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VeChain: Neuer Konsensusalgorithmus bietet starke Leistung und Sicherheit

  • Die VeChainThor Blockchain wird den neuen Konsensalgorithmus namens SURFACE bzw. Proof of Authority 2.0 (PoA 2.0) erhalten, um der wachsende Nachfrage von Unternehmen gerecht zu werden.
  • Der PoA 2.0 setzt auf ein Dual-Konsens-Modell, welches den Benutzern die Flexibilität gibt verschiedene Sicherheitsstufen ihrer Transaktionen zu wählen.

Der Chef-Wissenschaftler der VeChain Stiftung, Peter Zhou, hat in einem neuen Beitrag auf Medium dargelegt, warum VeChain ein überarbeitetes Konsensus-Verfahren einführen muss und wie dieses funktioniert. Der neue Konsensalgorithmus namens SURFACE bzw. Proof of Authority (PoA 2.0) wurde bereits im Februar im Rahmen eines Forschungs-Papers vorgestellt. Via Twitter schrieb Zhou gestern, dass der neue Beitrag der VeChain Gemeinschaft ein besseres Verständnis geben soll:

Die Kommunikation unserer Forschungsarbeit an #VeFam ist für mich äußerst wichtig. Aus diesem Grund haben Dr. Ren und ich einen weiteren Artikel über PoA 2.0 geschrieben. Unser Ziel ist es, es JEDEM zu ermöglichen, zu verstehen, warum wir es brauchen, wie wir es entwickelt haben und was das Tolle daran ist.

Zur Motivation der Einführung des Proof of Authority 2.0 erklärt Zhou, dass die Einführung allen voran durch die wachsende Nachfrage nach der VeChainThor Blockchain motiviert ist.

Da jedoch Anwendungen und Unternehmen, die auf der öffentlichen VeChainThor Blockchain laufen, florieren, gibt es eine ständig wachsende Nachfrage nach besserer Leistung (höhere TPS und schnellere Transaktionsbestätigung) und kompromissloser Sicherheit, um Geschäftsinnovationen innerhalb des VeChain Ökosystems zu ermöglichen.

Das Beste aus zwei Welten: VeChain’s neuer Konsensalgorithmus

Die von Zhou beschrieben Anforderungen, Leistung und Sicherheit, stehen jedoch in direkter Konkurrenz im Rahmen der meisten bestehenden Konsensus-Systeme. Wie der Chef-Wissenschaftler der VeChain Stiftung eruiert, sind sie entweder so ausgelegt, dass „sie in einem guten Netzzustand eine gute Leistung erbringen, aber Sicherheitsrisiken eingehen, wenn sich der Zustand verschlechtert, oder dass sie in jedem Netzzustand eine kompromisslose Sicherheit bieten, aber viel für die Leistung opfern“.

VeChain löst dieses Problem mit dem neuen Konsensalgorithmus, der nach dem Entwurfsprinzip „Hoffe auf das Beste und bereite dich auf das Schlimmste vor“ entwickelt wurde. Um sowohl ein leistungsfähiges Netzwerk unter den gewünschten Bedingungen und kompromisslose Sicherheit unter unerwünschten Bedingungen zu gewährleisten, setzt VeChain auf ein Dual-Konsens-Modell. Konkret verwendet der PoA 2.0 den Nakamoto als auch den Byzantine Fault Tolerance (BFT) Konsensus. Zhou beschreibt den Ansatz wie folgend:

Konkret versuchen wir, die nahezu optimale Leistung für den Nakamoto Konsens zu erreichen (hoffen auf das Beste), wenn der Netzzustand gut ist (d.h. Nachrichten zwischen den Knoten rechtzeitig empfangen werden können); und wir verwenden einen asynchronen BFT-Mechanismus, um kompromisslose Sicherheit zu gewährleisten (auf das Schlimmste vorbereiten), wenn der Netzzustand schlecht ist (d.h. die Kommunikation zwischen den Knoten könnte aufgrund von Extremsituationen wie Naturkatastrophen oder böswilligen Angriffen blockiert werden).

Im Detail erläuterte Zhou, dass die Forschung mit der Universität Oxford ergeben hat, dass die Fork-Rate der größte Einzelfaktor ist, der die Leistung des Nakamoto Konsensmechanismus beeinflusst. Um dieses Problem zu lösen, führt SURFACE einen Ausschuss ein, der den neuen Block, der in jeder Konsensrunde generiert wird, billigt. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit eines Forks im Vergleich zu den klassischen Nakamoto Konsens-Algorithmen, bei denen der vorgeschlagene Block nur von einem Knoten entschieden wird, deutlich verringert, so Zhou.

Der BFT Konsensus soll die VeChainThor Blockchain hingegen auf das „Schlimmste vorbereiten“, wie eine starke Partitionierung des Netzwerks oder einen massiven DDOS-Angriff. Zu diesem Zweck führt VeChain einen asynchronen BFT Algorithmus ein, der dem System Block-Finalität verleiht und mit dem Nakamoto Konsens des Ausschusses koexistiert, anstatt ihn zu ersetzen.

Letztlich bietet das Dual-Konsens-Modell den Benutzern die Flexibilität, verschiedene Sicherheitsstufen ihrer Transaktionen entsprechend ihren tatsächlichen Bedürfnissen zu wählen, so Zhou:

Mit einem solchen Dual-Konsens-Mechanismus wird eine Transaktion zunächst innerhalb einer relativ kurzen Zeit (z.B. weniger als 1 Minute) bestätigt und dann nach einem längeren Zeitraum (z.B. 5 Minuten) abgeschlossen. Benutzer könnten bestätigte Transaktionen für ihren täglichen Gebrauch verwenden, da sie mindestens so sicher sind wie andere Blockchain mit Nakamoto-Konsens (wie Bitcoin oder Ethereum). Sie können auch längere Zeit warten, bis die Transaktionen abgeschlossen sind, wenn absolute Sicherheit erforderlich ist.

About Author

Jake Simmons

Jake Simmons ist seit 2016 ein Krypto-Enthusiast. Seit er von Bitcoin und der Blockchain-Technologie gehört hat, beschäftigt er sich täglich mit dem Thema. Jenseits von Kryptowährungen studierte Jake Informatik und arbeitete 2 Jahre lang für ein Startup im Blockchain-Bereich. Bei CNF ist er für die Beantwortung technischer Fragen zuständig. Sein Ziel ist es, die Welt auf eine einfache und verständliche Weise auf Kryptowährungen aufmerksam zu machen.

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