Алгоритм консенсусу Proof-of-Elapsed-Time: що це і як працює
Proof-of-Elapsed-Time (PoET) – алгоритм консенсусу, в якому право формування нового блоку визначається випадковим часом очікування. Це цікавий приклад алгоритму, спочатку розробленого для непублічних мереж.
Що таке Proof-of-Elapsed-Time (PoET)
Блокчейн-системи забезпечують децентралізоване зберігання та передачу даних за рахунок механізму консенсусу – порядку досягнення згоди між учасниками мережі щодо справжності та черговості транзакцій. Найбільш відомими алгоритмами консенсусу є Proof-of-Work (PoW) та Proof-of-Stake (PoS). Однак поряд із ними існують і альтернативні підходи, призначені для більш специфічних сценаріїв. Один з таких — Proof-of-Elapsed-Time (PoET), «доказ часу, що минув». Алгоритм розроблений компанією Intel у 2016 році для проекту Hyperledger Sawtooth.
Proof-of-Elapsed-Time (PoET) є алгоритм, заснований на випадковій затримці часу очікування перед формуванням блоку. На відміну від PoW, де право на додавання блоку отримують учасники, що першими вирішили складне обчислювальне завдання, та PoS, де перевагу отримують власники найбільшої кількості токенів, PoET використовує довірене середовище виконання (Trusted Execution Environment, TEE). Вона забезпечує випадковий захищений час очікування для кожного вузла.
Принцип роботи
Алгоритм PoET функціонує так:
- Вибір кандидатів: кожен вузол, який претендує на додавання блоку, запускає таймер із заданим випадковим часом очікування.
- Очікування: вузли “засипають” на згенерований інтервал часу. Цей процес виконується в довіреному апаратному середовищі (наприклад, Intel SGX), що виключає можливість маніпуляцій.
- Пропозиція блоку: вузол, що першим завершив період очікування, отримує право запропонувати блок.
- Підтвердження: решта учасників перевіряє достовірність виконання часу очікування та валідність запропонованого блоку.
- Фіналізація: при досягненні консенсусу блок додається до ланцюжка.
Ключовим елементом PoET є наявність довіреного середовища, здатного надійно забезпечити випадковість та безпеку таймера. Без використання TEE реалізація PoET неможлива.
Переваги та недоліки PoET
Можна виділити деякі сильні та слабкі сторони цього алгоритму консенсусу. До переваг належать:
- Енергоефективність. На відміну від PoW, PoET не потребує значних обчислювальних ресурсів та, відповідно, енерговитрат.
- Рівність шансів. Алгоритм виключає перевагу учасників із високою обчислювальною потужністю чи великими частками у капіталі. Імовірність отримання права на додавання блоку визначається випадковим чином, що робить систему рівноправнішою.
- Безпека. Використання довіреного апаратного середовища унеможливлює фальсифікацію часу очікування.
З іншого боку, варто відзначити обмеження та ризики PoET:
- Псевдодецентралізація. Децентралізованість системи в рамках PoET можна поставити під питання, оскільки при рівноправності учасників система спирається на наявність довіреного середовища, яке підтримується стороннім постачальником, що робить учасників залежними від одного гравця.
- Складність застосування. Вимоги до довіреного середовища та необхідність інтеграції з TEE збільшують складність розробки та супроводу PoET-рішень порівняно з більш традиційними алгоритмами.
Область застосування
Позначені плюси та мінуси PoET впливають на потенційну сферу застосування алгоритму консенсусу. PoET насамперед орієнтований на участь верифікованих вузлів у рамках довіреного апаратного середовища. Публічні блокчейни під це підходять погано, а ось централізованіші рішення на базі PoET цілком реалізовані.
Ними можуть бути консорціумні блокчейни, що поєднують кілька компаній з єдиним інтересом (наприклад, у логістиці, документообігу чи фінансових розрахунках). PoET може бути впроваджений у приватні мережі, де керування здійснюється обмеженою кількістю вузлів та потрібен оптимальний баланс між безпекою та продуктивністю.
Hyperledger Sawtooth та алгоритм PoET
Одним з найбільш відомих прикладів використання алгоритму консенсусу Proof-of-Elapsed-Time (PoET) є блокчейн-платформа Hyperledger Sawtooth. Цей проект розроблявся під егідою Linux Foundation та орієнтувався на корпоративні сценарії застосування розподілених реєстрів.
Спочатку PoET був представлений компанією Intel як енергоефективна альтернатива традиційним алгоритмам консенсусу, таким як Proof-of-Work. На відміну від PoW, що потребує значних обчислювальних ресурсів, PoET реалізує модель випадкового очікування, покладаючись на апаратно-захищене середовище виконання – Intel SGX (Software Guard Extensions). Ця технологія дозволяє гарантувати коректність генерації та виконання таймерів очікування, не потребуючи довіри між учасниками мережі.
У ранніх версіях Hyperledger Sawtooth PoET застосовувався як основний алгоритм консенсусу. Він забезпечував справедливий розподіл права створення блоку між валідаторами без необхідності дорогих обчислень. Це особливо важливо для корпоративних блокчейн-систем, де ефективність та безпека мають пріоритет над повною децентралізацією.
У рамках Hyperledger проект Sawtooth був архівований та офіційно припинив активну розробку. З того часу підтримка та розвиток платформи перейшли до спільноти Splinter.
Висновок
PoET – цікавий, але вузькоспеціалізований алгоритм консенсусу. Він вимагає використання довіреного середовища виконання, що обмежує застосування в публічних блокчейнах, оскільки істотно обмежує можливості для децентралізації. Саме тому PoET виявився більш доречним у корпоративних чи приватних блокчейнах, а не в публічних мережах. Його архітектура не вписується в моделі, де критичні відкритість, децентралізація та рівність учасників.
Source: cryptonews.net
