konsekvent har kortare timers där ett mönster dyker upp.

PoET-konsensusmekanismen är mycket effektiv och kan skalas till tusentals noder utan att svettas. Bekymmerna är att det är starkt beroende av SGX för grundvalen av protokollet och nyligen har dessa problem förstärkts.

Tidigare denna månad, data i stor skala & System (LSDS) -gruppen vid Imperial College of London upptäckte en kritisk sårbarhet i SGX känd som “Förskugga”Som kan användas för att attackera SGX: s säkra enklave.

Du är antagligen redan bekant med ursprunget till attacken, eftersom det fanns globala bekymmer som omfattas av vanliga medier om “Spöke”Sårbarhet som upptäcktes i moderna chipprocessorer tidigare i år. De Förskugga attacken klargjordes tidigare denna månad av LSDS-teamet och är en anpassad version av Spöke sårbarhet. Fortfarande en historia som är under utveckling, är det viktigt att hålla ett öga på av många anledningar, inklusive integriteten av PoET-konsensus.

Fördelar & Nackdelar med att använda PoET

PoET är mycket effektivt och inte alls lika resurskrävande som bevis på arbetssystem, men det har också vissa problem kring det. Så vad är de allmänna fördelarna och nackdelarna med dess användning som en samförståndsmekanism för distribuerade huvudnätverk?

Fördelar

PoET är en väsentlig förbättring av effektiviteten i bevis på arbetssystem. Samtidigt ger det också en utmärkt lösning på “Random Leader Selection Problem” utan att vara resurskrävande eller kräva komplexa insatsmekaniker och incitamentstrukturer som är nödvändiga med bevis på stake consensus.

PoET är också en utmärkt konsensusmekanism för tillåtna nätverk, varför det är en konsensusmekanism för Hyperledger Sawtooth. Dessutom skalar den effektivt och kan användas som en “plug and play” -modell för att testa miljöer med Hyperledger Sawtooth.

Nackdelar

SGX är en lovordad och innovativ teknik, men den senaste utvecklingen är helt klart en oro för dess användning med PoET-konsensus. Intel kommer sannolikt att kunna lösa problemet med den kritiska sårbarheten, men nackdelen här är det uppenbara och nödvändiga beroende av en specialiserad hårdvarusäkerhet.

Inte bara det, utan SGX tillverkas helt av Intel, så konsensusmodellens tillit sträcker sig till Intel som ett företag, en tredje part. Föreställningen om en sådan tillit strider mot det nya paradigmet som kryptovalutor försöker uppnå med blockchain-nätverk, avlägsnande av förtroende för mellanhänder..

Slutsats

PoET representerar ytterligare en spricka när det gäller att tillhandahålla byzantinska fel tolerans konsensusmekanismer för distribuerade huvudbokssystem. Det är mycket effektivt och fungerar med en annan ny teknik i sig, SGX.

Framåt och titta på utvecklingen kring SGX kommer att få stor inverkan på PoET som en hållbar konsensusmodell. För närvarande är det ett utmärkt verktyg för Hyperledger Sawtooth och spelar en viktig roll i experiment och utveckling inom modulära blockchain-ramar.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me