経過時間の証明

ビットコインの開始と、分散型台帳としてのブロックチェーンネットワークの正当性のメカニズムとしてのプルーフオブワーク（PoW）コンセンサスモデルの認識以来、他の多くのコンセンサスメカニズムが実験され、導入されてきました。これらの新しいコンセンサスメカニズムは、ビザンチンフォールトトレランスに基づいており、主に、プルーフオブワークのマイニング集約プロセスに関連するエネルギーの非効率性の削減に重点を置いています。.

経過時間の証明

プルーフオブエラップスタイム（PoET）は、これらのコンセンサスメカニズムの1つであり、作業コンセンサスの証明を改善し、許可されたブロックチェーンネットワークの新しい代替手段を提供するように設計されています。.

バックグラウンド

詩人 主に許可されたブロックチェーンネットワークのための効率的なコンセンサスメカニズムとして、2016年にチップ製造大手のIntelによって開発されました。 PoETは現在、Hyperledger Sawtoothのモジュラーフレームワークに最適なコンセンサスモデルであり、分散型台帳システムを実装および実験するための一般的なツールです。.

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PoETコンセンサスの重要な要素は、Intelの誇大宣伝されたSoftware Guard Extensions（SGX）プログラミングリファレンスマニュアルと連携して機能する革新的なテクノロジーです。インテルの第6世代コアプロセッサーで2015年に導入されたSGXは、信頼できる実行環境（TEE）として機能します。これにより、選択した信頼できるコードを、実行するアプリケーションとは独立して実行できます。.

PoETの全体的なコンセンサスがどのように機能するかを理解する前に、SGXがどのように機能するかについて少し理解することが不可欠です。.

SGXとは?

SGXは高度なテクノロジですが、その中核となるのは、アプリケーションがコードとデータの特定の信頼できる領域を分離するために使用するCPUの一連の命令です。開発者が機密データやコードを外部の干渉や検査から保護するための安全な場所を提供します.

SGXを使用してTEEで実行されるコードは、プロセッサをルートとするプラットフォームまたはアプリケーション内から署名付き証明書を生成し、信頼できる環境でコードが正しく初期化されたことを認証します。この機能は、PoETコンセンサスの機能に重大な影響を及ぼしますが、参入障壁とその使用の制限も生み出します。.

保護されたコードがSGXに保存されているメモリは、プラットフォームへの物理アクセスを制御し、そのメモリにアクセスするための最高の認証を持っている悪意のあるユーザーからも安全です。セキュリティ機能として、SGXは、この機能によって提供される潜在的なセキュリティにより、大きな期待を持って受け入れられました。.

PoETコンセンサスのコンテキストでは、SGXは、参加者がネットワークに参加し、PoETコンセンサスの実行に必要な信頼できるコードを実行していることを確認するためのメカニズムとして機能します。.

PoETのしくみ

PoETコンセンサスは、マイニングを多用するプロセスの必要性を排除し、ネットワーク参加者向けのランダム化されたタイマーシステムに置き換える、効率的なプルーフオブワークです。基本的に、各ネットワーク参加者にはランダムなタイマーオブジェクトが与えられ、最初に期限切れになるタイマーが、ブロックリーダーになって新しいブロックを生成する参加者を「ウェイクアップ」します。.

ビザンチンフォールトトレランスに関しては、これは「ランダムリーダー選択問題」に必要かつ効率的にランダム化されたソリューションを提供します。基本的に、この問題は、ビザンチンフォールトトレラントシステムにおける一連のコンセンサスのリーダーを決定する方法です。たとえば、実用的なビザンチンフォールトトレランスはラウンドロビンスタイルの形式を使用しますが、ビットコインのプルーフオブワークはナカモトコンセンサスを使用します。リーダーは、各ブロックラウンドの計算量の多い暗号パズルを解く人によって選択されます。.

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PoETコンセンサスは、ネットワークに参加し、SGX認証と実際のマイニング宝くじの経過時間を使用してTEEを検証するという2つのフェーズに分けることができます。.

ネットワーク検証とSGX

これはコンセンサスの初期段階であり、SGXが重要な役割を果たす場所です。前述のように、SGXを使用すると、TEEで正しく設定された信頼できるコードを実行していることを示す署名付きの証明書を作成できます。.

PoETでは、ネットワークの潜在的な参加者が信頼できるコードをダウンロードし、公開鍵と秘密鍵のペアを生成したSGXからの署名付き証明書を使用して、「参加」メッセージをネットワークに伝播します。次に、ノードのネットワークは、認証を受け入れるか拒否します。承認された場合、参加者はネットワークに参加し、経過時間、ランダム化された宝くじの選択プロセスに参加できます.

経過時間抽選ランダムセレクション

これは、コンセンサスメカニズムの2番目で最後のフェーズです。コンセンサスの各ラウンドで、ネットワーク参加者は、完全にランダム化された信頼できるコードから署名されたタイマーオブジェクトを受け取ります。アイデアは、潜在的な悪意のある攻撃者がシステムをゲームし、より多くのブロックを生成できるように、より短いタイマーを一貫して受信しようとすることを軽減することです。.

その後、各参加者はランダム化されたタイマーの期限が切れるのを待ちます。最初に期限切れになるネットワーク参加者のタイマーは、署名された証明書をネットワークに伝播し、そのラウンドのランダム化されたブロックリーダーであることを示します。メッセージが認証され、ブロックが生成されます。その後、ラウンドが再開されます.

署名された証明書の伝播は、実際には、勝てなかった場合でも、すべてのネットワーク参加者で発生します。これは、主に2つのことを保証するためです。

  1. 各ノードには、実際には信頼できるコードからランダム化されたオブジェクトタイマーが与えられました.
  2. ノードは、オブジェクトによって指定された期間待機しました.

ご覧のとおり、プロセスは完全にランダムであり、SGXテクノロジーとの統合により、プロトコルが実行されている信頼できるコードが操作されないことが保証されます。他にもいくつかのセキュリティ機能があります。たとえば、疑わしいノードが宝くじに当選するのを監視するアルゴリズムや、パターンが出現するタイマーが一貫して短いものなどです。.

PoETコンセンサスメカニズムは非常に効率的であり、汗をかくことなく数千のノードに拡張できます。懸念は、プロトコルの基盤をSGXに大きく依存していることであり、ごく最近、これらの懸念が増幅されています。.

今月初め、大規模データ & ロンドンのインペリアルカレッジのシステム（LSDS）グループが重要なことを発見しました 脆弱性 SGXでは「伏線SGXの安全な飛び地を攻撃するために使用できる」.

「攻撃の起源については、主流メディアによって広く取り上げられた世界的な懸念があったため、おそらくすでにご存知でしょう。スペクター」今年初めに最新のチッププロセッサで発見された脆弱性。ザ・ 伏線 攻撃は今月初めにLSDSチームによって解明され、 スペクター 脆弱性。まだ発展途上の話ですが、PoETコンセンサスの完全性など、さまざまな理由から目を離さないことが重要です。.

利点 & PoETを使用することのデメリット

PoETは非常に効率的で、プルーフオブワークシステムほどリソースを消費しませんが、それを取り巻くいくつかの懸念もあります。では、分散型台帳ネットワークのコンセンサスメカニズムとして使用することの一般的な長所と短所は何ですか?

利点

PoETは、プルーフオブワークシステムの効率を大幅に向上させます。同時に、リソースを大量に消費したり、プルーフオブステークのコンセンサスに必要な複雑なステーキングメカニズムやインセンティブ構造を必要とせずに、「ランダムリーダー選択問題」に対する優れたソリューションも提供します。.

PoETは、許可されたネットワークの優れたコンセンサスメカニズムでもあります。そのため、PoETはHyperledgerSawtoothの頼りになるコンセンサスメカニズムです。さらに、効率的に拡張でき、HyperledgerSawtoothを使用して環境をテストするための「プラグアンドプレイ」モデルとして使用できます。.

短所

SGXは称賛された革新的なテクノロジーですが、最近の開発は明らかにPoETコンセンサスでの使用に関する懸念の原因となっています。 Intelは重大な脆弱性に関する問題を修正できる可能性がありますが、ここでの欠点は、特殊なハードウェアのセキュリティへの明白で必要な依存です。.

それだけでなく、SGXは完全にIntelによって製造されているため、コンセンサスモデルへの依存は、企業であるサードパーティとしてのIntelにまで及びます。そのような依存の概念は、暗号通貨がブロックチェーンネットワークで達成しようとしている新しいパラダイム、仲介者への信頼の除去に反しています.

結論

PoETは、分散型台帳システムにビザンチンフォールトトレランスコンセンサスメカニズムを提供する際のもう1つの亀裂を表しています。それは非常に効率的であり、別の新しい技術自体、SGXと連携します.

今後、SGXを取り巻く開発を監視することは、持続可能なコンセンサスモデルとしてのPoETに大きな影響を与えるでしょう。今のところ、これはHyperledger Sawtoothの優れたツールであり、モジュラーブロックチェーンフレームワーク内の実験と開発において重要な役割を果たします。.