Idena Sharding: hoe het Proof-of-Personhood-consensus het schaalbaarheid probleem van blockchain kan oplossen

Idena is de eerste Proof-of-Person blockchain gebaseerd op democratische principes. Elk mining-knooppunt is gekoppeld aan een crypto-identiteit – één persoon met gelijke stemrechten en mijn inkomsten.

Elk uniek mens kan een Idena-validator worden, ongeacht wie ze zijn en waar ze wonen. Om te beginnen met het minen van Idena, moet je bewijzen dat je een uniek mens bent. Het vereist geen openbaarmaking van persoonlijke gegevens (geen KYC). U moet online verschijnen wanneer de validatie ceremonie begint en een reeks flip-tests (CAPTCHA’s) oplossen.

Idena is de volgende stap in de evolutie van gedecentraliseerde systemen op het internet. Ten eerste bracht Bitcoin peer-to-peer cryptocurrency-betalingen. Vervolgens ontwikkelde Ethereum een virtuele machine voor het uitvoeren van gedecentraliseerde apps. Idena heeft crypto identiteit geïntroduceerd die mensen in staat stelt om democratisch bestuur op het internet op te bouwen.

Schaalbaarheid Problemen

OplossenLack van schaalbaarheid is een van de belangrijkste beperkende factoren voor massale acceptatie van blockchain-technologie. Vanwege het gedecentraliseerde karakter van blockchain is er geen centrale autoriteit in het netwerk, moeten alle gegevens door elk knooppunt worden verwerkt en wordt elk nieuw stukje informatie pas aan het grootboek toegevoegd nadat alle knooppunten het erover eens zijn geworden. Dit zorgt ervoor dat de gegevens die op het netwerk zijn opgeslagen correct zijn en niet kunnen worden gemanipuleerd door een of meer kwaadaardige knooppunten.

Decentralisatie geeft blockchain-technologie de weerstand tegen frauduleuze gegevens wijzigingen, maar het vormt ook een van de belangrijkste obstakels voor een breder gebruik van de technologie – beperkte schaalbaarheid. De latentie van het netwerk neemt dramatisch toe wanneer er meer knooppunten aan het systeem worden toegevoegd en de hoeveelheid gegevens in het grootboek groeit. Bij elke nieuwe transactie moet de informatie op alle knooppunten van het netwerk worden bijgewerkt, wat tijd kost.  De groei van het aantal gebruikers en de transacties die ze creëren, veroorzaakt het tekort aan ruimte in de blokken.

Het probleem van blockchain-schaalbaarheid wordt het schaalbaarheids trilemma genoemd dat drie belangrijke onderling verbonden eigenschappen van elke blockchain postuleert:

1. Schaalbaarheid
2. Veiligheid
3. Decentralisatie

Het trilemma stelt dat elke blockchain niet alle drie die eigenschappen tegelijk kan hebben, en het verbeteren van een van hen vereist het opofferen van een andere. In deze publicatie bespreken we verschillende benaderingen van het schaalbaarheid probleem en bestuderen we network sharding als de mogelijkheid om de nadelen van het schaalbaarheids trilemma te overwinnen en netwerk schaling aan te bieden zonder de beveiliging of decentralisatie te verminderen.

Overzicht van oplossingen

De oplossingen om het probleem van protocol doorvoer aan te pakken, kunnen worden onderverdeeld in twee typen: those die alle computing delegeren aan een beperkt aantal krachtige knooppunten, en degenen die elk knooppunt in het netwerk hebben, voeren slechts een deel van het totale werk uit.

Beperkte validators

De eerste benadering van schaalbaarheid, wanneer het netwerk wordt geschaald door het aantal validerende knooppunten te beperken, wordt gevolgd door netwerken zoals EOS, Solana en Algorand. Door het aantal netwerk validators te verminderen, wordt de grootte van het blok vergroot en worden blokken sneller geproduceerd. Dit leidt echter tot centralisatie van het netwerk, waardoor de veiligheid van het hele netwerk afhankelijk is van de goodwill van verschillende belanghebbenden.

In EOS wordt schaalbaarheid bereikt door parallelle transactieverwerking mogelijk te maken terwijl het aantal blokproducenten beperkt blijft, waardoor de doorvoer wordt versneld. Solana streeft, in tegenstelling tot andere slimme contract systemen zoals Ethereum, Polkadot en Cardano, naar schaalvergroting op de hoofdlaag. Het netwerk gebruikt “proof-of-history” bovenop proof-of-stake en claimt een doorvoercapaciteit van 65.000 per seconde te bereiken.

Algorand scaling maakt gebruik van pure proof-of-stake om een klein willekeurig aantal blok aanvragers en verificateurs te selecteren. Om consensus te bereiken over het volgende blok, hoeft elk knooppunt slechts een bepaalde hoeveelheid berichten te ontvangen. Als gevolg hiervan kan Algorand een hoog transactietarief handhaven zonder grote kosten op te leggen aan deelnemende knooppunten. Consensus over een blok wordt parallel bereikt terwijl het blok wordt doorgegeven aan het netwerk.

Shards

De tweede benadering van schaalbaarheid, wanneer het netwerk wordt geschaald door de belasting van elk knooppunt te verminderen en de totale belasting over groepen knooppunten te verdelen, wordt vaak sharding genoemd. Sharding verdeelt de set van alle knooppunten in groepen en verdeelt de informatie die in het netwerk is opgeslagen onder deze groepen. Deze oplossing wordt onder andere gebruikt in Ethereum 2.0, Near, Zilliqa en Polkadot blockchains.

Sharding in Proof-of-Personhood blockchain: een oplossing voor schaalbaarheid trilemma

In tegenstelling tot de PoS blockchains maakt Idena gebruik van Proof-of-Personhood (PoP) consensus. PoP-consensus kan worden behandeld als een PoS-consensus waarbij elke netwerkdeelnemer met gevalideerde persoonlijkheid één stem of één inzet heeft. Hoewel, in tegenstelling tot in PoS-consensus versies, de inzet van persoonlijkheid atomair is, gelijk verdeeld over alle netwerkdeelnemers en onlosmakelijk verbonden met elk gevalideerd knooppunt.

PoP-consensus maakt het mogelijk om het netwerk veilig te sharden omdat alle onafhankelijke validators gelijk zijn. Maar het meest opwindende aan PoP-blockchain is dat de netwerkbandbreedte groeit met het aantal netwerkgebruikers. Het klinkt contra-intuïtief, maar omdat elke persoon een validator kan zijn, kan Idena het aantal shards dynamisch verhogen, waardoor de netwerkbandbreedte toeneemt.

Idena implementeert sharding in twee fasen. De eerste fase, of validatie sharding, omvat:

• netwerk dynamiek splitsen in shards: het aantal en de grootte van shards zijn afhankelijk van de grootte van het netwerk.
• validatie ceremonie schalen: de flips worden onafhankelijk verdeeld, opgelost en gekwalificeerd in afzonderlijke scherven.

Validatie sharding is succesvol gelanceerd in oktober 2021. De tweede fase, of transaction sharding, biedt transactie schaling door normale transacties in de shards te valideren. Transaction sharding staat op de officiële roadmap en staat gepland voor 2022.

Wat staat Idena te wachten?

In 2021 is Idena drie keer gegroeid met 12+ K gevalideerde identiteiten. Tegenwoordig is het een van de meest gedecentraliseerde blockchains met 2,3 K validators. Geen enkele PoW- of PoS-blockchain kan worden ondersteund door zoveel onafhankelijke validators die allemaal gelijke stemrecht hebben , omdat elke openbare blockchain met PoW- of PoS-consensus onvermijdelijk te maken zal krijgen met extreme disproportionaliteit, censuur en concentratie van bestuur in de handen van enkele machtige actoren.

Idena gelooft dat elke menselijke stem ertoe doet. Hun doel is om het voor iedereen mogelijk te maken om een miner te worden en een node te runnen, zelfs zonder ervaring in cryptocurrency. Idena streeft ernaar om van Idena de meest democratische en schaalbare blockchain te maken met de meest toegankelijke mining.

Daarom heeft Idena zich in 2021 gericht op de groei van het netwerk, eenvoudigere onboarding en de beveiliging van het netwerk. Om dat te bereiken heeft Idena een aantal belangrijke oplossingen geïmplementeerd die niet gepland waren:

• Adaptieve gebruikersinterface voor de web-app;
• Marktplaats voor gedeelde knooppunten;
• Training Validatie;
• Flip rapportage beloningen;
• Idena telegram bot.

Sommige mijlpalen die oorspronkelijk gepland waren voor 2021 zijn verschoven naar 2022. De geactualiseerde roadmap laat zien dat Idena niet is afgeweken van ons oorspronkelijke pad. Idena heeft slechts enkele mijlpalen verder in de tijdlijn verplaatst om te zijner tijd meer haalbare functies te leveren.

In 2022 wil Idena de netwerk schaling verbeteren en verder gaan met sharding, het Idena-ecosysteem laten groeien met slimme contracten, dApps, meer use cases en integraties adopteren, zoals identiteit overbrugging, aandachtseconomie en publicatieplatform. Idena heeft een solide basis gelegd, nu is het tijd om bovenop te bouwen.

Ga voor meer informatie over het spannende project van Idena naar: https://www.idena.io/