Forskere forbedrer sikkerheden ved at bevise blockchain-protokoller

Blockchain-teknologi er kendt for at være en af ​​de mest disruptive teknologier i dag, der driver den fjerde industrielle revolution. En blockchain, designet til at være modstandsdygtig over for ændring af sine data, tilbyder sikkerheds- og privatlivsfordele, som især banker værdsætter godt, regeringer og teknovirksomheder.

En af måderne, Blockchain-teknologien giver en sådan sikkerhed på, er gennem Proof of Stake (PoS). POS Blockchain-protokoller er afhængige af afstemningsmekanismer for at opnå konsensus om den aktuelle datatilstand. Hvis et øget flertal af indsatsknudepunkter, også kaldet validatorer, blive enige om en foreslået datablok, så er denne blok tilføjet til blockchain. Endnu, disse protokoller forbliver sårbare over for fejl forårsaget af validatorer, der afholder sig fra enten ved et uheld eller ondsindet. I særdeleshed, mens de vælger indsatsknudepunkter proportionalt med deres indsats for at danne blokskabende udvalg, nuværende PoS-protokoller garanterer ikke, at udvalgte udvalg vil oprette blokke. Dette krænker igen den opfattede retfærdighed i fordelingen af ​​belønninger i forhold til indsatsen for de deltagende noder.

For at beskytte mod sådanne fejl og samtidig bevare PoS-udvælgelsen og belønningstildelingsordningerne, Singapore University of Technology and Design (SUTD) forskere undersøgte vægtet afstemning i valideringsudvalg. Først, de introducerede validatorers stemmeprofiler – dette hjælper med at kvantificere sandsynligheden for, at en validator vil afgive en korrekt stemme baseret på validatorens hidtidige bidrag til protokollen. Derefter definerede de den matematiske ramme for at anvende optimale beslutningsregler ved udvalgsafstemning. Forskerne designet en generaliseret multiplikativ vægtningsalgoritme til at opdatere individuelle validatorers profiler i henhold til deres stemmeadfærd, konsensusresultat og kollektiv blockchain-velfærd som illustreret i tabel 1.

Resultatet er en to-lags ordning, hvor udvælgelse af noder og tildeling af belønninger udføres af den underliggende PoS-mekanisme, hvorimod blokke afgøres af en vægtet flertalsafstemningsregel. Denne ordning forbedrer konsensus i udvalgte udvalg ved at skalere stemmer i henhold til validatorernes profiler uden at forstyrre PoS-udførelsen. Derfor, det kan afprøves, implementeret og tilbageført med minimale omkostninger for eksisterende brugere. Forskningspapiret diskuterede også potentielle problemer og begrænsninger ved vægtet afstemning i tillidsløse, decentraliserede netværk og relaterede resultaterne til designet af nuværende PoS-protokoller.