Forskere opfinder et billigt alternativ til Bitcoin

Kryptovalutaen Bitcoin er begrænset af dens astronomiske elforbrug og overdimensionerede CO2-fodaftryk. Et næsten nul-energi alternativ lyder for godt til at være sandt, men som School of Computer and Communication Sciences (IC) professor Rachid Guerraoui forklarer, det hele kommer ned til vores forståelse af, hvad der gør transaktioner sikre.

For at forklare, hvorfor systemet udviklet i hans Distributed Computing Lab (DCL) repræsenterer et paradigmeskifte i, hvordan vi tænker om kryptovalutaer – og om digital tillid generelt – bruger professor Rachid Guerraoui en juridisk metafor:alle spillere i dette nye system er "uskyldige indtil bevist skyldig."

Dette er i modsætning til den traditionelle Bitcoin-model, som først blev beskrevet i 2008 af Satoshi Nakamoto, som er afhængig af at løse et vanskeligt problem kaldet "konsensus" for at garantere sikkerheden ved transaktioner. I denne model, alle i et distribueret system skal være enige om gyldigheden af ​​alle transaktioner for at forhindre ondsindede spillere i at snyde - f.eks. ved at bruge de samme digitale tokens to gange (dobbeltforbrug). For at bevise deres ærlighed og opnå konsensus, spillere skal udføre komplekse - og energikrævende - computeropgaver, som derefter verificeres af de andre spillere.

Men i deres nye system, Guerraoui og hans kolleger vender antagelsen om, at alle spillere er potentielle snydere, på hovedet.

"Vi har en minimalistisk tilgang. Vi indser, at spillere ikke behøver at nå konsensus; de skal blot forhindre ondsindet adfærd, når den viser sig, " forklarer han. "Så, vi antager, at alle er ærlige, og hvis spillere ser nogen forsøge at gøre noget forkert, de ignorerer den spiller - og kun den spiller."

Med konsensuskravet af vejen, DCL's nye system, døbt Byzantine Reliable Broadcast, kan opnå sikre cryptocurrency-transaktioner i stor skala med en energisk omkostning på praktisk talt nul - "omtrent svarende til udvekslingen af ​​e-mails, " siger Guerraoui - og kun et par gram CO ₂ sammenlignet med anslået 300 kg for en enkelt Bitcoin-transaktion.

Det kan være en stor fordel i forhold til Bitcoin, som er blevet rapporteret at have et globalt elforbrug, der nærmer sig Østrigs, og et globalt CO2-fodaftryk, der kan sammenlignes med Danmarks.

Kommunikation er nøglen

Så, hvordan kan brugere være sikre på, at cryptocurrency-transaktioner er sikre, hvis de ikke er sikre på, hvem de ondsindede spillere er? Guerraoui siger:spillere skal bare kommunikere med hinanden.

"Hvis en ondsindet spiller ønsker at foretage en betaling, for eksempel, dette system vil ikke tillade nogen at acceptere penge fra den pågældende spiller, før en tilfældigt udvalgt prøve har bekræftet, at spilleren ikke har sendt penge til nogen anden; Ellers, betalingen vil ikke blive accepteret, " forklarer han. "Dybest set, vi siger, at du kun behøver at udveksle information med et udvalg af spillere for at implementere en kryptovaluta."

Det centrale element i at kommunikere, eller udsendelse, information er det, der giver det byzantinske pålidelige broadcast-system sit navn. Efter først at have offentliggjort de teoretiske resultater bag systemet tidligere på året i forbindelse med 2019 ACM Symposium on Principles of Distributed Computing (ACM PODC), en af ​​de to mest prestigefyldte konferencer på området, Guerraoui og hans kolleger har for nylig udgivet et andet papir, der beskriver implementeringen og opskaleringen af ​​deres algoritme.

For sin beskrivelse af den første skalerbare løsning til et konsensusalternativ, det andet DCL-papir har allerede høstet interesse fra industrien, og vandt prisen for bedste papir ved feltets anden topkonference, DISC 2019 (det 33. internationale symposium om distribueret databehandling). Prisen uddeles i Budapest, Ungarn i midten af ​​oktober.

Fra bank til bikeshares

Ud over dets lavere omkostninger og energiforbrug, det byzantinske Reliable Broadcast-system ofrer intet med hensyn til transaktionssikkerhed. Selvom det har et snævrere udvalg af applikationer end Bitcoin - kun egnet til kryptovalutaer, og ikke til mere komplekse transaktioner som smarte kontrakter – systemet kan administrere andre former for valuta udover penge.

"Det kunne bruges til en abstrakt kryptovaluta til at udveksle varer, som cykler i et cykeldelingsprogram for eksempel, " siger Guerraoui.

Han og hans kolleger planlægger at frigive deres nye system som en open source-kode, som alle kan downloade og bruge inden udgangen af ​​2020.