हार्मनी का लक्ष्य पूर्ण मापनीयता और सुरक्षा के साथ एक शार्ड-आधारित ब्लॉकचेन बनाना है। इसने बाजार पर कई ब्लॉकचेन समाधानों का अध्ययन किया है और अपनी स्वयं की इंजीनियरिंग कार्यान्वयन योजना प्रस्तावित की है। यहीं पर हार्मनी हर किसी का ध्यान आकर्षित करती है।
यह एक बहुत ही उच्च लक्ष्य है। सबसे पहले, इसमें पूर्ण मापनीयता है। हार्मनी की शार्डिंग में न केवल लेन-देन की पुष्टि, नेटवर्क संचार, बल्कि ब्लॉकचेन स्टेट शार्डिंग भी शामिल है। दूसरा, हमें विखंडन की सुरक्षा सुनिश्चित करनी चाहिए। Harmony की शार्डिंग DRG (डिस्ट्रीब्यूटेड रैंडम जनरेशन) प्रक्रिया पर आधारित है, जो इसे अप्रत्याशित, निष्पक्ष, सत्यापन योग्य और स्केलेबल बनाती है। इसके अलावा, सद्भाव सत्यापनकर्ताओं का चयन करने के लिए PoW तंत्र के बजाय PoS तंत्र को अपनाता है, और PBFT सर्वसम्मति तंत्र के लिए इसका अपना अनुकूलन है। PoS की एक निश्चित सीमा है, न केवल यह सुनिश्चित करने के लिए कि छोटे हितधारक नेटवर्क में भाग ले सकते हैं और आय अर्जित कर सकते हैं, बल्कि दुर्भावनापूर्ण हमलावरों को एक शार्क पर नियंत्रण पाने से भी रोक सकते हैं। हार्मनी अनुकूली सूचना फैलाव एल्गोरिथम का उपयोग करके एक शार्क के भीतर और एक शार्क नेटवर्क में सूचना प्रसार को लागू करता है। हार्मनी क्रॉस-शार्क लेन-देन को महसूस करने के लिए कडेमिलिया रूटिंग का भी उपयोग करती है, जो शार्ड्स की संख्या बढ़ने पर लॉगरिदमिक रूप से स्केल करती है। विखंडन के साथ, क्रॉस-शार्प लेनदेन की निरंतरता भी बनाए रखनी चाहिए। हार्मोनी क्रॉस-शार्क लेनदेन का भी समर्थन करता है, शार्क के बीच सीधे संचार का समर्थन करता है, और परमाणु लॉकिंग तंत्र के माध्यम से क्रॉस-शार्क लेनदेन की निरंतरता सुनिश्चित करता है।
कुल मिलाकर, Harmony प्रोटोकॉल लेयर और नेटवर्क लेयर को अनुकूलित करके एक स्केलेबल, सुरक्षित और विकेंद्रीकृत ब्लॉकचेन प्रदान करने की कोशिश करता है, जो गेम्स, विकेंद्रीकृत एक्सचेंज, IoT, आदि सहित अधिक मुख्यधारा के विकेंद्रीकृत एप्लिकेशन परिदृश्यों का समर्थन कर सकता है। यह एक महत्वाकांक्षी है दृष्टि।

प्रोजेक्ट विजन

वर्तमान में, कई नई ब्लॉकचेन परियोजनाएं लेनदेन प्रसंस्करण गति (थ्रुपुट) को बढ़ाने की कोशिश कर रही हैं, लेकिन ईओएस और ट्रॉन में डीपीओएस, क्वार्कचेन में रूटचैन आदि जैसे नए समाधानों को कुछ प्रमुख तत्वों का त्याग करना चाहिए, उदाहरण के लिए, विकेंद्रीकरण और सुरक्षा प्रदर्शन में काफी सुधार कर सकती है।
हालाँकि ऐसी प्रणाली बहुत तेज़ी से चलती है, इसे केवल एक अर्ध-केंद्रीकृत प्रणाली के रूप में माना जा सकता है, जो ब्लॉकचेन - विकेंद्रीकरण की मूल अवधारणा को खो देती है।
ब्लॉकचैन विस्तार के समाधान के रूप में, शार्डिंग सुरक्षा और विकेंद्रीकरण से समझौता किए बिना नेटवर्क के प्रदर्शन में काफी सुधार कर सकता है।
Harmony ब्लॉकचेन में स्टेट शार्डिंग की शुरुआत करके ब्लॉकचेन विस्तार की समस्या को हल करता है - चूंकि प्रत्येक नोड को लेनदेन को पूरा करने के लिए केवल ब्लॉकचैन डेटा के एक हिस्से को चलाने और स्टोर करने की आवश्यकता होती है, लेनदेन प्रसंस्करण का कार्यभार इसके द्वारा साझा किया जाता है। ब्लॉक की मापनीयता।

प्रोजेक्ट हाइलाइट्स

स्केलिंग अभी ब्लॉकचेन उद्योग में सबसे अधिक चर्चित मुद्दों में से एक है। जो भी इस समस्या को पहले हल करेगा वह उद्योग में नेता बन जाएगा। बेशक, यहाँ आधार यह है कि सुरक्षा और विकेंद्रीकरण की दो विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, यदि इन दो प्रमुख विशेषताओं का त्याग करके एक सफलता प्राप्त की जाती है, तो यह केवल एक निम्न-स्तरीय सफलता है, या यह एक की ओर बढ़ रही है। अलग विकास पथ।
सुरक्षा और विकेंद्रीकरण को ध्यान में रखते हुए, ब्लॉकचैन विस्तार के लिए शार्डिंग सबसे महत्वपूर्ण रास्तों में से एक है। यह हार्मनी के अन्वेषण का फोकस है। हालाँकि एथेरेम 2.0 सहित अन्य शार्डिंग ब्लॉकचेन प्रोजेक्ट हैं, क्रॉस-चेन प्रोजेक्ट भी हैं। यदि हार्मनी विखंडन का पता लगा सकता है, तो यह अन्य परियोजनाओं की तुलना में अधिक ठोस हो सकता है। फिर उसके पास प्रतियोगिता में बढ़त बनाने का मौका है।
बेशक, हार्मनी टीम ने एक कठिन रास्ता चुना, जिसके लिए बहुत प्रयास की आवश्यकता है और बहुत मजबूत प्रतिस्पर्धी हैं। हार्मनी टीम के ब्लू फॉक्स नोट्स के परिचय के अनुसार, परियोजना ने वित्तपोषण में 18 मिलियन अमेरिकी डॉलर पूरे कर लिए हैं, और निवेशकों के पास सिलिकॉन वैली, ऑस्ट्रेलिया, हांगकांग और सिंगापुर से धन है, और इसने एक अच्छी शुरुआत की है।
हार्मनी के श्वेत पत्र से, यह देखा जा सकता है कि टीम की स्पष्ट तकनीकी सोच है, और शार्डिंग परियोजनाओं के कार्यान्वयन में आने वाली समस्याओं के बारे में गहराई से सोचा है। टीम मुख्य रूप से Microsoft, Google और Apple की पृष्ठभूमि से R&D कर्मियों से बनी है।

तकनीकी अवलोकन

स्केलेबल FBFT सर्वसम्मति तंत्र
हार्मनी PoW को नहीं अपनाता है, लेकिन PoS तंत्र, उपयोगकर्ता टोकन को दांव पर लगाकर उत्पादन ब्लॉक के अधिकार और पुरस्कार प्राप्त करते हैं। इसी समय, हार्मनी ब्लॉक उत्पादन और सत्यापन प्रक्रिया में एफबीपीटी तंत्र का उपयोग करती है। FBFT क्या है, यह समझाने से पहले, हम जानते हैं कि PBFT व्यावहारिक बीजान्टिन दोष सहिष्णुता है। चूंकि पीबीएफटी के पास एक तंत्र है जिसके लिए सत्यापनकर्ताओं को अपने वोटों को अन्य सत्यापनकर्ताओं को प्रसारित करने की आवश्यकता होती है, यह पीबीएफटी की संचार जटिलता को बहुत बढ़ा देता है, जिससे ब्लॉकचैन का विस्तार करना मुश्किल हो जाता है यदि सिस्टम में सैकड़ों या हजारों नोड हैं।
समस्या के लिए कि PBFT का विस्तार करना मुश्किल है, FBFT को अनुकूलित किया गया है, और FBFT संचार जटिलता के संदर्भ में रैखिक विस्तार प्राप्त कर सकता है। विशेष रूप से, इसे कैसे प्राप्त करें? FBFT तंत्र में, इसमें नेता और सत्यापनकर्ता की भूमिकाएँ भी होती हैं, और सभी सत्यापनकर्ताओं को अपने मतों को प्रसारित करने की आवश्यकता नहीं होती है। सत्यापनकर्ताओं के वोट एकत्र करने के लिए नेता एक बहु-हस्ताक्षर हस्ताक्षर प्रक्रिया चलाता है। इस बहु-हस्ताक्षर का आकार O(1) है, और फिर वोट प्रसारित करें। इसका मतलब यह है कि प्रत्येक सत्यापनकर्ता को केवल एक बहु-हस्ताक्षर प्राप्त करने की आवश्यकता होती है, जिससे संचार जटिलता O(n^2) से O(n) तक कम हो जाती है।
Schnorr सिग्नेचर मैकेनिज्म निरंतर आकार के मल्टी-सिग्नेचर एग्रीगेशन को प्राप्त कर सकता है और संदेश वितरण की सुविधा के लिए सत्यापनकर्ताओं के बीच एक मल्टीकास्ट ट्री बना सकता है, लेकिन schnorr मल्टी-सिग्नेचर को गुप्त प्रतिबद्धता राउंड की आवश्यकता होती है, जिससे सिंगल के लिए दो राउंड ट्रिप की समस्या हो जाएगी multi-signature , FBFT इस समस्या को अनुकूलित करने के लिए BLS (Boneh-Lynn-Shacham) बहु-हस्ताक्षर योजना का उपयोग करता है, और इसे प्राप्त करने के लिए केवल एक राउंड ट्रिप की आवश्यकता होती है। इसलिए, Schonorr सिग्नेचर मैकेनिज्म का उपयोग करके FBFT BFT की तुलना में 50% तेज है। अंत में, हार्मनी ब्लॉक प्रसारण प्रक्रिया को गति देने के लिए रैप्टरक्यू फाउंटेन कोड का भी उपयोग करती है।
एक बात ध्यान देने योग्य है कि सभी हार्मनी सर्वसम्मति सत्यापनकर्ता PoS तंत्र के आधार पर चुने गए हैं। एक बार में एक वोट पर हस्ताक्षर करने के बजाय अधिक वोटिंग शेयर वाले सत्यापनकर्ताओं के पास अन्य सभी की तुलना में अधिक वोट होते हैं। इसका मतलब यह भी है कि नेता जिस चीज का इंतजार कर रहा है, वह 2f+1 सत्यापनकर्ताओं के हस्ताक्षर नहीं है, बल्कि 2f+1 सत्यापनकर्ताओं के वोटिंग शेयर हैं।
वीआरएफ और वीडीएफ को एकीकृत करने वाला रैंडम एल्गोरिद्म
ब्लॉकचेन के लिए, इसे तेजी से विस्तारित करने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, उपर्युक्त FBFT तेजी से लेनदेन की पुष्टि प्राप्त कर सकता है, लेकिन सुरक्षा हमेशा सबसे महत्वपूर्ण होती है। ब्लॉकों को मान्य करने की प्रक्रिया में, सुरक्षा के लिए यादृच्छिकता बनाए रखना सर्वोच्च प्राथमिकता है।
एक अच्छा रैंडम एल्गोरिदम एक ही समय में अप्रत्याशित, सत्यापन योग्य, गैर-भेदभावपूर्ण और स्केलेबल होना चाहिए। कुछ प्रोटोकॉल अप्रत्याशित, गैर-भेदभावपूर्ण और सत्यापन योग्य हो सकते हैं, लेकिन मापनीयता कमजोर है, जैसे कि RandHound प्रोटोकॉल। उनके अपने फायदे और नुकसान हैं।
हार्मनी एक यादृच्छिक पीढ़ी एल्गोरिदम का प्रस्ताव करता है जो वीआरएफ और वीडीएफ प्रौद्योगिकियों को जोड़ता है। वीआरएफ एक सत्यापन योग्य रैंडम फ़ंक्शन है, और वीडीएफ एक सत्यापन योग्य देरी फ़ंक्शन है। Algorand सर्वसम्मति सत्यापन समूह का चयन करने के लिए VRF (सत्यापन योग्य रैंडम फ़ंक्शन) पर आधारित क्रिप्टोग्राफ़िक वर्गीकरण का उपयोग करता है; एथेरियम 2.0 वास्तविक यादृच्छिक संख्या के प्रकटीकरण में देरी करने और अंतिम प्रकटकर्ता के हमले को रोकने के लिए वीडीएफ (सत्यापन योग्य देरी समारोह) का प्रस्ताव करता है।
वीडीएफ के कारण, नेता वास्तविक अंतिम यादृच्छिक संख्या को तब तक नहीं जान सकता जब तक कि ब्लॉकचैन को पीआरएनडी जमा नहीं किया जाता। चूँकि VDF का उपयोग Rnd की गणना करने के लिए किया जाता है, pRnd पहले ही पिछले ब्लॉक में प्रतिबद्ध हो चुका है, इसलिए नेता इसमें हेरफेर नहीं कर सकता है। यदि नेता प्रोटोकॉल को रोकने के लिए pRnd सबमिट नहीं करता है, तो FBFT के पास नेता को स्विच करने और प्रोटोकॉल को पुनरारंभ करने के लिए टाइमआउट तंत्र है। इसके अलावा, हार्मनी द्वारा अपनाए गए डीआरजी प्रोटोकॉल की जटिलता ओ (एन) है, जो कम से कम कुछ परियोजनाओं की तुलना में तीव्रता का क्रम है।
PoS-आधारित शार्डिंग
PoW और PoS दोनों को ही सिबिल हमलों को रोकना चाहिए। पीओडब्ल्यू श्रृंखला अपनी पहचान साबित करने के लिए कंप्यूटिंग शक्ति का उपयोग करती है, और इस प्रकार ब्लॉक बनाने का अधिकार प्राप्त करती है। सद्भाव PoS तंत्र को अपनाता है, और PoS इसे साबित करने के लिए सत्यापनकर्ता के इक्विटी टोकन प्रतिज्ञा का उपयोग करता है। हार्मनी का सत्यापनकर्ता बनने के लिए, आपको पहले कुछ टोकन दांव पर लगाने होंगे। जितने अधिक टोकन दांव पर लगे होंगे, उतने अधिक सत्यापनकर्ता वोटिंग शेयर आप प्राप्त कर सकते हैं। प्रत्येक वोटिंग शेयर BFT सर्वसम्मति के लिए एक वोट के अनुरूप होता है।
स्टेकिंग स्टेकर्स को उनके द्वारा स्टेक किए गए टोकन के अनुपात में वोटिंग शेयर मिलते हैं। वोटिंग शेयर बेतरतीब ढंग से शार्क को सौंपे जाते हैं। जो हितधारक शार्क सत्यापनकर्ता बन जाते हैं, उन्हें शार्क में संबंधित मतदान अधिकार मिलते हैं।
हार्मनी की सर्वसम्मति और विखंडन प्रक्रिया में, चक्रों (युग) की एक अवधारणा है। पीरियड्स पूर्व निर्धारित समय अंतराल होते हैं, जिसके दौरान शार्ड स्ट्रक्चर फिक्स होता है और प्रत्येक शार्ड वैलिडेटर्स के समान सेट के साथ लगातार सर्वसम्मति से चलता है।
प्रत्येक चक्र की शुरुआत में, DRG प्रोटोकॉल द्वारा एक यादृच्छिक संख्या उत्पन्न की जाएगी, और यादृच्छिक संख्या के आधार पर विखंडन संरचना निर्धारित की जाएगी। यदि वे एक निश्चित अवधि के दौरान लेन-देन को मान्य करना चाहते हैं, तो सत्यापनकर्ताओं को पिछली अवधि में अपने टोकन को दांव पर लगाना होगा। हिस्सेदारी गिरवी रखने की समय सीमा यादृच्छिक संख्या प्रीइमेज pRnd ब्लॉकचैन को जमा करने से पहले है।
प्रत्येक नए सत्यापन चक्र की शुरुआत में, नए सत्यापनकर्ता के मतदान शेयरों को बेतरतीब ढंग से शार्क को सौंपा जाता है। नए सत्यापनकर्ता शार्ड में शामिल होते हैं और उनके वोटिंग शेयर वितरित किए जाते हैं। शार्ड सर्वसम्मति के लिए कम से कम 2f + 1 वोटिंग शेयरों के साथ ब्लॉक सिग्नेचर की आवश्यकता होती है।
एकल शार्ड की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, Harmony एक अनुकूली सीमा PoS को अपनाता है, जो अनुकूली तरीके से एल्गोरिदम के माध्यम से वोटिंग शेयरों की कीमत को समायोजित करता है, और एकल सत्यापन के बजाय शार्क को अलग-अलग वोटिंग शेयर प्रदान करता है।
बड़े पैमाने पर गिरवी रखे गए टोकन हमलों को रोकने के लिए, हारमनी वेरिफायर के माध्यम से शार्प नहीं करता है, लेकिन बड़ी संख्या में सिक्का रखने वाले वेरिफायर को एक ही शार्ड पर कब्जा करने से रोकने के लिए वोटिंग शेयरों के माध्यम से शार्ड करता है। एक एकल सत्यापनकर्ता को कई शार्ड्स को सौंपा जा सकता है यदि उसके पास अलग-अलग शार्ड्स को वोटिंग शेयर हैं। एक शार्क के नेता को एक निश्चित समूह में पहले वोटिंग शेयर के साथ सत्यापनकर्ता के रूप में निर्धारित किया जाता है।
इसी समय, वोटिंग शेयर इतने छोटे होते हैं कि दुर्भावनापूर्ण हमलावर एक शार्क में शक्ति एकत्र नहीं कर सकते। गणना के बाद, हार्मनी का मानना ​​​​है कि एक बार 600 से अधिक वोटिंग शेयर, शार्किंग की उच्च सुरक्षा की गारंटी दी जा सकती है।
आर्थिक लाभों को ध्यान में रखते हुए, अधिक दांव वाले टोकन वाले सत्यापनकर्ताओं के पास नेताओं के रूप में चुने जाने की संभावना अधिक होती है। दुर्भावनापूर्ण व्यवहार की स्थिति में, जिन सत्यापनकर्ताओं ने टोकन को दांव पर लगाया है, उन्हें डर है कि उनकी रुचियां कम हो जाएंगी, जिससे नेटवर्क की सुरक्षा सुनिश्चित होगी।
उपरोक्त तंत्रों के अलावा, हार्मनी ने अपनी सुरक्षा में सुधार के लिए फेरबदल वाली शार्डिंग योजना भी अपनाई है। क्योंकि अगर टुकड़े संरचित रहते हैं, तो दुर्भावनापूर्ण हमलावरों के पास अभी भी अपने हमले करने का अवसर होता है। जैसे कि स्थैतिक चक्र हमले का कार्यान्वयन, धीमा अनुकूलन हमला या पूर्ण अनुकूलन हमला और इसी तरह। हार्मनी इन समस्याओं को हल करने के लिए कोयल के नियमों पर आधारित एक रीशर्डिंग तंत्र का उपयोग करती है। एक सत्यापन चक्र के अंत में जिसमें अपनी हिस्सेदारी वापस लेने वाले सत्यापनकर्ताओं को नेटवर्क से बाहर निकाल दिया जाता है, जो अपनी हिस्सेदारी रखते हैं।
तीव्र स्थिति तुल्यकालन
किसी युग के पहले ब्लॉक में पिछले युग के पहले ब्लॉक का हैश लिंक होता है। यह नए नोड्स की स्थिति को जल्दी से सिंक्रनाइज़ करने की अनुमति देता है, जहां वे वर्तमान स्थिति को जल्दी से सत्यापित करने के लिए ग्रे ब्लॉक पर भरोसा कर सकते हैं।
यदि आपको शार्ड लेनदेन को सत्यापित करने के लिए संपूर्ण ब्लॉकचेन इतिहास को डाउनलोड करने की आवश्यकता है, तो समय बहुत लंबा है। यदि आपने एथेरियम ब्लॉकचेन इतिहास को सिंक्रनाइज़ किया है, तो आपको पता चल जाएगा कि इसमें कई दिन लग सकते हैं। हार्मनी को केवल वर्तमान स्थिति को एक चक्र समय विंडो के भीतर डाउनलोड करना है।
हार्मनी में, एक शार्ड में शामिल होने वाले नए सत्यापनकर्ता पहले उस शार्ड के लिए वर्तमान स्थिति को डाउनलोड करते हैं। नए नोड ऐतिहासिक ब्लॉक हेडर डाउनलोड करते हैं और ब्लॉक हेडर को उनके हस्ताक्षर की जांच करके सत्यापित करते हैं। जब तक हैश पॉइंटर्स और हस्ताक्षर जैसे वर्तमान स्थिति से वापस उत्पत्ति ब्लॉक तक क्रिप्टोग्राफ़िक निशान हैं, तब तक शार्प स्थिति मान्य है।
उसी समय, हस्ताक्षर सत्यापन गणना की लागत और समय लागत को कम करने के लिए, हार्मनी के प्रत्येक चक्र के पहले ब्लॉक में एक अतिरिक्त हैश पॉइंटर होता है जो पिछले चक्र के पहले ब्लॉक की ओर इशारा करता है। इस तरह, एक नया नोड अपने हैश पॉइंटर को जेनेसिस ब्लॉक पर ट्रैक करते समय एक चक्र में अन्य ब्लॉक को छोड़ सकता है, जिससे वर्तमान ब्लॉकचेन स्थिति के सत्यापन में तेजी आती है। अंत में, राज्य तुल्यकालन प्रक्रिया को और अधिक अनुकूलित करने के लिए, हार्मनी ब्लॉकचैन स्थिति को यथासंभव छोटा रखेगी।

संबंधित लिंक:
https://www.qukuaiwang.com.cn/szhb/3285.html###