Метод Proof-of-Greed у Nxt консенсусі

Анотація

Фундаментальна проблема у розподілених обчислювальних системах полягає у тому, щоб прийняти одне й те ж рішення щодо якого-небудь питання. Протокол консенсусу описує узгодження даних, необхідних під час такого процесу. Робота присвячена розробці алгоритму консенсусу, заснованого на протоколі Nxt, який може бути реалізований у системах блокчейн з PoS (Proof-of-Stake). Консенсуси типу PoS, засновані на балансах вузлів, та на відміну від методів PoW (Proof-of-Work), є більш екологічно чистими та енергоефективними. У наш час такі типи консенсусів стають все більш популярні. Проте вони залишаються менш ретельно вивченими, ніж PoW. Більше того, існують деякі атаки та загрози, які не можуть бути повністю вирішені за допомогою консенсусу PoS, і зокрема, Nxt консенсусом. У даній статті ми пропонуємо модифікацію протоколу Nxt, який вирішує деякі проблеми з PoS відповідно до сучасних вимог. Для вибору найкращих параметрів консенсусу Nxt, які зменшують дисперсію часу блоків, було використано асиметричний метод. Це підвищило продуктивність та надійність усієї блокчейн системи, усуваючи загрозу збоїв у роботі внаслідок переповнення пулу транзакцій. Для дослідження протоколу Nxt консенсусу була розроблена математична імітаційна модель з використанням програмного забезпечення Anylogic 8.4. Реалізація економічних важелів (токеномiка), яку ми називаємо підходом Proof-of-Greed, дозволяє попередити деякі види атак, наприклад, атаку вузлів з великим балансом та встановленню справедливої, ринково обґрунтованої плати за транзакцію. Застосування економічних механізмів захисту розподілених систем дозволяє запобігти ряду атак, стійких до криптографічних методів. Але при цьому токеноміка системи повинна строго узгоджуватися з протоколами функціонування всіх об'єктів системи, об'єднуючи їх в єдину інтегровану екосистему. Також було досліджено термін рентабельності вузлів, що створюють блоки у протоколі Proof-of-Greed. Параметри такого підходу для стійкого функціонування мережі були отримані за результатами математичного моделювання з програмним забезпеченням Anylogic 8.4. Метод Proof-of-Greed може бути реалізовано не тільки у Nxt консенсусі, а й у деяких інших блокчейн системах, що засновані на консенсусах типу PoS.