เป้าหมายของ Harmony คือการสร้างบล็อกเชนแบบชาร์ดที่มีความสามารถในการปรับขนาดและความปลอดภัยเต็มรูปแบบ ได้ศึกษาโซลูชันบล็อกเชนมากมายในตลาดและเสนอแผนการดำเนินการทางวิศวกรรมของตนเอง นี่คือจุดที่ Harmony สมควรได้รับความสนใจจากทุกคน
นี่เป็นเป้าหมายที่สูงมาก ประการแรก มีความสามารถในการปรับขนาดได้อย่างสมบูรณ์ Harmony's Sharding ไม่เพียงรวมการยืนยันธุรกรรม การสื่อสารเครือข่ายเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการแยกสถานะของบล็อกเชนด้วย ประการที่สอง เราต้องมั่นใจในความปลอดภัยของการแยกส่วน การแบ่งกลุ่มย่อยของ Harmony ขึ้นอยู่กับกระบวนการ DRG (Distributed Random Generation) ซึ่งทำให้ไม่สามารถคาดเดาได้ ยุติธรรม ตรวจสอบได้ และปรับขนาดได้ นอกจากนี้ Harmony ใช้กลไก PoS แทนกลไก PoW เพื่อเลือกตัวตรวจสอบความถูกต้อง และมีการเพิ่มประสิทธิภาพของตัวเองสำหรับกลไกที่สอดคล้องกันของ PBFT PoS มีเกณฑ์ที่แน่นอน ไม่เพียงเพื่อให้แน่ใจว่าผู้วางเดิมพันรายย่อยสามารถมีส่วนร่วมในเครือข่ายและสร้างรายได้ แต่ยังป้องกันผู้โจมตีที่เป็นอันตรายไม่ให้เข้าควบคุมส่วนข้อมูลเดียว Harmony ใช้การเผยแพร่ข้อมูลภายในชาร์ดและข้ามเครือข่ายชาร์ดโดยใช้อัลกอริทึมการกระจายข้อมูลแบบปรับเปลี่ยนได้ Harmony ยังใช้การกำหนดเส้นทางของ Kademlia เพื่อรับรู้ธุรกรรมข้ามชาร์ดที่ปรับขนาดลอการิทึมตามจำนวนของชาร์ดที่เพิ่มขึ้น เมื่อใช้ Sharding จะต้องรักษาความสอดคล้องของธุรกรรมข้าม Shard ไว้ด้วย Harmony ยังรองรับธุรกรรมข้าม Shard รองรับการสื่อสารโดยตรงระหว่าง Shards และรับประกันความสอดคล้องของธุรกรรมข้าม Shard ผ่านกลไกการล็อกอะตอม
โดยรวมแล้ว Harmony พยายามจัดหาบล็อกเชนที่ปรับขนาดได้ ปลอดภัย และกระจายอำนาจโดยการปรับโปรโตคอลเลเยอร์และเลเยอร์เครือข่ายให้เหมาะสม ซึ่งสามารถรองรับสถานการณ์แอปพลิเคชันแบบกระจายอำนาจหลักได้มากขึ้น รวมถึงเกม การแลกเปลี่ยนแบบกระจายอำนาจ IoT และอื่นๆ นี่คือวิสัยทัศน์ที่ทะเยอทะยาน

วิสัยทัศน์โครงการ

ในปัจจุบัน โครงการบล็อกเชนใหม่ๆ จำนวนมากพยายามเพิ่มความเร็วในการประมวลผลธุรกรรม (ทรูพุต) แต่โซลูชันใหม่ๆ เช่น dPoS ใน EOS และ TRON, Rootchain ใน Quarkchain เป็นต้น จะต้องเสียสละองค์ประกอบหลักบางอย่าง ตัวอย่างเช่น การกระจายอำนาจ และความปลอดภัยสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมาก
แม้ว่าระบบดังกล่าวจะทำงานได้เร็วมาก แต่ก็ถือได้ว่าเป็นระบบกึ่งรวมศูนย์เท่านั้น ซึ่งสูญเสียแนวคิดหลักของบล็อกเชน นั่นคือ การกระจายอำนาจ
ในฐานะโซลูชันสำหรับการขยายตัวของบล็อกเชน การชาร์ดดิ้งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพเครือข่ายได้อย่างมาก โดยไม่กระทบต่อความปลอดภัยและการกระจายอำนาจ
Harmony แก้ปัญหาการขยาย blockchain โดยการนำ state sharding มาใช้ใน blockchain—เนื่องจากแต่ละโหนดต้องการเรียกใช้และเก็บข้อมูล blockchain เพียงบางส่วนเพื่อทำธุรกรรมให้เสร็จสมบูรณ์ ภาระงานของการประมวลผลธุรกรรมจึงถูกแชร์โดยสิ่งนี้ช่วยปรับปรุงอย่างมาก ความสามารถในการปรับขนาดของตัวบล็อกเอง

จุดเด่นของโครงการ

การปรับขนาดเป็นหนึ่งในประเด็นที่มีการพูดถึงมากที่สุดในอุตสาหกรรมบล็อกเชนในขณะนี้ ใครก็ตามที่แก้ปัญหานี้ได้ก่อนจะกลายเป็นผู้นำในอุตสาหกรรม แน่นอน สมมติฐานในที่นี้คือภายใต้สมมติฐานของการคำนึงถึงคุณลักษณะสองประการของการรักษาความปลอดภัยและการกระจายอำนาจ หากการบรรลุความก้าวหน้าทำได้โดยการเสียสละคุณลักษณะหลักทั้งสองนี้ นี่เป็นเพียงความก้าวหน้าระดับต่ำ หรือกำลังก้าวไปสู่ เส้นทางการพัฒนาที่แตกต่างกัน
ภายใต้สมมติฐานของการคำนึงถึงความปลอดภัยและการกระจายอำนาจ ชาร์ดดิ้งเป็นหนึ่งในเส้นทางที่สำคัญที่สุดสำหรับการขยายตัวของบล็อกเชน นี่คือจุดเน้นของการสำรวจของ Harmony แม้ว่าจะมีโครงการ Sharding blockchain อื่น ๆ รวมถึง Ethereum 2.0 แต่ก็มีโครงการข้ามสายโซ่เช่นกัน หาก Harmony สามารถสำรวจ Sharding ได้ ก็จะแข็งแกร่งกว่าโครงการอื่น ๆ จากนั้นก็มีโอกาสที่จะได้รับ เริ่มต้นการแข่งขัน
แน่นอนว่าทีม Harmony เลือกเส้นทางที่ยากลำบาก ซึ่งต้องใช้ความพยายามอย่างมากและมีคู่แข่งที่แข็งแกร่งมาก จากการแนะนำ Blue Fox Notes ของทีม Harmony โครงการนี้ได้เสร็จสิ้นการจัดหาเงินทุนแล้ว 18 ล้านดอลลาร์สหรัฐ และนักลงทุนได้รับเงินทุนจาก Silicon Valley, ออสเตรเลีย, ฮ่องกง และสิงคโปร์ และเป็นการเริ่มต้นที่ดี
จากสมุดปกขาวของ Harmony จะเห็นได้ว่าทีมงานมีความคิดเชิงเทคนิคที่ชัดเจนและได้คิดอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับปัญหาที่ต้องเผชิญในการดำเนินโครงการ Sharding ทีมงานส่วนใหญ่ประกอบด้วยบุคลากรด้าน R&D ซึ่งส่วนใหญ่มาจากพื้นหลัง ของ Microsoft, Google และ Apple

ภาพรวมทางเทคนิค

กลไกฉันทามติ FBFT ที่ปรับขนาดได้
Harmony ไม่ได้ใช้ PoW แต่ใช้กลไก PoS ผู้ใช้จะได้รับสิทธิ์และรางวัลในการสร้างบล็อกโดยการเดิมพันโทเค็น ในขณะเดียวกัน Harmony ก็ใช้กลไก FBPT ในกระบวนการผลิตและการตรวจสอบบล็อก ก่อนที่จะอธิบายว่า FBFT คืออะไร เราทราบดีว่า PBFT เป็นความทนทานต่อความผิดพลาดของไบแซนไทน์ที่ใช้งานได้จริง เนื่องจาก PBFT มีกลไกที่ผู้ตรวจสอบต้องเผยแพร่การลงคะแนนของตนไปยังผู้ตรวจสอบรายอื่น สิ่งนี้จะเพิ่มความซับซ้อนในการสื่อสารของ PBFT อย่างมาก ทำให้ยากต่อการขยายบล็อกเชนหากระบบมีโหนดเป็นร้อยหรือเป็นพัน
สำหรับปัญหาที่ขยาย PBFT ได้ยาก FBFT ได้รับการปรับให้เหมาะสม และ FBFT สามารถบรรลุการขยายตัวเชิงเส้นในแง่ของความซับซ้อนของการสื่อสาร โดยเฉพาะวิธีการบรรลุ? ในกลไก FBFT ยังมีบทบาทของผู้นำและผู้ตรวจสอบและไม่ต้องการให้ผู้ตรวจสอบทั้งหมดเผยแพร่การลงคะแนนเสียง ผู้นำใช้กระบวนการลายเซ็นแบบหลายลายเซ็นเพื่อรวบรวมการลงคะแนนเสียงของผู้ตรวจสอบ ขนาดของลายเซ็นแบบหลายลายเซ็นนี้ เป็น O(1 ) แล้วออกอากาศการโหวต ซึ่งหมายความว่าผู้ตรวจสอบความถูกต้องแต่ละคนต้องการเพียงหนึ่งลายเซ็นเดียว ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนในการสื่อสารจาก O(n^2) เป็น O(n)
กลไกลายเซ็นของ Schnorr สามารถบรรลุการรวมหลายลายเซ็นในขนาดคงที่และสร้างแผนผังแบบหลายผู้รับระหว่างผู้ตรวจสอบความถูกต้องเพื่ออำนวยความสะดวกในการส่งข้อความ แต่ลายเซ็นหลายลายเซ็นของ Schnorr ต้องใช้รอบการยืนยันแบบลับ ซึ่งจะนำไปสู่ปัญหาของการไปกลับสองครั้งสำหรับรอบเดียว หลายลายเซ็น FBFT ใช้รูปแบบหลายลายเซ็น BLS (Boneh-Lynn-Shacham) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพปัญหานี้และต้องใช้การเดินทางรอบเดียวเพื่อให้บรรลุ ดังนั้น FBFT จึงเร็วกว่า BFT ถึง 50% โดยใช้กลไกลายเซ็น Schonorr ในที่สุด Harmony ยังใช้รหัสน้ำพุ RaptorQ เพื่อเร่งกระบวนการบล็อกการออกอากาศ
สิ่งหนึ่งที่ควรทราบคือเครื่องยืนยันฉันทามติของ Harmony ทั้งหมดจะถูกเลือกตามกลไก PoS ผู้ตรวจสอบความถูกต้องที่มีหุ้นที่มีสิทธิออกเสียงมากกว่าจะมีคะแนนเสียงมากกว่าคนอื่นๆ แทนที่จะเซ็นชื่อทีละคะแนน นอกจากนี้ยังหมายความว่าสิ่งที่ผู้นำกำลังรอไม่ใช่ลายเซ็นของผู้ตรวจสอบ 2f+1 แต่เป็นการลงคะแนนเสียงร่วมกันของผู้ตรวจสอบ 2f+1
อัลกอริทึมแบบสุ่มที่รวม VRF และ VDF
สำหรับบล็อกเชนนั้นจำเป็นต้องขยายอย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่น FBFT ที่กล่าวถึงข้างต้นสามารถยืนยันธุรกรรมได้เร็วกว่า ที่สำคัญของ. ในกระบวนการตรวจสอบบล็อค การรักษาความสุ่มเป็นลำดับความสำคัญสูงสุดสำหรับการรักษาความปลอดภัย
อัลกอริทึมการสุ่มที่ดีต้องคาดเดาไม่ได้ ตรวจสอบได้ ไม่เลือกปฏิบัติ และปรับขนาดได้ในเวลาเดียวกัน โปรโตคอลบางตัวอาจคาดเดาไม่ได้ ไม่เลือกปฏิบัติ และตรวจสอบได้ แต่ความสามารถในการปรับขนาดยังอ่อนแอ เช่น โปรโตคอล RandHound พวกเขามีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง
Harmony เสนออัลกอริทึมการสร้างแบบสุ่มซึ่งรวมเทคโนโลยี VRF และ VDF VRF เป็นฟังก์ชันสุ่มที่ตรวจสอบได้ และ VDF เป็นฟังก์ชันหน่วงเวลาตรวจสอบได้ Algorand ใช้การจำแนกประเภทการเข้ารหัสตาม VRF (Verifiable Random Function) เพื่อเลือกกลุ่มการตรวจสอบที่เป็นเอกฉันท์ Ethereum 2.0 เสนอ VDF (Verifiable Delay Function) เพื่อชะลอการเปิดเผยหมายเลขสุ่มจริงและป้องกันการโจมตีของผู้เปิดเผยคนสุดท้าย
เนื่องจาก VDF ผู้นำไม่สามารถทราบหมายเลขสุ่มสุดท้ายที่แท้จริงได้จนกว่า pRnd จะถูกส่งไปยังบล็อกเชน เนื่องจากมีการใช้ VDF ในการคำนวณ Rnd ดังนั้น pRnd จึงถูกกำหนดไว้แล้วในบล็อกก่อนหน้า ดังนั้นผู้นำจึงไม่สามารถปรับเปลี่ยนได้ หากผู้นำไม่ส่ง pRnd เพื่อหยุดโปรโตคอล FBFT จะมีกลไกการหมดเวลาเพื่อเปลี่ยนผู้นำและรีสตาร์ทโปรโตคอล นอกจากนี้ ความซับซ้อนของโปรโตคอล DRG ที่ Harmony นำมาใช้คือ O(n) ซึ่งเร็วกว่าบางโครงการเป็นลำดับเป็นอย่างน้อย
ชาร์ดดิ้งตาม PoS
ทั้ง PoW และ PoS ต้องป้องกันการโจมตีของซีบิล ห่วงโซ่ PoW ใช้พลังการประมวลผลเพื่อพิสูจน์ตัวตน และได้รับสิทธิ์ในการสร้างบล็อก Harmony ใช้กลไก PoS และ PoS ใช้การจำนำโทเค็นส่วนของผู้ตรวจสอบความถูกต้องเพื่อพิสูจน์ ในการเป็นผู้ตรวจสอบความถูกต้องของ Harmony คุณต้องเดิมพันโทเค็นบางอย่างก่อน ยิ่งมีการเดิมพันโทเค็นมากเท่าไหร่ คุณก็ยิ่งได้รับส่วนแบ่งการลงคะแนนเสียงจากผู้ตรวจสอบความถูกต้องมากขึ้นเท่านั้น แต่ละส่วนแบ่งการลงคะแนนสอดคล้องกับหนึ่งเสียงสำหรับฉันทามติ BFT
ผู้วางเดิมพัน Stake จะได้รับส่วนแบ่งการลงคะแนนเสียงตามสัดส่วนของโทเค็นที่พวกเขาเดิมพัน หุ้นที่ลงคะแนนจะถูกสุ่มให้กับเศษ ผู้มีส่วนได้ส่วนเสียที่กลายเป็นผู้ตรวจสอบชิ้นส่วนจะได้รับสิทธิ์ในการออกเสียงที่สอดคล้องกันในส่วนแบ่ง
ในกระบวนการฉันทามติและการแบ่งส่วนย่อยของ Harmony มีแนวคิดเกี่ยวกับวัฏจักร (Epochs) ช่วงเวลาคือช่วงเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้าระหว่างที่โครงสร้างชาร์ดได้รับการแก้ไข และแต่ละชาร์ดจะรันฉันทามติอย่างต่อเนื่องด้วยตัวตรวจสอบความถูกต้องชุดเดียวกัน
ที่จุดเริ่มต้นของแต่ละรอบ จะมีการสร้างหมายเลขสุ่มโดยโปรโตคอล DRG และโครงสร้างการแยกส่วนจะถูกกำหนดตามหมายเลขสุ่ม ผู้ตรวจสอบจะต้องเดิมพันโทเค็นของตนในช่วงเวลาก่อนหน้า หากต้องการตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรมในช่วงระยะเวลาหนึ่ง กำหนดเส้นตายสำหรับการจำนำเงินเดิมพันคือก่อนที่ pRnd preimage จำนวนสุ่มจะถูกส่งไปยัง blockchain
ในช่วงเริ่มต้นของรอบการตรวจสอบใหม่แต่ละรอบ ส่วนแบ่งการลงคะแนนของผู้ตรวจสอบใหม่จะถูกสุ่มให้กับเศษ ผู้ตรวจสอบใหม่เข้าร่วมชาร์ดและแบ่งการลงคะแนนของพวกเขา ฉันทามติของ Shard ต้องการลายเซ็นบล็อกที่มีส่วนแบ่งการลงคะแนนเสียงอย่างน้อย 2f+1
เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของชาร์ดเดียว Harmony ใช้ PoS เกณฑ์แบบปรับได้ ซึ่งปรับราคาของหุ้นที่ลงคะแนนผ่านอัลกอริทึมในลักษณะที่ปรับเปลี่ยนได้ และกำหนดหุ้นที่ลงคะแนนแต่ละรายการให้กับชาร์ดแทนที่จะเป็นการตรวจสอบครั้งเดียวโดย
เพื่อป้องกันการโจมตีโทเค็นจำนำขนาดใหญ่ Harmony จะไม่แบ่งชิ้นส่วนผ่านผู้ตรวจสอบ แต่แบ่งชิ้นส่วนผ่านการลงคะแนนเพื่อป้องกันไม่ให้ผู้ตรวจสอบที่ถือครองเหรียญจำนวนมากครอบครองเศษส่วนเดียว Validator เดียวสามารถกำหนดให้กับเศษชิ้นส่วนต่างๆ ได้ ถ้ามีการแบ่งปันการลงคะแนนที่กำหนดให้กับเศษต่างๆ ผู้นำของเศษถูกกำหนดให้เป็นผู้ตรวจสอบความถูกต้องด้วยส่วนแบ่งการลงคะแนนเสียงแรกในกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง
ในขณะเดียวกัน ส่วนแบ่งการลงคะแนนมีขนาดเล็กมากจนผู้โจมตีที่ประสงค์ร้ายไม่สามารถรวบรวมพลังไว้ในเศษเสี้ยวเดียวได้ หลังจากคำนวณแล้ว Harmony เชื่อว่าเมื่อมีหุ้นที่มีสิทธิออกเสียงมากกว่า 600 หุ้น จะสามารถรับประกันความปลอดภัยในระดับสูงของการแบ่งกลุ่มได้
เมื่อพิจารณาถึงผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ ผู้ตรวจสอบที่มีโทเค็นเดิมพันมากกว่าจะมีโอกาสได้รับเลือกเป็นผู้นำมากกว่า ในกรณีที่มีพฤติกรรมที่เป็นอันตราย ผู้ตรวจสอบความถูกต้องที่เดิมพันโทเค็นกลัวว่าความสนใจของพวกเขาจะลดลง ดังนั้นจึงมั่นใจในความปลอดภัยของเครือข่าย
นอกจากกลไกข้างต้นแล้ว Harmony ยังใช้โครงร่างการแบ่งกลุ่มที่สับใหม่เพื่อปรับปรุงความปลอดภัย เนื่องจากหากชิ้นส่วนยังคงมีโครงสร้างอยู่ ผู้โจมตีที่ประสงค์ร้ายยังคงมีโอกาสที่จะทำการโจมตีได้ เช่น การใช้การโจมตีแบบคงที่ การโจมตีแบบปรับตัวช้า หรือการโจมตีแบบปรับตัวเต็มรูปแบบ เป็นต้น Harmony ใช้กลไกการแบ่งกลุ่มใหม่ตามกฎของ Cuckoo เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ เมื่อสิ้นสุดรอบการตรวจสอบความถูกต้องซึ่งตัวตรวจสอบความถูกต้องที่ถอนเงินเดิมพันของตนจะถูกขับออกจากเครือข่าย ผู้ที่รักษาเงินเดิมพันจะยังคงอยู่
การซิงโครไนซ์สถานะอย่างรวดเร็ว
บล็อกแรกของยุคมีลิงก์แฮชไปยังบล็อกแรกของยุคก่อนหน้า ซึ่งช่วยให้สามารถซิงโครไนซ์สถานะของโหนดใหม่ได้อย่างรวดเร็ว โดยสามารถใช้บล็อกสีเทาเพื่อตรวจสอบสถานะปัจจุบันได้อย่างรวดเร็ว
หากคุณต้องการดาวน์โหลดประวัติบล็อกเชนทั้งหมดเพื่อตรวจสอบธุรกรรมเศษ แสดงว่าเวลานั้นนานเกินไป หากคุณซิงโครไนซ์ประวัติบล็อกเชน Ethereum คุณจะรู้ว่าอาจใช้เวลาหลายวัน Harmony จะต้องดาวน์โหลดสถานะปัจจุบันภายในกรอบเวลาเท่านั้น
ใน Harmony ผู้ตรวจสอบความถูกต้องรายใหม่ที่เข้าร่วมชาร์ดจะดาวน์โหลดสถานะปัจจุบันเพื่อลองชาร์ดนั้นก่อน โหนดใหม่ดาวน์โหลดส่วนหัวของบล็อกที่ผ่านมาและตรวจสอบส่วนหัวของบล็อกโดยการตรวจสอบลายเซ็น สถานะชาร์ดใช้ได้ตราบเท่าที่มีการติดตามการเข้ารหัสจากสถานะปัจจุบันกลับไปยังบล็อกการกำเนิด เช่น ตัวชี้แฮชและลายเซ็น
ในขณะเดียวกัน เพื่อลดต้นทุนและต้นทุนเวลาของการคำนวณการตรวจสอบลายเซ็น บล็อกแรกของแต่ละรอบของ Harmony จะมีตัวชี้แฮชเพิ่มเติมที่ชี้ไปที่บล็อกแรกของรอบก่อนหน้า ด้วยวิธีนี้ โหนดใหม่สามารถข้ามบล็อกอื่นๆ ในรอบเมื่อติดตามตัวชี้แฮชไปยังบล็อกการกำเนิด ซึ่งจะช่วยเร่งการตรวจสอบสถานะบล็อกเชนปัจจุบัน สุดท้าย เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการซิงโครไนซ์สถานะให้ดียิ่งขึ้น Harmony จะทำให้สถานะบล็อกเชนมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

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