OX Coin (OX) 通貨のコンセンサスメカニズム

Byzantine Fault Tolerance (BFT) は、ノード障害や悪意のある動作にもかかわらず、分散システムがコンセンサスに達することを保証し、合意、有効性、および終了を保証します。

2024/12/24 11:13

重要なポイント

• ビザンチン フォールト トレランス (BFT) コンセンサス メカニズム
• プルーフ・オブ・ステーク (PoS) コンセンサスメカニズム
• 委任されたプルーフオブステーク (DPoS) コンセンサスメカニズム
• 実用的なビザンチン フォールト トレランス (PBFT) コンセンサス メカニズム
• テンダーミントのコンセンサスメカニズム

ビザンチン フォールト トレランス (BFT) コンセンサス メカニズム

BFT は、ビザンチン障害が存在する場合でも、分散システムが値について合意に達することを可能にするコンセンサス メカニズムです。ビザンチン障害とは、システム内のノードによるクラッシュ、任意の動作、または悪意のある動作です。

BFT システムでは、各ノードはシステムの状態のコピーを維持します。新しいトランザクションを受信すると、各ノードはトランザクションを実行し、その状態を更新します。その後、ノードは相互に通信して新しい状態について合意します。

BFT コンセンサス メカニズムは、次の特性が満たされることを保証します。

• 一致:障害のないすべてのノードは、最終的には同じ値に一致します。
• 有効性:合意された値は、システムの有効な状態です。
• 終了:ビザンチン障害が存在する場合でも、コンセンサスプロセスは最終的に終了します。

BFT は複雑なコンセンサス メカニズムですが、障害に対する耐性が非常に優れています。これは、Hyperledger Fabric ブロックチェーンを含む、いくつかのブロックチェーン アプリケーションで使用されます。

プルーフ・オブ・ステーク (PoS) コンセンサスメカニズム

PoS は、分散システムがシステム内の各ノードが持つステーク量に基づいて値について合意に達することを可能にするコンセンサス メカニズムです。ステークは、ノードがシステムにどれだけ投資したかを示す尺度です。

PoS システムでは、各ノードがシステムの状態のコピーを保持します。新しいトランザクションを受信すると、各ノードはトランザクションを検証し、ローカル ブロックチェーンに追加します。その後、ノードは相互に通信して新しい状態について合意します。

PoS コンセンサス メカニズムは、次の特性が満たされることを保証します。

• 一致:障害のないすべてのノードは、最終的には同じ値に一致します。
• 有効性:合意された値は、システムの有効な状態です。
• 生存性:ビザンチン障害が存在する場合でも、コンセンサス プロセスは最終的に終了します。

PoS は、BFT よりも効率的なコンセンサス メカニズムです。これは、イーサリアム ブロックチェーンを含むいくつかのブロックチェーン アプリケーションで使用されます。

委任されたプルーフオブステーク (DPoS) コンセンサスメカニズム

DPoS は、参加者が利害関係者に代わって投票できるようにする PoS コンセンサス メカニズムの変形です。デリゲートは、ステークホドラーによって自分たちの利益を代表するために選出されるノードです。

DPoS システムでは、各ノードがシステムの状態のコピーを保持します。新しいトランザクションを受信すると、各デリゲートはトランザクションを検証し、ローカル ブロックチェーンに追加します。その後、代表者は互いに通信して新しい状態について合意します。

DPoS コンセンサス メカニズムは、次の特性が満たされることを保証します。

• 合意:欠陥のないすべてのデリゲートは、最終的には同じ値に同意します。
• 有効性:合意された値は、システムの有効な状態です。
• 生存性:ビザンチン障害が存在する場合でも、コンセンサス プロセスは最終的に終了します。

DPoS は、PoS よりも効率的なコンセンサス メカニズムです。 EOS ブロックチェーンを含むいくつかのブロックチェーン アプリケーションで使用されます。

実用的なビザンチン フォールト トレランス (PBFT) コンセンサス メカニズム

PBFT は、ブロックチェーン アプリケーションで使用できるように設計された BFT コンセンサス メカニズムです。 PBFT は、元の BFT コンセンサス メカニズムの簡略化されたバージョンです。

PBFT システムでは、各ノードはシステムの状態のコピーを保持します。新しいトランザクションを受信すると、各ノードはトランザクションを実行し、その状態を更新します。その後、ノードは相互に通信して新しい状態について合意します。

PBFT コンセンサス メカニズムは、次の特性が満たされることを保証します。

• 一致:障害のないすべてのノードは、最終的には同じ値に一致します。
• 有効性:合意された値は、システムの有効な状態です。
• 終了:ビザンチン障害が存在する場合でも、コンセンサスプロセスは最終的に終了します。

PBFT は、BFT よりも効率的なコンセンサス メカニズムです。これは、Hyperledger Sawtooth ブロックチェーンを含む、いくつかのブロックチェーン アプリケーションで使用されます。

テンダーミントのコンセンサスメカニズム

Tendermint は、高パフォーマンスを実現するように設計された BFT コンセンサス メカニズムです。 Tendermint は、カスタマイズを可能にするモジュール式のコンセンサス メカニズムです。

Tendermint システムでは、各ノードがシステムの状態のコピーを保持します。新しいトランザクションを受信すると、各ノードはトランザクションを実行し、その状態を更新します。その後、ノードは相互に通信して新しい状態について合意します。

Tendermint コンセンサス メカニズムは、次の特性が満たされることを保証します。

• 一致:障害のないすべてのノードは、最終的には同じ値に一致します。
• 有効性:合意された値は、システムの有効な状態です。
• 終了:ビザンチン障害が存在する場合でも、コンセンサスプロセスは最終的に終了します。

Tendermint は非常に効率的なコンセンサス メカニズムです。 Cosmos ブロックチェーンを含むいくつかのブロックチェーン アプリケーションで使用されています。

よくある質問

Q: BFT と PoS の違いは何ですか?
A: BFT と PoS はどちらも、分散システムが値について合意に達することを可能にするコンセンサス メカニズムです。 BFT はより回復力のあるコンセンサス メカニズムですが、PoS よりも複雑で効率も劣ります。

Q: PoS と DPoS の違いは何ですか?
A: PoS と DPoS はどちらも、分散システムがシステム内の各ノードが持つステーク量に基づいて値について合意に達することを可能にするコンセンサス メカニズムです。 DPoS は PoS よりも効率的なコンセンサス メカニズムですが、より集中化されています。

Q: PBFT と Tendermint の違いは何ですか?
A: PBFT と Tendermint はどちらも、ブロックチェーン アプリケーションで使用するために設計された BFT コンセンサス メカニズムです。 PBFT は元の BFT コンセンサス メカニズムの簡易バージョンであるのに対し、Tendermint はカスタマイズが可能なモジュール型コンセンサス メカニズムです。 Tendermint は、PBFT よりも効率的なコンセンサス メカニズムです。