Yaliyomo
- 1 Utangulizi
- 2 Kazi Zinazohusiana
- 3 Muundo wa Babylon
- 4 Uchambuzi wa Usalama
- 5 Matokeo ya Majaribio
- 6 Maelezo ya Kiufundi
- 7 Mfano wa Mfumo wa Uchambuzi
- 8 Matumizi ya Baadaye
- 9 Marejeo
- 10 Uchambuzi wa Asili
1 Utangulizi
Makubaliano ya Uthibitisho-wa-Kazi (PoW) ya Bitcoin yanatoa usalama usio na kifani kupitia nguvu kubwa ya hashi lakini hutumia nishati nyingi kupita kiasi. Minyororo ya Uthibitisho-wa-Hisa (PoS) inatoa ufanisi wa nishati na ukamilifu wa haraka lakini inakabiliwa na udhaifu wa msingi wa usalama.
1.1 Kutoka Uthibitisho-wa-Kazi Hadi Uthibitisho-wa-Hisa
Wachimbaji wa Bitcoin hukokotoa takriban $1.4 \times 10^{21}$ hashi kwa sekunde ulimwenguni, huku wakiunda usalama usioyo na kifani lakini kwa gharama kubwa ya nishati. Itifaki za PoS kama vile Ethereum 2.0, Cardano, na Cosmos hutoa njia mbadala zenye ufanisi wa nishati zenye utaratibu wa uwajibikaji.
1.2 Matatizo ya Usalama wa Uthibitisho-wa-Hisa
Minyororo ya PoS inakabiliwa na udhaifu tatu muhimu: mashambulio ya muda mrefu yasiyoweza kukatwa, mashambulio ya kukandamiza/kuzuia shughuli, na changamoto za kuanzisha kutokana na thamani ya chini ya ishara. Kikwazo cha msingi ni kwamba mashambulio ya usalama mara nyingi hayawezi kukatwa kwa ufanisi.
2 Kazi Zinazohusiana
Mbinu za zamani za usalama wa PoS ni pamoja na uwekaji-alama-muda wa makubaliano ya kijamii, dhana duni za uhusika, na miundo mseto. Hata hivyo, suluhu hizi zinahitaji vipindi vilivyopanuliwa vya kufungia hisa (mfano, siku 21 katika Cosmos) au kuanzisha dhana mpya za imani.
3 Muundo wa Babylon
Babylon inatumia tena nguvu ya hashi ya Bitcoin ili kukuza usalama wa PoS kupitia uchimbaji-unganishi, huku ikitoa usalama wa kriptografia bila matumizi ya ziada ya nishati.
3.1 Huduma ya Uwekaji-alama-muda yenye Data Inayopatikana
Babylon inawawezesha minyororo ya PoS kuweka alama za muda kwenye sehemu za ukaguzi, uthibitisho wa udanganyifu, na shughuli zilizozuiwa kwenye mnyororo wa bloku za Bitcoin, na hivyo kuunda nanga za usalama zisizobadilika.
3.2 Uchimbaji-unganishi na Bitcoin
Kwa kutumia miundombinu iliyopo ya uchimbaji wa Bitcoin, Babylon inafikia gharama ya ziada ya sifuri ya nishati huku ikiwapa minyororo ya PoS dhamana za usalama za kiwango cha Bitcoin.
4 Uchambuzi wa Usalama
4.1 Nadharia ya Usalama Unaoweza Kukatwa
Nadharia ya usalama ya kriptografia-uchumi inathibitisha kwamba Babylon inatoa dhamana za usalama zinazoweza kukatwa. Mfano wa usalama unaonyesha kwamba mshtakiwa atahitaji kuvunja mnyororo wa PoS na nguvu ya uchimbaji wa Bitcoin kwa wakati mmoja.
4.2 Dhamana za Uhai
Babylon inahakikisha uhai wa itifaki kwa kuzuia mashambulio ya kuzuia shughuli kupitia sehemu za ukaguzi zilizo na alama za muda zinazowezesha maendeleo ya mnyororo hata wakati wa majaribio ya kuzuia shughuli.
5 Matokeo ya Majaribio
Uigizaji unaonyesha kwamba minyororo ya PoS iliyoboreshwa na Babylon inafikia usalama unaolinganishwa na $1.4 \times 10^{21}$ hashi/kwa sekunde ya Bitcoin bila mzigo wa ziada wa nishati. Huduma ya uwekaji-alama-muda inapunguza uwezekano wa mashambulio ya muda mrefu kwa 99.7% ikilinganishwa na mifumo ya kujitegemea ya PoS.
6 Maelezo ya Kiufundi
Mfano wa usalama unatumia mfumo wa uvumilivu wa hitilafu za Byzantine ambapo uwezekano wa mashambulio yanayofaulu yamefungwa na: $P_{attack} \leq \frac{q}{n} \cdot e^{-\lambda t}$ ambapo $q$ ni hisa ya adui, $n$ ni jumla ya hisa, $\lambda$ ni kiwango cha hashi cha Bitcoin, na $t$ ni muda kati ya sehemu za ukaguzi.
7 Mfano wa Mfumo wa Uchambuzi
Fikiria mnyororo wa PoS wenye jumla ya hisa $10 bilioni. Mshtakiwa hununua 30% ($3 bilioni) lakini hawezi kufanya mashambulio ya muda mrefu kwa sababu uwekaji-alama-muda wa Babylon unahitaji kushambulia kwa wakati mmoja miundombinu ya uchimbaji ya $15 bilioni ya Bitcoin, na hivyo kufanya mashambulio kuwa yasiyowezekana kiuchumi.
8 Matumizi ya Baadaye
Babylon inawawezesha mawasiliano salama kati ya minyororo, kupunguza vipindi vya kufungia hisa kutoka majuma hadi masaa, na usalama wa kuanzisha kwa minyororo mipya ya PoS. Muundo huu unasaidia matumizi ya fedha zisizo za kati (DeFi) yanayohitaji usalama wa kiwango cha Bitcoin kwa ufanisi wa PoS.
9 Marejeo
- Buterin, V., & Griffith, V. (2019). Casper the Friendly Finality Gadget.
- Kwon, J. (2014). Tendermint: Consensus without Mining.
- Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
- Buterin, V. (2021). Why Proof of Stake.
- Kannan, S., et al. (2022). Cryptoeconomic Security for Proof-of-Stake.
10 Uchambuzi wa Asili
Ufahamu Msingi: Babylon inawakilisha mabadiliko makubwa katika usanifu wa usalama wa mnyororo wa bloku kwa kutambua kwamba miundombinu thabiti ya uchimbaji wa Bitcoin inawakilisha manufaa ya umma yasiyotumiwa vyema. Ufahamu wa msingi sio wa kiufundi tu—ni wa kiuchumi: kwa nini tujenge upya usalama toka mwanzo wakati tunaweza kutumia miundombinu iliyopo ya uchimbaji wa Bitcoin yenye thamani ya $15 bilioni? Mbinu hii inafanana na falsafa ya usanifu nyuma ya itifaki kama vile CycleGAN (Zhu et al., 2017), ambayo ilionyesha kwamba miundo iliyopo inaweza kutumiwa tena kwa malengo mapya bila gharama za ziada za mafunzo.
Mfuatano wa Mantiki: Karatasi hii inavunja kwa utaratibu mgawanyiko wa uwongo kati ya usalama wa PoW na ufanisi wa PoS. Kwa kubainisha udhaifu tatu wa msingi wa PoS ambao hauwezi kutatuliwa ndani ya PoS yenyewe—mashambulio ya muda mrefu, ukinzani wa kuzuia shughuli, na matatizo ya kuanzisha—waandishi wanaanzisha uhitaji wa nanga za usalama za nje. Uundaji wa kihisabati unaoonyesha kwamba hakuna itifaki safi ya PoS inayoweza kufikia usalama unaoweza kukatwa bila dhana za imani za nje hasa unaovuruga imani za sasa za PoS.
Nguvu na Mapungufu: Mchango wenye nguvu zaidi wa Babylon ni nadharia yake ya usalama ya kriptografia-uchumi iliyo nadhifu, ambayo inatoa dhamana za usalama zinazoweza kupimika zinazolinganishwa na mfano uliothibitika wa Bitcoin. Hata hivyo, mbinu hii inarithi mapungufu ya Bitcoin—hasa vipindi vyake vya bloku vya dakika 10, ambavyo vinaweza kusababisha matatizo ya ucheleweshaji kwa matumizi ya wakati halisi. Utegemezi juu ya udhibiti endelevu wa uchimbaji wa Bitcoin unawakilisha hatari ya utawala unaokinzana na msingi wa utawala huru wa mifumo mingi ya PoS.
Ufahamu Unaotumika: Kwa watengenezaji wa mnyororo wa bloku, Babylon inatoa thamani ya vitendo ya haraka: minyororo mipya ya PoS inaweza kuanzisha usalama bila shida ya jadi ya kukosa kuku (kukosa hisa za kutosha). Kwa makampuni, hii inawawezesha utumaji salama wa mnyororo wa bloku wenye usalama uliothibitika wa kiwango cha Bitcoin kwa gharama za nishati za PoS. Tumizi lenye matumaini zaidi liko katika usalama kati ya minyororo—fikiria maeneo ya Cosmos au parachuti za Polkadot ziklindwa na nguvu ya hashi ya Bitcoin badala ya uchumi wao wa asili wa ishara. Kama ilivyoonyeshwa katika utafiti wa Msingi wa Ethereum, miundo mseto inawakilisha hatua inayofuata ya mageuzi katika makubaliano ya mnyororo wa bloku, na Babylon inatoa utekelezaji wenye ukali zaidi wa kihisabati hadi sasa.