Kodi ndizotheka kupanga manambala mwachisawawa ngati sitikhulupirirana? Gawo 1

Pa Habr!

M'nkhaniyi ndilankhula za kubadwa kwa manambala achinyengo ndi otenga nawo mbali omwe sakhulupirirana. Monga tiwona pansipa, kukhazikitsa jenereta yabwino "pafupifupi" ndikosavuta, koma yabwino kwambiri ndiyovuta.

Chifukwa chiyani zingakhale zofunikira kupanga manambala mwachisawawa pakati pa omwe sakhulupirirana? Malo amodzi ogwiritsira ntchito ndi ntchito zogawidwa. Mwachitsanzo, ntchito yomwe imavomereza kubetcherana kwa otenga nawo mbali ndipo mwina kuwirikiza kawiri kuchuluka kwake ndi kuthekera kwa 49% kapena kuchotsera mwayi wa 51% imagwira ntchito ngati ingalandire nambala yachisawawa mopanda tsankho. Ngati wowukira atha kukhudza zotsatira za jenereta ya manambala mwachisawawa, ndipo ngakhale kuonjezera pang'ono mwayi wake wolandira malipiro pakugwiritsa ntchito, adzawononga mosavuta.

Tikapanga ma protocol ogawidwa mwachisawawa, tikufuna kuti ikhale ndi zinthu zitatu:

1. Ayenera kukhala wosakondera. Mwa kuyankhula kwina, palibe amene ayenera kukhudza zotsatira za jenereta wa manambala mwachisawawa mwanjira ina iliyonse.

2. Ayenera kukhala wosayembekezereka. Mwa kuyankhula kwina, palibe amene akuyenera kuneneratu kuti ndi nambala iti yomwe idzapangidwe (kapena kuyerekezera chilichonse mwazinthu zake) isanapangidwe.

3. Protocol iyenera kukhala yotheka, ndiko kuti, kusagwirizana ndi mfundo yakuti ena mwa anthu omwe akutenga nawo mbali amachotsedwa pa intaneti kapena kuyesa mwadala kuletsa ndondomekoyi.

M'nkhaniyi tiona njira ziwiri: RANDAO + VDF ndi erasure codes njira. Mu gawo lotsatira, tiwona mwatsatanetsatane njira yotengera ma signature oyambira.

Koma choyamba, tiyeni tiwone njira yosavuta komanso yogwiritsidwa ntchito kawirikawiri yomwe imakhala yotheka, yosayembekezereka, koma yokondera.

RANDAO

RANDAO ndi njira yosavuta komanso yodziwika bwino yopangira zinthu mwachisawawa. Onse omwe atenga nawo gawo pa netiweki amayamba kusankha nambala yabodza, kenako aliyense amatumiza hashi ya nambala yomwe yasankhidwa. Kenako, otenga nawo mbali amasinthana kuwulula manambala awo osankhidwa ndikuchita XOR pa manambala owululidwa, ndipo zotsatira za opaleshoniyi zimakhala zotsatira za protocol.

Gawo la kufalitsa ma hashes musanaulule manambala ndikofunikira kuti wowukirayo asasankhe nambala yake ataona manambala a ena omwe atenga nawo mbali. Izi zingamulole kuti adziŵe yekha yekha zomwe zimachokera kwa jenereta yachisawawa.

Pa nthawi ya ndondomekoyi, ophunzira ayenera kufika pachigamulo chofanana (chomwe chimatchedwa kuvomerezana) kawiri: nthawi yoti muyambe kuwulula manambala omwe asankhidwa, chifukwa chake musiye kuvomereza ma hashes, ndi nthawi yoti musiye kuvomereza manambala osankhidwa ndikuwerengera zomwe mwasankha. nambala. Kupanga zisankho zotere pakati pa omwe sakhulupirirana si chinthu chophweka pachokha, ndipo tidzabwereranso m'nkhani zamtsogolo; m'nkhaniyi tilingalira kuti mgwirizano woterewu ulipo kwa ife.

Ndi zinthu ziti zomwe tafotokozazi zomwe RANDAO ili nazo? Ndizosayembekezereka, zimakhala ndi mphamvu zofanana ndi zomwe zimagwirizana, koma ndizokondera. Mwachindunji, wowukirayo amatha kuyang'ana maukonde, ndipo ena atawulula ziwerengero zawo, amatha kuwerengera XOR yawo, ndikusankha kuti aulule nambala yake kuti ikhudze zotsatira zake. Ngakhale izi zimalepheretsa wowukirayo kuti adziŵe yekha kutulutsa kwa jenereta yachisawawa, zimamupatsabe mphamvu ya 1. Ndipo ngati owukira akuwongolera ambiri omwe atenga nawo mbali, ndiye kuti kuchuluka kwa ma bits omwe amawongolera kumakhala kofanana ndi kuchuluka kwa omwe akutenga nawo gawo.

Chikoka cha omwe akuukira chikhoza kuchepetsedwa kwambiri pofunsa kuti otenga nawo mbali aulule manambala mwadongosolo. Ndiye wowukirayo adzatha kukhudza zotsatira pokhapokha atatsegulidwa komaliza. Ngakhale chikokacho chili chochepa kwambiri, algorithm ikadali yokondera.

RANDAO+VDF

Njira imodzi yopangira RANDAO kuti ikhale yosakondera ndi iyi: pambuyo poti manambala onse awululidwa ndipo XOR yawerengedwa, zotsatira zake zimadyetsedwa muzolowera za ntchito, zomwe zimatenga nthawi yayitali kuti muwerenge, koma zimakupatsani mwayi kuti muwone kulondola kwa ntchitoyo. kuwerengera mwachangu kwambiri.

(vdf_output, vdf_proof) = VDF_compute(input) // это очень медленно
correct = VDF_verify(input, vdf_output, vdf_proof) // это очень быстро

Ntchitoyi imatchedwa Verifiable Delay Function, kapena VDF. Ngati kuwerengera zotsatira zomaliza kumatenga nthawi yayitali kuposa gawo lowulula nambala, ndiye kuti wowukirayo sangathe kufotokozera zotsatira za kuwonetsa kapena kubisa nambala yake, motero adzataya mwayi wokhudza zotsatira zake.

Kupanga ma VDF abwino ndizovuta kwambiri. Pakhala pali zopambana zingapo posachedwapa, mwachitsanzo. izi и izi, zomwe zinapangitsa kuti VDF ikhale yothandiza kwambiri, ndipo Ethereum 2.0 ikukonzekera kugwiritsa ntchito RANDAO ndi VDF ngati gwero lachiwerengero chachisawawa m'kupita kwanthawi. Kupatulapo kuti njirayi ndi yosayembekezereka komanso yopanda tsankho, ili ndi phindu lowonjezera la kukhala lotheka ngati osachepera awiri omwe akupezekapo pa intaneti (poganiza kuti ndondomeko yogwirizana yomwe imagwiritsidwa ntchito ndi yotheka pochita ndi chiwerengero chochepa cha otenga nawo mbali).

Vuto lalikulu la njirayi ndikukhazikitsa VDF kotero kuti ngakhale munthu yemwe ali ndi zida zapadera zamtengo wapatali sangathe kuwerengera VDF kumapeto kwa gawo lotulukira. Momwemo, algorithm iyenera kukhala ndi malire otetezeka, nenani 10x. Chithunzi chomwe chili pansipa chikuwonetsa kuukira kwa wosewera yemwe ali ndi ASIC yapadera yomwe imamulola kuyendetsa VDF mwachangu kuposa nthawi yomwe idaperekedwa kuti awulule chitsimikiziro cha RANDAO. Wotenga nawo mbali wotere amatha kuwerengera zotsatira zomaliza pogwiritsa ntchito nambala yake kapena osagwiritsa ntchito, ndiyeno, potengera kuwerengera, sankhani ngati akuwonetsa kapena ayi.

Kwa banja la VDF lomwe latchulidwa pamwambapa, magwiridwe antchito a ASIC odzipatulira amatha kukhala nthawi 100+ kuposa zida wamba. Chifukwa chake ngati gawo lotumizira litenga masekondi a 10, ndiye kuti VDF yowerengera pa ASIC yotereyi iyenera kutenga masekondi opitilira 100 kuti ikhale ndi malire achitetezo a 10x, motero VDF yomweyi yowerengedwa pazida zopangira zinthu iyenera kutenga masekondi 100x 100 = ~ maola atatu.

Ethereum Foundation ikukonzekera kuthetsa vutoli popanga ma ASIC ake omwe amapezeka poyera, aulere. Izi zikachitika, ma protocol ena onse angagwiritsenso ntchito lusoli, koma mpaka nthawiyo njira ya RANDAO + VDF siidzakhala yotheka kwa ma protocol omwe sangathe kuyika ndalama popanga ma ASIC awo.

Zolemba zambiri, makanema ndi zina zambiri za VDF zasonkhanitsidwa tsambali.

Timagwiritsa ntchito ma code erasure

M'chigawo chino, tiwona njira yopangira manambala mwachisawawa yomwe imagwiritsa ntchito kufufuta kodi. Imatha kulolera mpaka owukira ⅓ ikadali yotheka, ndipo imalola mpaka ⅔ owukira kukhalapo asananene kapena kukhudza zotsatira zake.

Lingaliro lalikulu la protocol ndi motere. Kuti zikhale zosavuta, tiyeni tiyerekeze kuti pali anthu 100 ndendende. Tiyerekezenso kuti onse otenga nawo mbali mdera lanu ali ndi makiyi achinsinsi, ndipo makiyi agulu a onse omwe akutenga nawo mbali amadziwika ndi onse omwe akutenga nawo mbali:

1. Aliyense mdera lanu amabwera ndi chingwe chachitali, ndikuchidula m'magawo 67, ndikupanga ma erasure codes kuti apeze magawo 100 kotero kuti 67 iliyonse ndi yokwanira kubweza chingwecho, amagawira gawo lililonse la 100 kwa m'modzi mwa omwe akutenga nawo mbali, ndikuwalemba mwachinsinsi. makiyi a anthu onse omwe akutenga nawo mbali. Magawo onse osungidwa amasindikizidwa.

2. Otenga nawo mbali amagwiritsa ntchito mtundu wina wa mgwirizano kuti agwirizane pama seti a code kuchokera kwa omwe atenga nawo mbali 67.

3. Chigwirizano chikakwaniritsidwa, wotenga nawo mbali aliyense amatenga magawo osungidwa mu seti iliyonse ya 67 yosungidwa ndi kiyi yawo yapagulu, amachotsa magawo onse oterowo, ndikusindikiza magawo onse obisika.

4. Otsatira 67 akamaliza sitepe (3), magulu onse omwe adagwirizana akhoza kusinthidwa ndikumangidwanso chifukwa cha zizindikiro zofufutira, ndipo nambala yomaliza ingapezeke ngati XOR ya mizere yoyambirira yomwe ophunzirawo adayamba nayo mu (1) .

Protocol iyi ikhoza kuwonetsedwa kuti ndi yosakondera komanso yosayembekezereka. Nambala yotsatiridwayo imatsimikiziridwa pambuyo pa mgwirizano, koma sichidziwika kwa aliyense mpaka ⅔ mwa omwe atenga nawo gawo asankha zigawo zomwe zasungidwa ndi kiyi yawo yapagulu. Chifukwa chake, nambala yachisawawa imatsimikiziridwa zisanachitike chidziwitso chokwanira kuti chipangidwenso chisindikizidwe.

Kodi chimachitika ndi chiyani ngati mu gawo (1) m'modzi mwa ophunzirawo atumiza magawo osungidwa kwa anthu ena omwe sali khodi yolondola yofufutira pa chingwe china? Popanda kusintha kwina, otenga nawo mbali osiyanasiyana sangathenso kuyambiranso chingwecho, kapena apezanso zingwe zosiyanasiyana, zomwe zipangitsa kuti otenga nawo mbali osiyanasiyana alandire nambala yosiyana. Kuti mupewe izi, mutha kuchita izi: aliyense wotenga nawo mbali, kuphatikiza magawo osungidwa, amawerengeranso. Mtengo wa Merkla magawo onse oterowo, ndipo amatumiza wotenga mbali aliyense gawo losungidwa lokha ndi muzu wa mtengo wa merkle, ndi umboni wa kuphatikizidwa kwa gawo mu mtengo wa merkle. Pogwirizana mu sitepe (2), otenga nawo mbali ndiye osati amangovomerezana pa seti ya seti, koma pa gulu la mizu yeniyeni ya mitengo yotere (ngati wophunzira wina anapatuka pa ndondomeko, ndipo anatumiza osiyana mitengo merkle mizu kwa ophunzira osiyanasiyana, ndipo mizu iwiri yotereyi ikuwonetsedwa panthawi yogwirizana, mzere wake sunaphatikizidwe muzotsatira). Chifukwa cha mgwirizanowu, tidzakhala ndi mizere yotsekedwa ya 67 ndi mizu yofananira ya mtengo wa merkle kotero kuti pakhale osachepera 67 otenga nawo mbali (osati omwewo omwe adapanga mizere yofananira), omwe pamzere uliwonse wa 67 ali nawo. uthenga wokhala ndi gawo la nambala yofufuta, ndi umboni wa kupezeka kwa gawo lawo mumtengo womwewo unazimiririka.

Pamene mu sitepe (4) wophunzirayo afotokozera ma beats 67 pa chingwe china ndikuyesera kupanganso chingwe choyambirira kuchokera pa izo, imodzi mwazosankha ndizotheka:

1. Chingwecho chimabwezeretsedwanso, ndipo ngati chifufutidwanso, ndipo mtengo wa Merkle umawerengedwera magawo owerengedwera komweko, muzu umagwirizana ndi womwe unagwirizana.

2. Mzere wabwezeretsedwa, koma muzu wowerengedwera kwanuko sufanana ndi womwe unagwirizana.

3. Mzerewu sunabwezeretsedwe.

Ndi zophweka kusonyeza kuti ngati kusankha (1) kwachitika kwa munthu mmodzi yemwe ali pamwamba, ndiye kuti (1) zachitika kwa onse, ndipo mosemphanitsa, ngati kusankha (2) kapena (3) kunachitika kwa wophunzira mmodzi, ndiye kwa onse otenga nawo mbali kusankha (2) kapena (3) kudzachitika. Chifukwa chake, pamzere uliwonse mu seti, mwina onse omwe atenga nawo mbali adzachira bwino, kapena onse omwe atenga nawo mbali adzalephera kuchira. Nambala yachisawawa yotsatiridwa ndiye XOR ya mizere yokha yomwe otenga nawo mbali adatha kuchira.

Ma signature apakati

Njira ina yachisawawa ndiyo kugwiritsa ntchito zomwe zimatchedwa BLS threshold signatures. Wopanga manambala mwachisawawa potengera siginecha zoyambira ali ndi zitsimikizo zofanana ndendende ndi ma aligorivimu omwe afotokozedwa pamwambapa, koma ali ndi manambala otsika kwambiri aasymptotic omwe amatumizidwa pa netiweki pa nambala iliyonse yopangidwa.

Ma signature a BLS ndi mapangidwe omwe amalola otenga nawo mbali angapo kupanga siginecha imodzi ya uthenga. Ma signature awa nthawi zambiri amagwiritsidwa ntchito kusunga malo ndi bandwidth posafuna kuti siginecha zingapo zitumizidwe. 

Ntchito yodziwika bwino ya siginecha ya BLS mu ma protocol a blockchain, kuphatikiza pakupanga manambala mwachisawawa, ndikusayina kwa block muma protocol a BFT. Tinene kuti otenga nawo gawo 100 amapanga midadada, ndipo chipika chimatengedwa ngati chomaliza ngati 67 mwa iwo asayina. Onse atha kutumiza magawo awo a siginecha ya BLS ndikugwiritsa ntchito algorithm yogwirizana kuti agwirizane pa 67 mwa iwo ndikuphatikiza ndi siginecha imodzi ya BLS. Zigawo zilizonse za 67 (kapena kupitilira apo) zitha kugwiritsidwa ntchito kupanga siginecha yomaliza, zomwe zimatengera ma signature 67 omwe adaphatikizidwa ndipo chifukwa chake zitha kusiyanasiyana, ngakhale zosankha zosiyanasiyana za omwe atenga nawo gawo 67 zitha kupanga siginecha yosiyana , siginecha iliyonse yotereyi idzakhala yovomerezeka. signature ya block. Otsala otsalawo amangofunika kulandira ndi kutsimikizira siginecha imodzi yokha pa chipika, m'malo mwa 67, pa intaneti, zomwe zimachepetsa kwambiri katundu pa intaneti.

Zikuoneka kuti ngati makiyi achinsinsi omwe otenga nawo mbali amagwiritsa ntchito amapangidwa mwanjira inayake, ndiye ziribe kanthu kuti ndi ma signature 67 (kapena ochulukirapo, koma osachepera) akuphatikizidwa, siginecha yotsatila idzakhala yofanana. Izi zitha kugwiritsidwa ntchito ngati gwero lachisawawa: otenga nawo mbali amavomereza kaye uthenga wina womwe angasaine (izi zitha kukhala kutulutsa kwa RANDAO kapena hashi ya block yomaliza, zilibe kanthu bola zisintha nthawi iliyonse. ndipo ndizokhazikika) ndikupanga siginecha ya BLS yake. Zotsatira za m'badwowo sizidzakhala zodziwikiratu mpaka otenga nawo gawo 67 apereka magawo awo, ndipo pambuyo pake zotulukazo zakonzedweratu ndipo sizingadalire zochita za aliyense.

Njira iyi yochitira zinthu mwachisawawa ndi yotheka bola ngati ⅔ mwa omwe akutenga nawo mbali pa intaneti onse amatsata ndondomekoyi, ndipo alibe tsankho komanso zosayembekezereka bola ngati ⅓ mwa omwe akutenga nawo mbali atsatira ndondomekoyi. Ndikofunikira kudziwa kuti wowukira yemwe amawongolera kupitilira ⅓ koma osakwana ⅔ mwa omwe akutenga nawo mbali atha kuyimitsa ndondomekoyi, koma sangathe kulosera kapena kukhudza zomwe zichitike.

Ma signature a Threshold okha ndi mutu wosangalatsa kwambiri. Mu gawo lachiwiri la nkhaniyi, tidzasanthula mwatsatanetsatane momwe amagwirira ntchito, komanso momwe zimafunikira kupanga makiyi omwe akutenga nawo mbali kuti ma signature apachiyambi agwiritsidwe ntchito ngati jenereta yachisawawa.

Pomaliza

Nkhaniyi ndi yoyamba pamndandanda wankhani zaukadaulo zamabulogu Pafupi. PAFUPI ndi protocol ya blockchain ndi nsanja yopangira mapulogalamu okhazikika ndikugogomezera kuti chitukuko chikhale chosavuta komanso chosavuta kugwiritsa ntchito kwa ogwiritsa ntchito.

Khodi ya protocol ndi yotseguka, kukhazikitsidwa kwathu kwalembedwa ku Rust, kumapezeka apa.

Mutha kuwona momwe chitukuko cha NEAR chikuwonekera ndikuyesa pa intaneti IDE apa.

Mutha kutsatira nkhani zonse mu Russian pa telegalamu gulu ndi gulu pa VKontakte, ndi m'Chingerezi mu boma twitter.

Tiwonana posachedwa!

Source: www.habr.com