Fast Probabilistic Consensus

MODUL 5.1.2

 

Um die Nachteile des Zellulären Konsenses zu beheben, analysieren wir gleichzeitig einen anderen Abstimmungsprozess, für den wir bereits mathematische Modelle und Beweise demonstriert haben: den Fast Probabilistic Consensus.

Eine formale Beschreibung des Fast Probabilistic Consensus finden Sie in diesem Artikel. Das Grundprinzip ähnelt dem des Cellular Consensus, aber anstatt asynchron parallel Stimmen zwischen den Nachbarn abzugeben, ist der Abstimmungsprozess in einzelne Runden unterteilt. In jeder Runde wählt jeder Node eine neue zufällige Teilmenge anderer Nodes aus und fragt deren aktuelle Meinungen ab. Die Meinung eines Nodes wird dann entsprechend der Mehrheit der zurückgegebenen Meinungen gebildet. Allerdings schwankt der Begriff der "Mehrheit" hier. Anstatt einen festen Schwellenwert von 50% zu verwenden, verwenden wir einen Entscheidungsschwellenwert, der sich aus einer dezentralen Zufallszahlenfolge ergibt. Die Wahl eines globalen, aber unvorhersehbaren Schwellenwerts ermöglicht es uns, uns gegen einen Angreifer zu verteidigen, der den Konsens verzögern will.

 

Dieser Abstimmungsprozess hat die entscheidende Eigenschaft, sich sehr schnell zu vereinheitlichen, auch in Szenarien, in denen bösartige Nodes nach der schlechtesten Strategie abstimmen. Dies wurde in dem Papier formal nachgewiesen, aber das allgemeine Prinzip lässt sich wie folgt erklären:

  • Wenn ein Gegner die Entscheidungsregeln ehrlicher Nodes kennt, kann er sein Verhalten vorhersagen und seine Strategie anpassen, um den Prozess auf unbestimmte Zeit zu stoppen.
  • Betrachten Sie eine Situation, in der die Schwelle, an der ehrliche Nodes ihre Meinung ändern, festgelegt ist. Nun kann ein bösartiger Akteur, der eine ausreichende Anzahl von Nodes kontrolliert, den Anteil seiner Nodes anpassen, der angibt, dass er eine bestimmte Transaktion mag / nicht mag, um das Netzwerk in einem aufgeteilten (unentschiedenen) Zustand zu halten. Indem wir globale Zufallszahlen verwenden, um diesen Schwellenwert ständig zu ändern, eliminieren wir diese Möglichkeit, indem wir die Regeln konsistent, aber für den Gegner unvorhersehbar machen.
  • Es wird daher praktisch unmöglich sein, das Netzwerk für längere Zeit in einem geteilten Zustand zu halten. Es ist wichtig zu beachten, dass diese Zufallszahlen nur dann einen relevanten Einfluss haben, wenn sich das Netzwerk in einem anfänglichen Split-Zustand befindet, und kein Netzwerk beeinflussen, das nahe am Konsens ist.

 

Nach einer bestimmten Anzahl von Abstimmungsrunden, in denen ein Node seine Meinung nicht ändert, kann die Stellungnahme als abgeschlossen betrachtet werden und bedarf keiner weiteren Abstimmung. Diese Zahl kann so gewählt werden, dass die Wahrscheinlichkeit, dass das gesamte Netzwerk einen Konsens erreicht hat, beliebig hoch ist.

Fast Probabilistic Consensus gibt uns daher einen Ansatz, der garantiert nach einer kleinen Anzahl von Runden und mit einem kleinen Satz von Stichprobennodes einen Konsens erzielt und damit die erforderlichen Bedingungen für jeden Abstimmungsprozess mit Shimmer erfüllt.

 

Quelle: https://coordicide.iota.org/module5.1.2