Пара слов о новом подходе Fetch.AI к достижению консенсуса

Технологи блокчейна давно поняли важность достижения правильного баланса безопасности, децентрализации и масштабируемости. Выбор механизма консенсуса особенно важен, но исторически сложилось так, что большинство проектов испытывают трудности, когда приоритет отдается одной области. Например, фокус на безопасности в консенсусе PoW (prof of work) приводит к слабости в другой области, например, в масштабируемости PoW. Целью разработчика инфраструктуры искусственного интеллекта/блокчейна Fetch.AI является создание «сообщества» искусственного интеллекта, соединяющего компьютеры в децентрализованной сети. Команда Fetch.AI разработала новый подход к достижению консенсуса.

Ник Уорд (NW) из агентства Fire on the Hill поговорил с Джонатаном Уордом (JW), руководителем отдела исследований в Fetch.AI, о новом подходе. 

NW: Привет, Джон, каков твой опыт в инженерии и технологиях?

JW: Довольно разнообразный. Прежде чем присоединиться к нынешней команде Fetch.AI, я защитил докторскую диссертацию по машинному обучению в Университетском колледже Лондона, где работал над проблемой сворачивания белков — биологическим затруднением, связанным с физическим кодом, с помощью которого аминокислота диктует нативную структуру белка. Я использовал методы статистической физики, машинного обучения и эволюции последовательностей, чтобы понять, как долго полимеры складывались в четко определенную трехмерную структуру. Затем в течение следующих нескольких лет я работал как в академических кругах, так и в промышленности, где занимался применением алгоритмов машинного обучения к временным рядам и задачам машинного зрения. В настоящее время я возглавляю группу исследователей машинного обучения, экономистов, инженеров, криптографов и математиков, занимающихся разработкой инфраструктуры и приложений для цифрового рынка Fetch.

NW: А для непосвященных из нас, как бы вы объяснили консенсусный протокол?

JW: Итак, протоколы консенсуса — один из самых важных и интересных аспектов технологии децентрализованного реестра. Это средства, с помощью которых все отдельные узлы в сети совместно достигают цели, консенсуса в децентрализованной системе без необходимости в центральном координаторе. Консенсус заключается в том, чтобы договориться о состоянии цепочки (блокчейна) и о том, кто может ее изменить. Чтобы обеспечить как открытое, так и анонимное участие в консенсусе, системы блокчейнов заменили классические механизмы централизованно контролируемого доступа и репутации алгоритмами расхода соответствующих ресурсов. Это — вычислительная мощность или хешрейт в алгоритме Proof of Work и заблокированная доля актива в алгоритме Proof of Stake.

NW: И как вы работаете над этим с Fetch.AI?

JW: Любой протокол консенсуса должен быть уникальным образом адаптирован для целей его распределенного реестра. Fetch.AI создает реестр, на основе которого будет развернута очень сложная многоагентная система; пул интеллектуальных потоков кода будет взаимодействовать с реестром и внутри себя друг с другом. Это означает, что будет большой объем транзакций с низкой стоимостью. Принимая во внимание эти требования, команда считает, что новый механизм консенсуса вносит значительный вклад в инфраструктуру блокчейна, которая подходит для высокопроизводительных сценариев использования.

NW: Разработчики сталкивались с проблемами в достижении консенсуса в прошлом, не так ли?

JW: Верно. Хорошо известно, что такие децентрализованные протоколы сталкиваются с напряжением в виде трилеммы, то есть проблемы достижения правильного баланса трех элементов — безопасности, децентрализации и масштабируемости. Этого баланса очень трудно достичь, когда все три элемента одинаково и одновременно важны. Не будет преувеличением сказать, что это одна из самых сложных проблем, которые можно найти в пространстве блокчейна.

NW: Как далеко мы продвинулись в решении этого вопроса?

JW: Существует несколько разных подходов к достижению консенсуса, наиболее известными из которых являются Proof of Work и Proof of Stake. Каждый из них страдает от приоритета одного преимущества, предлагаемого блокчейном над другим. Реестр может быть очень безопасным, но его способность к масштабированию будет поставлена ​​под угрозу. С Fetch.AI мы пытаемся создать протокол, который предлагает оптимальный баланс децентрализации, безопасности и масштабируемости, используя схему консенсуса Proof of Stake (PoS), которая обеспечивает строгий порядок транзакций, быстрое время подтверждения и улучшенную безопасность по сравнению с существующими системами, и может поддерживать темп в более чем 30 000 транзакций в секунду.

NW: Как вы изменили схему PoS, чтобы решить «трилемму»?

JW: Способ частично ослабить напряженность в трилемме — это использовать подпротокол, который позволяет участникам распределенной системы выбирать пул узлов в качестве лидера действительно случайным образом, и в него нельзя вмешиваться посторонним узлам. Затем избрание лидера можно использовать как промежуточный шаг к достижению соглашения. Мы называем компонент, который достигает этой цели, децентрализованным случайным маяком. Выборы полностью случайны, а роль руководства циклична, что означает большую безопасность, чем в централизованных системах.

NW: А как насчет аспекта масштабируемости протокола?

JW: Протокол стал масштабируемым за счет использования направленного ациклического графа, который работает без необходимости в центральном координаторе, который является общим для аналогичных систем, использующих DAG. Скорее, избранный «лидер» сообщества может детерминистически отображать строгий порядок транзакций для следующего блока, чтобы присоединиться к блокчейну из частично упорядоченных транзакций, содержащихся в DAG. Детерминированные средства достижения завершенности транзакции повышают масштабируемость протокола.

NW: А безопасность?

JW: Общий дизайн механизма консенсуса, комбинация децентрализованного случайного маяка, совместного производства блоков и детерминистического отображения сосредоточены на достижении принципа «минимального вмешательства». Это означает, что влияние любого узла на состояние реестра резко снижается, что способствует повышению безопасности протокола в целом.

Источник: Интервью с Джонатаном Уордом