# Алгоритм консенсуса Transformers Chain By [Untitled](https://paragraph.com/@0xcda6c7a49f593f308f806439fec965fb875dd9fa) · 2023-11-27 --- Цепочка Transformers - это полностью децентрализованная публичная цепочка, использующая самостоятельно разработанный протокол Raindrop Protocol для решения различных недостатков традиционных механизмов консенсуса. POW требует большого количества энергии для решения математических задач, что может привести к нерациональному использованию энергии и ресурсов. Майнеры, обладающие большей вычислительной мощностью, имеют более высокую вероятность успеха, что может привести к концентрации вычислительных мощностей в нескольких крупных майнинговых пулах, увеличивая тем самым риск централизации. POS требует наличия определенного количества токенов, и те, у кого их больше, также имеют более высокую вероятность успеха, что может привести к неравенству богатства и риску централизации. Протокол Raindrop решает проблемы нерационального использования энергии, нерационального использования ресурсов и подозрений в централизации, обеспечивая при этом безопасность. Концепция механизма консенсуса Цифровая валюта и блокчейн дополняют друг друга. Блокчейн, как технология, лежащая в основе цифровых валют, опирается на механизм консенсуса. Будучи децентрализованной системой учета на базе Интернета, без сильного централизованного контроля, все узлы, участвующие в блокчейне, должны прийти к консенсусу и установить взаимные доверительные отношения. Протокол Raindrop В Transformers в качестве механизма консенсуса на уровне консенсуса используется протокол Raindrop Protocol. В настоящее время основной механизм консенсуса не может обеспечить баланс между эффективностью и децентрализацией. По сравнению с традиционным POW протокол Raindrop Protocol более эффективен и не создает конкуренции за вычислительные мощности. Каждый узел в сети имеет свой уникальный идентификатор узла, а каждый узел в основной сети выбирается и проверяется с помощью дискретных случайных чисел. VRF проверяет выбор случайных чисел упаковщиками блоков, обеспечивая справедливость и прозрачность процесса выборов. Узлы всей сети проверяют, являются ли узлы верификации, выбранные упаковщиками блоков, случайно выбранными с помощью VRF. Использование VRF (Verifiable Random Function) обладает следующими характеристиками: 1. Справедливость и прозрачность: Случайные числа, генерируемые с помощью VRF, обладают справедливостью и прозрачностью, и любой желающий может проверить правильность и подлинность случайных чисел. 2. Непредсказуемость и непередаваемость: Благодаря непредсказуемости и непередаваемости алгоритма генерации VRF генерируемые случайные числа обладают высокой степенью безопасности и доверия. 3. Экономия средств: Использование VRF позволяет избежать дополнительных накладных расходов и рисков, которые могут существовать при использовании традиционных методов генерации случайных чисел, и тем самым эффективно снизить затраты. Особенности протокола Raindrop Безопасность: Протокол Raindrop предотвращает такие проблемы, как двойные платежи и атаки 51%, и способен защитить сеть от атак и злонамеренного поведения, обеспечивая при этом децентрализацию и распределение. Масштабируемость: По мере увеличения числа пользователей системы и объема транзакций протокол Raindrop может поддерживать более высокую пропускную способность и большее число участников, не нарушая при этом безопасности в процессе расширения. Справедливость: Протокол Raindrop использует дискретные случайные числа для обеспечения равных шансов каждого участника на получение вознаграждения и поощряет узлы к соблюдению правил. Верифицируемость: Любой желающий может использовать верифицируемые случайные числа для проверки легальности нового блока и действительности транзакций в нем. Экономическая эффективность: Протокол Raindrop не требует больших вычислительных мощностей для расчетов. Благодаря низкому энергопотреблению узлов он позволяет экономить больше энергии и ресурсов. Это может повысить экономическую эффективность всей системы, позволяя большему количеству узлов участвовать в системе и получать соответствующее вознаграждение. Алгоритм и безопасность Для обеспечения безопасности активов в цепочке компания Transformers использует алгоритмы и механизмы защиты, которые в настоящее время широко применяются и проверены обширной практикой. В основном это два аспекта: алгоритм подписи на эллиптической кривой ED25519 и верифицируемая случайная функция (VRF). Эллиптическая кривая ED25519 получила широкое признание за свою безопасность как с математической, так и с практической точек зрения. Она также обладает чрезвычайно высокой скоростью генерации и проверки, что позволяет повысить скорость проверки транзакций при обеспечении безопасности. Более подробную информацию об эллиптической кривой ED25519 можно найти в соответствующей литературе: [http://ed25519.cr.yp.to/](http://ed25519.cr.yp.to/) Для обеспечения справедливости в процессе транзакций в сети "Трансформер" используется большое количество алгоритмов случайных чисел. Однако обычные алгоритмы случайных чисел не могут предотвратить вредоносное поведение, возникающее при модификации исходного кода. Поэтому для проверки случайности результатов в сети transformers chain вводится VRF. Соответствующие принципы можно также найти в соответствующих документах. Verifiable random function - Wikipedia Процесс достижения консенсуса Роль узла В сети трансформаторов существует четыре типа ролей узлов. Роли узлов - это просто роли, которые узел играет в определенном транзакционном процессе, а не личность. А именно: Инициирующий узел: узел, который инициирует транзакцию. Организует транзакцию и отправляет ее на узел упаковки. Упаковочный узел (узел-делегат): узел, отвечающий за поток инициированной транзакции и упаковку транзакции в блоки. После того как транзакция упакована в блок, он отправляет блоки на узлы верификации. После верификации блок транслируется во всю сеть. Узел верификации (узел-кандидат в делегаты): узел, который верифицирует блоки, отправленные узлом упаковки. В случае успешной верификации он уведомляет узел упаковки. Другие узлы: узлы, не участвующие в процессе транзакции. Эти узлы только проверяют переданные блоки и сохраняют их в базе данных. В цепочке трансформаторов каждый узел может играть любую из перечисленных выше четырех ролей, а в быстрых транзакциях узел может играть четыре роли одновременно. Процесс транзакции В течение всего процесса транзакции необходимо выбрать несколько узлов в пределах всей сети. Все процессы выбора следуют принципу справедливости и случайности, используя VRF для выбора и проверки. Процесс происходит следующим образом: Инициирующий узел использует VRF для выбора упаковочного узла на основе информации о блоке данных и отправляет транзакцию упаковочному узлу. Упаковочный узел проверяет VRF, чтобы убедиться, что он является узлом, выбранным инициирующим узлом, и выбирает несколько узлов среди узлов сети для отправки транзакции. Принимающие узлы проверяют транзакцию и VRF. Если проверка прошла успешно, они уведомляют об этом упаковочный узел. Когда количество уведомлений, полученных упаковочным узлом, достигает консенсусного числа, он помещает транзакцию в кэш. Упаковочный узел упаковывает все транзакции в кэше в блоки через определенный интервал времени. Упаковочный узел с помощью VRF выбирает несколько узлов из блока в качестве проверочных узлов и отправляет блок на проверочный узел. Узел проверки проверяет блок и VRF. Если проверка прошла успешно, они уведомляют об этом узел упаковки. Когда количество уведомлений, полученных упаковочным узлом, достигает консенсусного числа, оно транслируется во всю сеть. После получения широковещательной рассылки другие узлы выполняют проверку VRF, чтобы определить, что упаковочный узел (т.е. инициатор рассылки) является упаковочным узлом, указанным инициирующим узлом. Преимущества К основным механизмам консенсуса в блокчейне относятся механизмы Proof of Work (POW) и Proof of Stake (POS), а в трансформаторах используется самостоятельно разработанный протокол Raindrop Protocol, который обладает следующими преимуществами: Стабильность:Механизм POS может вызывать колебания цен на токены и оказывать существенное влияние на работу сети. Поскольку для участия в консенсусе POS требует закладывать токены, снижение цен на токены может привести к выходу пользователей, желающих участвовать в консенсусе, и тем самым повлиять на стабильность сети. При увеличении объема транзакций нагрузка на сеть POW будет очень высокой, что приведет к снижению скорости транзакций, и эту проблему нельзя решить простым увеличением размера блока или повышением стоимости транзакций. В протоколе Raindrop выбор узлов упаковки осуществляется на основе квалифицированных узлов и не предполагает закладывания токенов для участия в консенсусе. При дальнейшем увеличении размера сети протокол Raindrop не требует слишком больших вычислительных мощностей, поэтому он не повлияет на скорость транзакций Справедливость: В механизме POS те, кто владеет большим количеством токенов, с большей вероятностью получат вознаграждение за блокчейн и комиссию за транзакции, что может усугубить неравенство в благосостоянии и привести к централизации сети. Справедливость первоначального распределения токенов также очень важна, поскольку она влияет на распределение богатства во всей сети. Если возникнут проблемы с первоначальным распределением токенов, это приведет к несправедливой ситуации в сети. В механизме POW майнеры с большей вычислительной мощностью имеют больше шансов на получение вознаграждения за блок, что приводит к централизации вычислительных мощностей. Олигополия может повлиять на справедливость и безопасность сети. В протоколе Raindrop упаковочные узлы выбираются случайным образом с помощью верифицируемых случайных чисел VRF, и это не является проблемой "победитель получает все". Высокая эффективность: При использовании механизма POW можно получить один пакет и один блок за десять минут, а при использовании механизма POS - один пакет и один блок за пятнадцать секунд. В цепочке трансформаторов использование протокола Raindrop позволяет достичь самой высокой скорости - за одну секунду. Хеш-функция Хэш-функция, также известная как хэш-алгоритм, не используется для выполнения шифрования и дешифрования данных, но является важной технологией, применяемой для проверки целостности данных. С помощью хэш-функции для данных может быть создан "цифровой отпечаток" (хэш-значение, цифровой дайджест). Обычно хэш-значение представляет собой короткую строку случайных букв и цифр. Отправитель и получатель договариваются о конкретном алгоритме хэширования перед передачей данных, и этот алгоритм является общедоступным. Если при передаче сообщение будет подделано, то оно не сможет соответствовать полученному цифровому отпечатку. Хеш-функции широко используются для проверки целостности данных и являются основой технологии цифровой подписи. К распространенным алгоритмам относятся MD (message digest algorithm), SHA (message hash algorithm) и MAC (message authentication code algorithm). В Transformers для обеспечения скорости и безопасности используется алгоритм SHA256. Цифровая подпись Основные характеристики цифровой подписи: подлинность, неотказуемость, целостность. Цифровая подпись (также известная как цифровая подпись с открытым ключом или электронная подпись) - это метод подтверждения подлинности цифровой информации, аналогичный физической подписи, написанной на бумаге, но реализованный с использованием методов из области шифрования с открытым ключом. Набор цифровых подписей обычно определяет две взаимодополняющие операции: одну - для подписания, другую - для проверки. Цифровая подпись - это цифровая строка, которая может быть сгенерирована только отправителем информации и не может быть подделана другими. Эта строка чисел также служит действительным доказательством подлинности информации, отправленной отправителем. Цифровая подпись - это применение технологии шифрования с асимметричным ключом и технологии цифрового дайджеста. Цифровая подпись - это процесс шифрования, а проверка цифровой подписи - процесс дешифрования. В Transformers используется цифровая подпись, поскольку она обеспечивает безотзывность сообщения, так как другие не могут подделать подпись отправителя с закрытым ключом. Отправитель шифрует информацию своим закрытым ключом, который может быть расшифрован только с помощью открытого ключа отправителя. Это позволяет обеспечить целостность сообщения. Цифровая подпись использует определенную хэш-функцию, и результирующие значения цифрового дайджеста для разных файлов также различны. Протокол Raindrop, используемый в трансформаторах, применяет алгоритм дискретных случайных чисел для случайного выбора узлов верификации из пула верификации при многолинейной широковещательной верификации данных. Легитимность блока определяется итоговой проверкой подписи, удовлетворяющей протоколу. Протокол Raindrop позволяет избежать централизации вычислительных мощностей и проблемы "победитель получает все", возникающей в результате свободной конкуренции за права на учет в традиционном протоколе Proof of Work (POW), и в определенной степени достичь баланса между справедливостью и конкурентоспособностью. В трансформаторной сети более высокая пропускная способность может быть достигнута при постоянном увеличении числа узлов проверки. Когда число узлов достигнет определенного масштаба, работа узлов с низким энергопотреблением и растущая доступность узлов подтверждения в будущем позволят значительно снизить стоимость транзакций. Протокол Raindrop выполняет вычисления с помощью центральных процессоров, что позволяет значительно снизить затраты по сравнению с GPU, ASIC и другими альтернативами. Подтверждение на цепи В традиционных блокчейнах низкая скорость генерации блоков и ограничение их размера приводят к низкой скорости подтверждения на цепочке. Однако в цепочке transformers в одном блоке может содержаться неограниченное количество транзакций, при этом обеспечивается безопасность данных и децентрализация. Скорость подтверждения транзакций в цепочке transformers может достигать 0,1 секунды при коэффициенте принятия в масштабах сети 75%. Это значение является оптимальным соотношением скорости и коэффициента успешности после проверки и отработки. Если трансляция не достигает порога принятия, установленного сетью, узлы с обновленным статусом данных подтверждают и откатывают эти неудачные транзакции в механизме синхронизации. --- *Originally published on [Untitled](https://paragraph.com/@0xcda6c7a49f593f308f806439fec965fb875dd9fa/transformers-chain)*