经过时间证明

自从比特币问世以来,就已经将其工作量证明(PoW)共识模型视为区块链网络作为分布式账本的合法性机制,人们已经尝试并引入了许多其他共识机制。这些新的共识机制基于拜占庭容错机制,主要致力于减少与工作量证明的采矿密集型流程相关的能源效率低下.

经过时间证明

经过时间证明(PoET)是这些共识机制之一,旨在改善工作证明共识并为许可的区块链网络提供新的替代方法.

背景

诗人 是由芯片制造巨头英特尔于2016年开发的一种有效的共识机制,主要用于许可的区块链网络。 PoET现在是Hyperledger Sawtooth模块化框架的首选共识模型,并且是用于实施和试验分布式分类帐系统的流行工具.

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PoET共识的一个关键组成部分是创新技术,该技术可以与其配合使用以执行其工作方式,这是英特尔的大肆宣传的Software Guard Extensions(SGX)编程参考手册。 SGX于2015年与Intel的第六代核心处理器一起推出,起着可信执行环境(TEE)的作用,它允许选择的可信代码独立于其运行的应用程序运行.

在了解PoET的总体共识如何发挥作用之前,有必要先了解一下SGX的功能.

什么是新交所?

SGX是一项复杂的技术,但从本质上讲,它实际上是针对CPU的一组指令,应用程序可使用这些指令来隔离代码和数据的特定可信区域。它为开发人员提供了一个安全的区域,可以保护敏感数据或代码免受外界干扰或检查.

使用SGX在TEE中运行的代码可以从植根于处理器中的平台或应用程序中生成签名的证明,并提供对代码已在受信任环境中正确初始化的身份验证。此功能对PoET共识的功能具有重大意义,但也为进入和限制其使用创造了固有的障碍.

SGX中存储受保护代码的内存甚至可以防止恶意用户使用,这些恶意用户控制对平台的物理访问并具有最高的身份验证来访问其内存。作为一项安全功能,由于该功能提供了潜在的安全性,因此收到了很高的期望值.

在PoET共识的背景下,SGX充当参与者加入网络并验证他们正在运行PoET共识执行所必需的受信任代码的机制。.

PoET的工作原理

PoET共识是工作证明的一种有效形式,它消除了对挖掘密集型过程的需求,并用网络参与者的随机计时器系统代替了它。基本上,每个网络参与者都有一个随机的计时器对象,并且第一个到期的计时器“唤醒”成为区块领导者并产生新区块的参与者.

关于拜占庭容错,这为“随机领导者选择问题”提供了必要且有效的随机解决方案。本质上,这个问题是如何确定拜占庭容错系统中一轮共识的领导者。例如,实用拜占庭式容错使用轮循样式格式,而比特币的工作量证明则使用中本聪共识,即由负责人解决每个区块计算密集型密码难题的人选出领导者.

实用的拜占庭容错

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PoET共识可分为两个阶段,即加入网络并使用SGX证明和实际采矿彩票经过的时间来验证TEE.

网络验证和SGX

这是共识的初始阶段,也是新交所发挥重要作用的地方。如前所述,在使用SGX时,您可以生成签名证明,证明您正在运行在TEE中正确设置的受信任代码。.

在PoET中,网络中的潜在参与者会下载受信任的代码,并用来自SGX的签名证明将“加入”消息传播到网络,该SGX产生了公用/专用密钥对。然后,节点网络将接受或拒绝该证明。如果被接受,则参与者会加入网络并可以参与经过的时间,随机彩票选择过程.

经过时间的彩票随机选择

这是共识机制的第二个也是最后一个阶段。在每一轮共识中,网络参与者都从完全随机化的可信代码中接收签名的计时器对象。这样做的目的是减轻任何潜在的恶意行为者对系统进行游戏并尝试持续接收较短的计时器,以便他们可以产生更多的区块.

每个参与者随后等待其随机计时器到期。网络参与者的计时器最早过期,它将签名证书传播到网络,表明他们是该回合的随机分组组长。消息通过身份验证,并生成该块。该回合然后重新开始.

实际上,所有网络参与者都会传播签名证书,即使他们没有赢。这主要是为了确保两件事:

  1. 实际上,每个节点都从受信任的代码中获得了一个随机对象计时器.
  2. 节点等待对象给定的指定时间段.

如您所见,该过程完全是随机的,并且与SGX技术的集成确保了不会对协议所运行的受信任代码进行任何操作。还有其他一些安全功能,例如一种算法,用于监视可疑节点始终赢得彩票或始终具有较短的计时器(在出现图案的情况下)中奖.

PoET共识机制非常高效,并且可以扩展到数千个节点而不会费力。令人担忧的是,它在很大程度上依赖于SGX作为协议的基础,而最近,这些担忧已被放大。.

本月初,大规模数据 & 伦敦帝国学院的Systems(LSDS)小组发现了一个关键 脆弱性 在新交所被称为“预示可以用来攻击SGX的安全区域.

您可能已经很熟悉攻击的起源,因为主流媒体广泛关注“幽灵今年早些时候在现代芯片处理器中发现的漏洞。的 预示 LSDS小组在本月早些时候阐明了该攻击,这是该攻击的改编版本 幽灵 脆弱性。仍然是一个发展中的故事,重要的是要出于多种原因密切注意,包括PoET共识的完整性.

好处 & 使用PoET的缺点

PoET是高效的,并且不像工作证明系统那样耗费大量资源,但是围绕它也有一些担忧。那么将其用作分布式账本网络的共识机制的一般优点和缺点是什么??

好处

PoET大大提高了工作证明系统的效率。同时,它也为“随机领导者选择问题”提供了一个很好的解决方案,而无需占用大量资源,也不需要复杂的抵押机制和激励结构(需要有股权共识).

PoET还是用于许可网络的出色共识机制,这就是为什么它是Hyperledger Sawtooth的共识机制。最重要的是,它可以高效地扩展,并且可以用作使用Hyperledger Sawtooth测试环境的“即插即用”模型。.

缺点

SGX是一项受到赞誉和创新的技术,但是最近的发展显然引起了人们对于在PoET共识下使用它的担忧。英特尔很可能能够解决有关严重漏洞的问题,但是这里的缺点是明显且必要地依赖专用硬件的安全性。.

不仅如此,SGX完全由英特尔制造,因此共识模型的依赖范围扩展到了英特尔公司,即第三方。这种依赖的概念与加密货币试图通过区块链网络实现的新模式背道而驰,消除了对中介机构的信任.

结论

PoET代表了为分布式分类帐系统提供拜占庭容错共识机制的另一个突破。它非常高效,并且可以与另一种新技术SGX一起使用.

展望未来,密切关注新交所的发展将对PoET作为一种可持续的共识模型产生重大影响。目前,它是Hyperledger Sawtooth的出色工具,并且在模块化区块链框架内的实验和开发中起着至关重要的作用.

Mike Owergreen Administrator
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