إثبات الوقت المنقضي

منذ بداية Bitcoin والاعتراف بنموذج إجماع إثبات العمل (PoW) الخاص بها كآلية لشرعية شبكة blockchain كدفتر الأستاذ الموزع ، تم اختبار وتقديم العديد من آليات الإجماع الأخرى. تعتمد آليات الإجماع الجديدة هذه على تحمل الأخطاء البيزنطية وتركز بشكل أساسي على تقليل أوجه القصور في الطاقة المرتبطة بإثبات عملية التعدين المكثفة في العمل.

إثبات الوقت المنقضي

إثبات الوقت المنقضي (PoET) هي إحدى آليات الإجماع هذه ، وهي مصممة لتحسين إثبات إجماع العمل وتوفير بديل جديد لشبكات blockchain المرخصة.

خلفية

شاعر تم تطويره بواسطة شركة Intel العملاقة لتصنيع الرقائق في عام 2016 كآلية إجماع فعالة في المقام الأول لشبكات blockchain المرخصة. PoET هو الآن نموذج الإجماع المفضل للإطار المعياري لـ Hyperledger Sawtooth وهو أداة شائعة لتنفيذ وتجريب أنظمة دفتر الأستاذ الموزع.

ما هو هايبرليدجر

قراءة: Hyperledger: Open Source Blockchain Project

أحد المكونات الحاسمة لإجماع PoET هو التكنولوجيا المبتكرة التي تعمل جنبًا إلى جنب مع أداء الطريقة التي تعمل بها ، الدليل المرجعي لبرمجة ملحقات حماية البرامج (SGX) من إنتل. تم طرح SGX في عام 2015 مع الجيل السادس من معالجات Intel Core ، وهي تعمل كبيئة تنفيذ موثوقة (TEE) ، والتي تتيح تشغيل كود محدد وموثوق به بشكل مستقل عن التطبيق الذي يتم تشغيله فيه.

قبل فهم كيفية عمل الإجماع العام لـ PoET ، من الضروري أن نفهم قليلاً حول كيفية عمل SGX.

ما هو SGX?

تعد SGX تقنية متطورة ، ولكنها في جوهرها عبارة عن مجموعة من التعليمات الفعالة لوحدة المعالجة المركزية التي تستخدمها التطبيقات لعزل مناطق محددة وموثوقة من التعليمات البرمجية والبيانات. يوفر جيبًا آمنًا للمطورين لحماية البيانات الحساسة أو التعليمات البرمجية من التدخل الخارجي أو التفتيش.

يمكن أن ينتج عن الكود الذي يتم تشغيله في TEE باستخدام SGX شهادة موقعة من داخل نظام أساسي أو تطبيق متجذر في المعالج ويوفر مصادقة على أن الكود قد تمت تهيئته بشكل صحيح في بيئة موثوق بها. هذه الميزة لها آثار كبيرة على وظيفة إجماع PoET ، ولكنها أيضًا تخلق حاجزًا ملازمًا للدخول والحد من استخداماتها.

الذاكرة حيث يتم تخزين الرمز المحمي في SGX آمنة حتى من المستخدمين الخبثاء الذين يتحكمون في الوصول الفعلي إلى النظام الأساسي ولديهم أعلى مصادقة للوصول إلى ذاكرتها. كميزة أمان ، تم استقبال SGX بتوقعات كبيرة بسبب الأمان المحتمل الذي توفره هذه القدرة.

في سياق إجماع PoET ، تعمل SGX كآلية للمشاركين للانضمام إلى الشبكة والتحقق من أنهم يقومون بتشغيل الكود الموثوق به اللازم لتنفيذ إجماع PoET.

كيف يعمل الشاعر

إجماع PoET هو شكل فعال لإثبات العمل يلغي الحاجة إلى عملية التعدين المكثفة ويستبدلها بنظام مؤقت عشوائي للمشاركين في الشبكة. في الأساس ، يتم منح كل مشارك في الشبكة كائن مؤقت عشوائي وأول جهاز ضبط وقت انتهاء الصلاحية “يستيقظ” ذلك المشارك الذي يصبح قائد الكتلة وينتج الكتلة الجديدة.

فيما يتعلق بالتسامح مع الأخطاء البيزنطية ، يوفر هذا حلاً ضروريًا وعشوائيًا فعالاً “لمشكلة اختيار القائد العشوائي”. تتمثل هذه المشكلة بشكل أساسي في كيفية تحديد زعيم جولة الإجماع في الأنظمة البيزنطية المتسامحة. على سبيل المثال ، يستخدم التسامح البيزنطي العملي للخطأ تنسيق نمط روبن دائري بينما يستخدم إثبات عمل Bitcoin إجماع ناكاموتو ، حيث يتم اختيار القائد من قبل أي شخص يحل لغز التشفير الحسابي المكثف لكل جولة كتلة.

التسامح البيزنطي العملي

اقرأ: ما هو التسامح البيزنطي العملي؟ دليل المبتدئين الكامل

يمكن تقسيم إجماع PoET إلى مرحلتين ، والانضمام إلى الشبكة والتحقق من TEE باستخدام شهادات SGX ووقت يانصيب التعدين الفعلي المنقضي.

التحقق من الشبكة و SGX

هذه هي المرحلة الأولى من الإجماع وهي المكان الذي تلعب فيه SGX دورًا مهمًا. كما ذكرنا سابقًا ، عند استخدام SGX ، يمكنك تقديم شهادة موقعة بأنك تقوم بتشغيل الكود الموثوق به الذي تم إعداده بشكل صحيح في TEE.

في PoET ، يقوم أحد المشاركين المحتملين في الشبكة بتنزيل الكود الموثوق به ونشر رسالة “الانضمام” إلى الشبكة بشهادة موقعة من SGX ، والتي أنتجت زوجًا من المفاتيح العامة / الخاصة. ثم تقوم شبكة العقد إما بقبول الشهادة أو رفضها. في حالة القبول ، ينضم المشارك إلى الشبكة ويمكنه المشاركة في عملية اختيار اليانصيب العشوائية للوقت المنقضي.

الاختيار العشوائي ليانصيب الوقت المنقضي

هذه هي المرحلة الثانية والأخيرة من آلية التوافق. في كل جولة من الإجماع ، يتلقى المشاركون في الشبكة كائن مؤقت موقع من الكود الموثوق به عشوائيًا تمامًا. تكمن الفكرة في التخفيف من أي فاعل ضار محتمل من التلاعب بالنظام ومحاولة تلقي مؤقت أقصر باستمرار حتى يتمكنوا من إنتاج المزيد من الكتل.

ينتظر كل مشارك فيما بعد انتهاء صلاحية المؤقت العشوائي. يقوم مؤقت المشارك في الشبكة وهو أول من تنتهي صلاحيته بنشر شهادة موقعة على الشبكة تشير إلى أنهم زعيم الكتلة العشوائية لتلك الجولة. تمت مصادقة الرسالة ، وتم إنشاء الكتلة. ثم تستأنف الجولة.

يتم نشر الشهادة الموقعة بالفعل مع جميع المشاركين في الشبكة ، حتى لو لم يفوزوا. هذا لضمان شيئين في المقام الأول:

  1. تم بالفعل إعطاء كل عقدة مؤقت كائن عشوائي من الكود الموثوق به.
  2. انتظرت العقدة الفترة الزمنية المحددة التي قدمها الكائن.

كما ترى ، فإن العملية عشوائية تمامًا ، ويضمن التكامل مع تقنية SGX عدم وجود أي تلاعب في الكود الموثوق به الذي يعمل عليه البروتوكول. هناك العديد من ميزات الأمان الأخرى مثل خوارزمية لمراقبة العقد المشبوهة التي تفوز باليانصيب باستمرار أو باستمرار وجود مؤقتات أقصر حيث يظهر نمط.

آلية إجماع PoET عالية الكفاءة وقادرة على التوسع إلى آلاف العقد دون كسر العرق. المخاوف هي أنها تعتمد بشكل كبير على SGX لتأسيس البروتوكول ، وفي الآونة الأخيرة ، تم تضخيم هذه المخاوف.

في وقت سابق من هذا الشهر ، البيانات واسعة النطاق & اكتشفت مجموعة Systems (LSDS) في إمبريال كوليدج بلندن حرجة عالي التأثر في SGX المعروف باسم “ينذرالتي يمكن استخدامها لمهاجمة الجيب الآمن لـ SGX.

ربما تكون على دراية بأصل الهجوم ، حيث كانت هناك مخاوف عالمية تمت تغطيتها على نطاق واسع من قبل وسائل الإعلام الرئيسية حول “شبح“التي تم اكتشافها في معالجات الرقائق الحديثة في وقت سابق من هذا العام. ال ينذر تم توضيح الهجوم في وقت سابق من هذا الشهر من قبل فريق LSDS وهو نسخة معدلة من شبح عالي التأثر. لا تزال قصة متطورة ، من المهم أن تراقبها لأسباب عديدة ، بما في ذلك نزاهة إجماع الشاعر.

مزايا & عيوب استخدام الشاعر

يتميز PoET بكفاءة عالية ولا يكاد يكون كثيفًا للموارد كدليل على أنظمة العمل ، ولكن لديه أيضًا بعض المخاوف المحيطة به. إذن ما هي المزايا والعيوب العامة لاستخدامها كآلية إجماع لشبكات دفتر الأستاذ الموزع?

مزايا

PoET هو تحسن كبير في كفاءة إثبات أنظمة العمل. في الوقت نفسه ، فإنه يوفر أيضًا حلاً رائعًا “لمشكلة اختيار القائد العشوائي” دون الحاجة إلى استخدام موارد كثيفة أو تتطلب آليات Staking المعقدة وهياكل الحوافز الضرورية مع إثبات إجماع الحصة.

يعتبر PoET أيضًا آلية إجماع ممتازة للشبكات المرخصة ، وهذا هو السبب في أنها آلية الانتقال إلى توافق الآراء لـ Hyperledger Sawtooth. علاوة على ذلك ، يتوسع بكفاءة ويمكن استخدامه كنموذج “التوصيل والتشغيل” لاختبار البيئات باستخدام Hyperledger Sawtooth.

سلبيات

إن SGX هي تقنية مبتكرة وجديرة بالثناء ، ولكن من الواضح أن التطورات الأخيرة مدعاة للقلق فيما يتعلق باستخدامها بإجماع PoET. من المحتمل أن تكون Intel قادرة على إصلاح المشكلة المتعلقة بالثغرة الأمنية الحرجة ، ولكن العيب هنا هو الاعتماد الواضح والضروري على أمان الأجهزة المتخصصة.

ليس ذلك فحسب ، بل يتم تصنيع SGX بالكامل بواسطة Intel ، لذا فإن الاعتماد على نموذج الإجماع يمتد إلى Intel كشركة وطرف ثالث. تتعارض فكرة مثل هذا الاعتماد مع النموذج الجديد الذي تحاول العملات المشفرة تحقيقه مع شبكات blockchain ، وإزالة الثقة في الوسطاء.

خاتمة

يمثل PoET صدعًا آخر في توفير آليات إجماع التسامح البيزنطي للخطأ لأنظمة دفتر الأستاذ الموزع. إنه ذو كفاءة عالية ويعمل مع تقنية جديدة أخرى نفسها ، SGX.

من الآن فصاعدًا ، فإن مراقبة التطورات المحيطة بـ SGX سيكون لها تأثير كبير على PoET كنموذج إجماع مستدام. في الوقت الحالي ، تعد أداة ممتازة لـ Hyperledger Sawtooth وتلعب دورًا حيويًا في التجريب والتطورات داخل أطر عمل blockchain المعيارية.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me