了解HOTSTUFF:区块链共识的下一步演变

2024-05-09 大飞

称为 HotStuff 的拜占庭容错 (BFT) 共识算法可保证去中心化系统(例如区块链)中的节点一致。它管理问题和保持网络一致性的能力是它变得越来越受欢迎的原因。Meter等平台使用 HotStuff,这强调了其在创建可扩展且可靠的去中心化网络方面的重要性。

HotStuff 中的两个重要职位是复制品和领导者。领导者提出交易区块并提供区块链修改建议。然后副本投票决定是否批准这些建议的调整。通过这种合作方式,共同做出选择,区块链保持安全可靠。

HotStuff 之所以优雅,是因为它有效且简单。简化共识流程可以提高交易速度,同时保持区块链的完整性。因此,它为供应链管理和金融交易等实际应用提供了前景,在这些应用中可靠性和速度至关重要。

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热点解释

HotStuff 中的投票收集与 PBFT 等其他 BFT 算法完全不同。HotStuff 将其置于领导者身上,这与 PBFT 不同,PBFT 中每个节点单独获取投票信息。由于领导者是唯一收集和处理选票的人,因此这种简化的方法简化了程序并最大限度地减少了重复。这种设计决策提高了效率,特别是在通信开销可能成为主要问题的大型网络中。

HotStuff 还使用门限签名来进一步加快验证过程。该系统中的每个节点都有一个从共享公钥派生的私钥。每个节点都使用其私钥对提案进行投票。接下来,领导者将这些单独的签名合并为网络公钥可以验证的单个签名。 

该方法只需对整组选票进行一次验证,简化了验证过程。阈值签名通过降低计算开销来帮助 HotStuff 共识算法执行和扩展。

HotStuff 共识算法具有三个投票阶段:新视图、准备和预提交阶段。 

在新视图阶段,副本会向领导者更新其最新状态,从而允许领导者提出明智的建议。然后,在准备阶段,领导者发送一条消息,副本在投票之前确认该消息。当达到准备投票的法定人数时,就会形成准备的法定人数证书。 

最后,副本确认并传输预提交投票,而领导者则根据准备好的仲裁证书广播预提交消息。这个严格的过程确保所有副本在确定建议块的共识之前都达成一致。

HotStuff 中组合的这些方法提供了强大且有效的共识算法,可以在去中心化网络中的分散节点之间达成一致。通过集中投票过程、使用门限签名以及实施组织良好的三阶段方法,HotStuff 改进了 Meter 等区块链系统的可扩展性、安全性和性能。

Meter 如何使用 HotStuff

例如,去中心化金融(DeFi)基础设施平台Meter是用MTR加密货币开发的,它提供了与以太坊和其他公链的稳定性和互操作性。从根本上来说,Meter 是以太坊上各种去中心化应用程序 (dApp) 和金融服务的快速、安全的侧链。

工作量证明 (PoW) 和权益证明 (PoS) 结合在驱动 Meter 的共识过程中;后者是使用 HotStuff 协议进行的。这种混合策略保证了稳健性和可扩展性,保持以太坊虚拟机(EVM)环境的兼容性。Meter 通过使用 PoS 和 MTRG 治理代币进行交易验证,并使用 PoW 生成低波动性货币 (MTR),从而实现运营的速度和安全性。

改善 DeFi 领域的基本问题是 Meter 的主要目标之一。首先,它寻求开发一种不依赖法定货币的去中心化、稳定的记账单位,从而实现比特币的最初目的。 

其次,它提出了一种非常有效的侧链方法来解决当前区块链网络遇到的可扩展性和互操作性问题。通过其互操作性功能,Meter 促进了多个区块链之间顺利的价值交换和交互,提高了去中心化金融应用程序的总体有效性和可用性。

除了 DeFi 基础设施之外,Meter 的用途还包括日常交易和价值存储。MTR(其稳定且去中心化的货币)的用户可以进行日常付款,这使其可用于一系列金融操作。此外,Meter 通过为通常与加密货币相关的波动性问题提供强有力的答案,为开发人员和消费者提供一致性和可靠性。

Meter 主要采用其新颖的价值证明 (PoV) 共识方法,该方法结合了 PoW 和 PoS 来区分经济协议和记录保存协议。这种方法提高了可持续性、可扩展性和安全性,使 Meter 成为多种用途的平台。Meter 通过使用具有竞争力的全球电价作为价值稳定性的基准,确保其货币 MTR 将继续成为值得信赖的交换媒介和价值储存手段。

热门优势

HotStuff 的动态领导者替换方法提高了共识的安全性和鲁棒性。与其他具有集合领导者的 BFT 算法不同,HotStuff 增加了不可预测性以抵御有针对性的攻击。轮值领导者还可以通过减少单点故障威胁来提高网络安全性。

为了解决顺序区块终结问题,Chained HotStuff 在许多区块上添加了并发共识。鼓励交易速度并降低延迟使下一位领导者能够在当前区块完成时开始就新区块达成共识。然而,这种并发性带来了回滚危险和复杂性。

HotStuff 的效率和可扩展性源于以网络延迟速度移动,这可以防止因同步问题或通信开销造成的延迟。最大限度地利用网络资源并减少处理延迟,共识的进展速度与消息在节点之间传输的速度一样快。HotStuff 使用网络延迟来衡量进度,非常适合高吞吐量区块链应用程序。

结论

HotStuff 提供了改进的安全性、可扩展性和弹性,以及简化且有效的区块链共识方法。其 Chained HotStuff 理念和主动领导者替换方法增加了其管理多个区块并发共识的弹性和能力。 

区块链技术的进步取决于对 HotStuff 等新颖共识算法的理解,它为更具可扩展性和安全性的去中心化网络打开了大门。促进对 HotStuff 及其可能用途的更多研究将提供有洞察力的信息并推进区块链共识方法。  


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