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मान्य, eth2 पर दांव लगाना: #3 – आम सहमति साझा करना

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समीक्षा के लिए सच्चा यवेस सेंट-लेगर और जोसेफ श्वित्ज़र का विशेष धन्यवाद।

शेयरिंग उन कई सुधारों में से एक है जो eth2 में eth1 से अधिक है। यह शब्द डेटाबेस अनुसंधान से लिया गया था जहां एक शार्ड का अर्थ है एक बड़े पूरे का एक टुकड़ा। डेटाबेस और eth2 के संदर्भ में, शार्डिंग का अर्थ है पूरे सिस्टम के भंडारण और गणना को टुकड़ों में तोड़ना, शार्क को अलग से संसाधित करना और आवश्यकतानुसार परिणामों को संयोजित करना। विशेष रूप से, eth2 कई शार्ड श्रृंखलाओं को लागू करता है, जहां प्रत्येक शार्प में eth1 श्रृंखला के समान क्षमताएं होती हैं। इसके परिणामस्वरूप बड़े पैमाने पर स्केलिंग में सुधार होता है।

हालाँकि, eth2 में एक कम प्रसिद्ध प्रकार की शार्पिंग है। एक जो यकीनन प्रोटोकॉल डिजाइन के दृष्टिकोण से अधिक रोमांचक है। शार्प सर्वसम्मति दर्ज करें।

आम सहमति साझा करना

जिस तरह सबसे धीमी नोड की प्रसंस्करण शक्ति नेटवर्क के थ्रूपुट को सीमित करती है, उसी तरह एकल सत्यापनकर्ता के कंप्यूटिंग संसाधन कुल सत्यापनकर्ताओं की संख्या को सीमित करते हैं जो आम सहमति में भाग ले सकते हैं। चूंकि प्रत्येक अतिरिक्त सत्यापनकर्ता सिस्टम में हर दूसरे सत्यापनकर्ता के लिए अतिरिक्त कार्य का परिचय देता है, एक ऐसा बिंदु आएगा जहां कम से कम संसाधनों वाला सत्यापनकर्ता अब भाग नहीं ले सकता है (क्योंकि यह अब अन्य सभी सत्यापनकर्ताओं के वोटों का ट्रैक नहीं रख सकता है) . इसका समाधान eth2 नियोजित करता है आम सहमति साझा करना.

इसे तोड़ना

Eth2 समय को दो अवधियों, स्लॉट्स और युगों में विभाजित करता है।

एक स्लॉट 12 सेकंड की समय-सीमा है जिसमें श्रृंखला में एक नया ब्लॉक जोड़े जाने की उम्मीद है। ब्लॉक वह तंत्र है जिसके द्वारा सत्यापनकर्ताओं द्वारा डाले गए वोटों को लेन-देन के अलावा श्रृंखला में शामिल किया जाता है जो वास्तव में श्रृंखला को उपयोगी बनाते हैं।

एक युग में 32 स्लॉट (6.4 मिनट) शामिल होते हैं, जिसके दौरान बीकन श्रृंखला श्रृंखला के रखरखाव से जुड़ी सभी गणनाएं करती है, जिसमें शामिल हैं: नए ब्लॉकों को सही ठहराना और अंतिम रूप देना, और सत्यापनकर्ताओं को पुरस्कार और दंड जारी करना।

जैसा कि हमने में छुआ इस श्रंखला की पहली पोस्ट, सत्यापनकर्ताओं को अपना काम करने के लिए समितियों में संगठित किया जाता है। किसी भी समय, प्रत्येक सत्यापनकर्ता बिल्कुल एक बीकन चेन और एक शार्ड चेन कमेटी का सदस्य होता है, और उसे प्रति युग में एक बार सत्यापन करने के लिए कहा जाता है – जहां एक सत्यापन बीकन चेन ब्लॉक के लिए एक वोट है जिसे प्रस्तावित किया गया है एक छिद्र।

eth2 की तीखी सर्वसम्मति का सुरक्षा मॉडल इस विचार पर टिका है कि समितियाँ कमोबेश समग्र सत्यापनकर्ता सेट का एक सटीक सांख्यिकीय प्रतिनिधित्व हैं।

उदाहरण के लिए, यदि हमारे पास ऐसी स्थिति है जिसमें समग्र सेट में 33% सत्यापनकर्ता दुर्भावनापूर्ण हैं, तो एक मौका है कि वे एक ही समिति में समाप्त हो सकते हैं। यह हमारे सुरक्षा मॉडल के लिए एक आपदा होगी।

इसलिए हमें यह सुनिश्चित करने का एक तरीका चाहिए कि ऐसा न हो। दूसरे शब्दों में, हमें यह सुनिश्चित करने का एक तरीका चाहिए कि यदि 33% सत्यापनकर्ता दुर्भावनापूर्ण हैं, तो समिति में केवल ~ 33% सत्यापनकर्ता ही दुर्भावनापूर्ण होंगे।

यह पता चला है कि हम दो काम करके इसे हासिल कर सकते हैं:

  1. समिति के कार्य सुनिश्चित करना यादृच्छिक है
  2. प्रत्येक समिति में न्यूनतम संख्या में सत्यापनकर्ताओं की आवश्यकता होती है

उदाहरण के लिए, प्रति समिति 128 यादृच्छिक रूप से नमूना सत्यापनकर्ताओं के साथ, 1/3 सत्यापनकर्ताओं के साथ> 2/3 समिति का नियंत्रण प्राप्त करने वाले हमलावर की संभावना गायब हो जाती है (प्रायिकता 2^-40 . से कम)

इसका निर्माण

सत्यापनकर्ताओं द्वारा डाले गए वोटों को सत्यापन कहा जाता है। एक सत्यापन में कई तत्व शामिल हैं, विशेष रूप से:

  • वर्तमान बीकन चेन हेड के लिए एक वोट
  • एक वोट जिस पर बीकन ब्लॉक को उचित/अंतिम रूप दिया जाना चाहिए
  • शार्ड चेन की वर्तमान स्थिति पर एक वोट
  • उस वोट से सहमत सभी सत्यापनकर्ताओं के हस्ताक्षर

सत्यापन में यथासंभव अधिक से अधिक घटकों को मिलाकर, सिस्टम की समग्र दक्षता में वृद्धि होती है। यह संभव है, क्योंकि बीकन ब्लॉक और शार्ड ब्लॉक के लिए अलग-अलग वोट और हस्ताक्षर की जांच करने के बजाय, नोड्स को केवल बीकन श्रृंखला और प्रत्येक शार्ड श्रृंखला की स्थिति के बारे में सूचित करने के लिए सत्यापन पर गणित की आवश्यकता होती है।

यदि प्रत्येक सत्यापनकर्ता ने अपना स्वयं का सत्यापन प्रस्तुत किया है और प्रत्येक सत्यापन को अन्य सभी नोड्स द्वारा सत्यापित करने की आवश्यकता है, तो एक eth2 नोड होना निषेधात्मक रूप से महंगा होगा। एकत्रीकरण दर्ज करें।

सत्यापन को आसानी से संयोजित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है कि यदि दो या दो से अधिक सत्यापनकर्ताओं के पास समान मतों के साथ सत्यापन हैं, तो उन्हें एक सत्यापन में हस्ताक्षर फ़ील्ड को एक साथ जोड़कर जोड़ा जा सकता है। एकत्रीकरण से हमारा यही तात्पर्य है।

समितियों, उनके निर्माण से, वोटों को एकत्र करना आसान होगा क्योंकि उन्हें एक ही शार्ड को सौंपा गया है, और इसलिए शार्ड राज्य और बीकन श्रृंखला दोनों के लिए समान वोट होना चाहिए। यह वह तंत्र है जिसके द्वारा eth2 सत्यापनकर्ताओं की संख्या को मापता है। सत्यापनकर्ताओं को समितियों में विभाजित करके, सत्यापनकर्ताओं को केवल अपने साथी समिति के सदस्यों की देखभाल करने की आवश्यकता होती है और केवल अन्य समितियों में से प्रत्येक से बहुत कम एकत्रित सत्यापन की जांच करनी होती है।

हस्ताक्षर एकत्रीकरण

Eth2 BLS हस्ताक्षरों का उपयोग करता है – कई अण्डाकार वक्रों पर परिभाषित एक हस्ताक्षर योजना जो एकत्रीकरण के अनुकूल है। चुने गए विशिष्ट वक्र पर, हस्ताक्षर हैं 96 बाइट्स प्रत्येक।

यदि सभी ETH का 10% दांव पर लग जाता है, तो eth2 पर ~350,000 सत्यापनकर्ता होंगे। इसका मतलब है कि एक युग के हस्ताक्षर के लायक होंगे 33.6 मेगाबाइट जो आता है ~7.6 गीगाबाइट हर दिन। इस मामले में, के बारे में सभी झूठे दावे eth1 राज्य-आकार 2018 में 1TB तक पहुंच गया eth2 के मामले में 133 दिनों से कम समय में सत्य होगा (अकेले हस्ताक्षर के आधार पर)।

यहां चाल यह है कि बीएलएस हस्ताक्षर एकत्र किए जा सकते हैं: यदि ऐलिस हस्ताक्षर उत्पन्न करता है और बॉब के हस्ताक्षर हैं बी एक ही डेटा पर, फिर ऐलिस और बॉब के हस्ताक्षर दोनों को संग्रहीत किया जा सकता है और केवल भंडारण द्वारा एक साथ जांचा जा सकता है सी = ए + बी. सिग्नेचर एग्रीगेशन का उपयोग करके, पूरी कमेटी के लिए केवल 1 सिग्नेचर को स्टोर और चेक करने की जरूरत होती है। यह भंडारण आवश्यकताओं को कम कर देता है 2 मेगाबाइट हर दिन।

सारांश,

सत्यापनकर्ताओं को समितियों में अलग करके, eth2 को सत्यापित करने के लिए आवश्यक प्रयास परिमाण के क्रम से कम हो जाते हैं।

एक नोड के लिए बीकन श्रृंखला और सभी शार्ड चेन को मान्य करने के लिए, इसे केवल प्रत्येक समिति से एकत्रित सत्यापन को देखने की आवश्यकता है। इस तरह यह प्रत्येक शार्क की स्थिति और प्रत्येक सत्यापनकर्ता की राय जान सकता है कि कौन से ब्लॉक हैं और श्रृंखला का हिस्सा नहीं हैं।

इसलिए समिति तंत्र eth2 को में स्थापित दो डिज़ाइन लक्ष्यों को प्राप्त करने में मदद करता है पहला लेख: अर्थात् eth2 नेटवर्क में भाग लेना उपभोक्ता-श्रेणी के लैपटॉप पर संभव होना चाहिए, और यह कि यथासंभव अधिक से अधिक सत्यापनकर्ताओं का समर्थन करके इसे अधिकतम विकेंद्रीकृत करने का प्रयास करना चाहिए।

इसे संख्या देने के लिए, जबकि अधिकांश बीजान्टिन फॉल्ट टॉलरेंट प्रूफ ऑफ स्टेक प्रोटोकॉल दसियों (और चरम मामलों में, सैकड़ों सत्यापनकर्ता) तक स्केल करते हैं, eth2 सैकड़ों हजारों सत्यापनकर्ता रखने में सक्षम है जो सभी विलंबता या थ्रूपुट से समझौता किए बिना सुरक्षा में योगदान करते हैं।



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