Die Avalanche-Blockchain (AVAX) hat Aufmerksamkeit für ihren innovativen Ansatz zu Konsensmechanismen erregt. Im Zentrum ihrer hohen Durchsatz- und niedrigen Latenzperformance steht das Snowman-Konsensprotokoll.

Snowman unterscheidet sich von traditionellen Konsensmechanismen, indem es ein neuartiges iteratives Abstimmungssystem implementiert, das auf wiederholtem, unterprobenbasiertem Abstimmen unter Validierern basiert. Dieses Protokoll ermöglicht schnelle Endgültigkeit und hohe Skalierbarkeit, die für Blockchain-Netzwerke wichtig sind, die darauf abzielen, Echtzeit-, dezentrale Anwendungen zu unterstützen.

In diesem Artikel gehen wir auf das Snowman Consensus-Protokoll ein, untersuchen, warum es einzigartig ist, seine zugrunde liegenden Mechanismen und wie es im Avalanche-Ökosystem funktioniert.

Der Kern des Schneemann-Konsenses

Im Herzen der Avalanche-Konsensfamilie basiert das Snowman-Protokoll auf einem Prozess vonwiederholte untereinhaltungsabgestimmte Abstimmung. Validatoren, die als Teilnehmer im Netzwerk agieren, bewerten die Gültigkeit eines Blocks, indem sie eine kleine, zufällige Teilmenge anderer Validatoren abfragen, um deren Präferenzen zu sammeln.

Wichtig ist, dass Validatoren keine feste Präferenz für ein bestimmtes Ergebnis haben, sondern vielmehr darauf abzielen, sich mit der Mehrheit der korrekt funktionierenden Validatoren zu synchronisieren.

Um dies zu veranschaulichen, betrachten wir einen einfachen Fall: Validatoren müssen entscheiden, ob sie Gelder senden sollen an(gelb) oderBob(blau). Jeder Validator beginnt mit einer zufälligen Präferenz, und während des Konsensprozesses passen sie ihre Präferenz basierend auf der Mehrheitsmeinung der ausgewählten Teilmenge von Validatoren an.

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Präferenzverschiebung durch Sampling

Validatoren initiieren den Konsensprozess, indem sie die Präferenzen von fünf anderen Knoten im Netzwerk abfragen. Zum Beispiel, nehmen wir an, dass in der ersten Runde der Abfrage drei der abgefragten Knoten bevorzugenBob(blau), während zwei bevorzugenCharlie(gelb).

Angesichts dieses Szenarios und unter der Annahme, dass die Quorum-Schwelle des Systems (α) auf 3 eingestellt ist, wird der Validator die Präferenz vonBob(blau) weil 3 von 5 befragten Validierern es bevorzugen.

Dieser Kontext wird durch dieα-Mehrheitsregel, das bestimmt, wann ein Validator seine Präferenz aktualisieren sollte. Das Protokoll stellt sicher, dass ein Validator seine eigene Stimme zugunsten der Mehrheit ändert, solange genügend der beprobten Validatoren eine andere Option unterstützen. Dieser Mechanismus ermöglicht eine schnelle Entscheidungsfindung in einem dezentralen System.

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Kumulative Erfolge und Finalisierung

Das Snowman-Protokoll funktioniert nicht in einer festen Anzahl von Runden, sondern setzt sich fort, bis einEntscheidungsgrenze (β)

ist erfüllt. Nachdem ein Validator seine Präferenz aktualisiert hat, fährt er fort, das Netzwerk erneut zu sampeln, um zu überprüfen, ob die gleiche Präferenz von den gesampelten Validatoren konsistent unterstützt wird.

Zum Beispiel, wenn die neue Präferenz des Validators immer nochBob(blaue), wird es weiterhin zusätzliche Validatoren abfragen, um diese Entscheidung zu bestätigen.

Der Validator muss diese neue Präferenz für bestätigt sehen.β aufeinanderfolgende Rundenbevor die Entscheidung endgültig getroffen wird. Dieser mehrfache Bestätigungsprozess minimiert die Wahrscheinlichkeit, dass fehlerhaftes oder böswilliges Verhalten den Konsens des Netzwerks verfälscht.

In praktischen Begriffen setzt sich der Bestätigungsprozess fort, bis der Validator über genügend Runden hinweg konsistent dieselbe Präferenz erhalten hat. Nur dann wird die Entscheidung als endgültig betrachtet, was bedeutet, dass die Transaktion oder der Block von dem Netzwerk akzeptiert wird.

Dieser Ansatz hilft Avalanche, die Fallstricke traditioneller Konsensmechanismen zu vermeiden, bei denen Entscheidungen länger dauern können, um finalisiert zu werden, oder anfälliger für Angriffe wie Forking oder Double-Spending sein können.

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Die Parameter des Schneemann-Konsenses

Das Avalanche Snowman Consensus-Protokoll funktioniert mit einer Reihe von anpassbaren Parametern, die es den Validatoren ermöglichen, ihren Ansatz zu optimieren. Diese Parameter sind:

Diese Parameter können basierend auf den Netzwerkbedingungen angepasst werden, wie z.B. der Anzahl der Validatoren oder der gewünschten Geschwindigkeit der Entscheidungsfindung. Durch die Anpassung dieser Werte kann das System ein Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit, Sicherheit und Dezentralisierung finden.

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Finalisierung in Avalanche: Schnell und Sicher

Sobald ein Konsens erreicht ist, erfolgt die Finalisierung in Avalanche schnell, insbesondere in Abwesenheit von Konflikten.

Validatoren, die ehrlich agieren, konvergieren um die korrekte Transaktion und schaffen einen Feedback-Loop, in dem konsistente Präferenzen sich gegenseitig verstärken, was zu einem schnellen und sicheren Konsens führt.

Wenn Konflikte auftreten, wie zum Beispiel zwei konkurrierende Transaktionen, stellt das Avalanche Snowman-Protokoll sicher, dass das System schließlich auf eine einzige, nicht konfliktbeladene Transaktion konvergiert. Ehrliche Validatoren gruppieren sich um die korrekte Transaktion, während sie die konfliktbeladene zurückweisen, und dieser positive Feedback-Loop beschleunigt den Konsensprozess.

Dies gewährleistet, dass, sobald eine Transaktion von einem ehrlichen Validator akzeptiert wurde, alle anderen schließlich zustimmen werden, was ein hohes Maß an Konsistenz und Vertrauenswürdigkeit in den Entscheidungen des Netzwerks sicherstellt.

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Warum ist der Snowman-Konsens einzigartig?

Der Snowman-Konsensprotokoll hebt sich aus der Landschaft der Blockchain-Konsensmechanismen aus mehreren Gründen hervor:

1. Hohe Durchsatzrate und niedrige Latenz

   : Der Schneemann erreicht eine schnelle Finalität, die es dem Avalanche-Netzwerk ermöglicht, hohe Transaktionsvolumina mit minimalen Verzögerungen zu unterstützen.

2. Skalierbarkeit: Durch den iterativen Unterstichprozess kann das Protokoll effizient skalieren, während die Anzahl der Teilnehmer zunimmt, ohne dass es zu einem signifikanten Leistungsverlust kommt.

3. Anpassbare Parameter: Validatoren können Parameter wie die Quorumgröße und die Entscheidungsschwelle anpassen, um den Konsensprozess an die Anforderungen bestimmter Anwendungen oder Netzwerkbedingungen anzupassen.

4. Fehlertoleranz: Snowman wurde entwickelt, um Konflikttransaktionen schnell zu identifizieren und zu isolieren, wobei sichergestellt wird, dass das Netzwerk auch im Angesicht feindlichen Verhaltens konsistent bleiben kann.

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Fazit

Der Snowman-Konsensprotokoll ist ein kritischer Bestandteil des Avalanche-Netzwerks und bietet einen einzigartigen Ansatz zur Erreichung eines Konsenses, der Geschwindigkeit, Skalierbarkeit und Sicherheit priorisiert.

Durch die Verwendung von wiederholtem Unterteilen und die Möglichkeit für Validatoren, sich über mehrere Runden an die Mehrheitspräferenzen anzupassen, stellt Snowman sicher, dass Entscheidungen effizient und genau getroffen werden, auch wenn das Netzwerk wächst.

Dieser neuartige Konsensmechanismus könnte als Grundlage für dezentralere, leistungsstärkere Blockchains in der Zukunft dienen.

FAQ

Q: Was ist der Snowman-Konsens im Avalanche-Netzwerk?

A:Der Snowman-Konsens ist ein einzigartiges Konsensprotokoll, das von der Avalanche-Blockchain verwendet wird, um eine schnelle und sichere Entscheidungsfindung zu erreichen.

Q: Wie gewährleistet das Snowman Consensus-Protokoll Geschwindigkeit und Finalität?

A:Der Schneemann sorgt für Geschwindigkeit, indem er es den Validierern ermöglicht, schnell zu einer Entscheidung zu gelangen, indem sie wiederholt Präferenzen auswählen.

Q: Warum verwendet Snowman wiederholtes Unterstichproben für den Konsens?

A:Wiederholtes Unterproben stellt sicher, dass die Präferenz jedes Validators auf einem breiten Konsens zufällig ausgewählter Validatoren basiert, was einen robusterer und fehlertoleranterer Prozess ermöglicht.

Q: Kann Snowman Netzwerk-Konflikte oder doppelte Ausgaben behandeln?

A:Ja, das Snowman-Konsensprotokoll geht mit Konflikten durch einen Prozess um, bei dem ehrliche Validatoren schnell auf die korrekte Transaktion konvergieren und widersprüchliche Transaktionen ablehnen.

Q: Wie skalierbar ist das Snowman-Konsensprotokoll?

A:Der Schneemann ist hoch skalierbar. Der Konsensprozess bleibt effizient, wenn die Anzahl der Validatoren zunimmt, dank der dezentralen Natur der wiederholten Sub-Sampling-Methode.

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