Чтобы объяснить, почему система, разработанная в его лаборатории распределенных вычислений (DCL), представляет собой сдвиг парадигмы в том, как мы думаем о криптовалютах и о цифровом доверии в целом, профессор Рашид Геррауи использует правовую метафору: все участники этой новой системы " невиновен, пока виновность не будет доказана."
Это контрастирует с традиционной моделью Биткойн, впервые описанной в 2008 году Сатоши Накамото, которая полагается на решение сложной проблемы, называемой «консенсус», чтобы гарантировать безопасность транзакций.
В этой модели каждый участник распределенной системы должен согласовать действительность всех транзакций, чтобы предотвратить мошенничество злоумышленников – например, дважды потратив одни и те же цифровые токены (двойное расходование). Чтобы доказать свою честность и достичь консенсуса, игроки должны выполнять сложные и энергоемкие вычислительные задачи, которые затем проверяются другими игроками.
Но в своей новой системе Геррауи и его коллеги перевернули представление о том, что все игроки являются потенциальными мошенниками, с ног на голову.
"Мы придерживаемся минималистского подхода. Мы понимаем, что игрокам не нужно достигать консенсуса; им просто нужно предотвратить злонамеренное поведение, когда оно проявляется », – объясняет он. "Итак, мы предполагаем, что все честны, и если игроки видят, что кто-то пытается сделать что-то не так, они игнорируют этого игрока – и только этого игрока."
С учетом требований консенсуса новая система DCL, получившая название Byzantine Reliable Broadcast, может осуществлять безопасные криптовалютные транзакции в больших масштабах с практически нулевыми энергетическими затратами – «примерно эквивалентными стоимости обмена электронными письмами», – говорит Геррауи. – и всего несколько граммов CO2 по сравнению с примерно 300 кг для одной биткойн-транзакции. ?
Это может быть большим преимуществом перед биткойнами, которые, как сообщается, имеют глобальное потребление электроэнергии, приближающееся к Австрии, и глобальный углеродный след, сопоставимый с показателем Дании.
Коммуникация – ключ к успеху
Итак, как пользователи могут быть уверены в безопасности транзакций с криптовалютой, если они не уверены, кто злоумышленники?? Геррауи говорит: игрокам просто нужно общаться друг с другом.
"Если злоумышленник хочет произвести платеж, например, эта система не позволит никому принимать деньги от этого игрока, пока случайно выбранный образец не подтвердит, что игрок не отправлял деньги кому-либо еще; в противном случае платеж не будет принято ", – поясняет он. «По сути, мы говорим, что вам нужно только обмениваться информацией с некоторыми игроками, чтобы реализовать криптовалюту."
Центральный элемент передачи или трансляции информации – это то, что дает системе надежного вещания Византии название.
После первой публикации теоретических результатов, лежащих в основе системы в начале этого года в материалах симпозиума ACM по принципам распределенных вычислений (ACM PODC) 2019 года, одной из двух самых престижных конференций в этой области, Геррауи и его коллеги недавно опубликовали вторую документ, описывающий реализацию и масштабирование их алгоритма.
Что касается описания первого масштабируемого решения для альтернативы консенсуса, вторая статья DCL уже вызвала интерес со стороны промышленности и получила награду за лучшую работу на другой ведущей конференции в этой области, DISC 2019 (33-й Международный симпозиум по распределенным вычислениям). Награда будет вручена в Будапеште, Венгрия, в середине октября.
От банковского дела до велосипедных прогулок
Помимо более низкой стоимости и энергозатрат, система Byzantine Reliable Broadcast ничем не жертвует с точки зрения безопасности транзакций. Хотя у нее более узкий спектр приложений, чем у Биткойна – она подходит только для криптовалют, а не для более сложных транзакций, таких как смарт-контракты, – система может управлять другими формами валюты, кроме денег.
«Его можно использовать для абстрактной криптовалюты для обмена товарами, например, велосипедами в программе обмена велосипедами», – говорит Геррауи.
Он и его коллеги планируют выпустить свою новую систему с открытым исходным кодом, чтобы любой желающий мог загрузить и использовать к концу 2020 года.
Это исследование проводится в рамках гранта ERC Proof-of Concept Grant, выигранного Guerraoui ранее в этом году, с целью внедрения на практике нового класса "консенсусных" алгоритмов.
Использованная литература:
Консенсусное число криптовалюты. Рашид Геррауи, Петр Кузнецов, Маттео Монти, Матей Павлович, Драгош-Адриан Серединский. Материалы 38-го симпозиума ACM по принципам распределенных вычислений (PODC 2019), 28 июля – 3 августа 2019 г., Торонто, Канада
Масштабируемая византийская надежная трансляция. Рашид Геррауи, Петр Кузнецов, Маттео Монти, Матей Павлович, Драгош-Адриан Серединский. Материалы 33-го Международного симпозиума по распределенным вычислениям (DISC 2019), 14-18 октября 2019 г., Будапешт, Венгрия