Autor: Marco González
Redakteur: Randall Roland
Übersetzer: Markus Hinrichs
Das EOS-Netzwerk und das zugrunde liegende Antelope.IO-Protokoll setzen weiterhin Maßstäbe und Innovationskraft im Blockchain-Bereich. Ein kürzlich geführtes Fireside Chat mit einem bekannten Antelope-Entwickler (Gnome) verdeutlicht diesen Punkt.
Instant Finality (IF) und Inter-Blockchain Communication (IBC) stehen im Mittelpunkt der Diskussion über das bald erscheinende Antelope Leap 5.0. Hinter IF steht HotStuff. IF und IBC beeinflussen maßgeblich das Antelope-Ökosystem und das leistungsstarke EOS EVM.
Über den HotStuff-Konsensalgorithmus
HotStuff ist ein Produkt von VMware (2018). Gnome sprach über ein neues, großes Upgrade für Antelope. Er wird in diesem Artikel zitiert. Gnome arbeitet sowohl mit den EOS- als auch den UX-Teams zusammen. Er stellte die Vorteile von HotStuff mit folgenden Worten vor:
"Wir sprechen von schnellerer Finalität, besseren kryptographischen Grundlagen und neuen Konsensmöglichkeiten."
Eine öffentliche Übersicht zu HotStuff ist derzeit im Gange. Es wird sowohl erläutern, was HotStuff ist, als auch wie es in das Gesamtbild für AntelopeIO und EOS passt.
Ursprüngliches Konzept
VMwares HotStuff-Protokoll löst die Zustandsreplikation über verschiedene Server, Umgebungen und Netzwerke hinweg. HotStuff wird als
"erstes teilweise synchrones BFT-Replikationsprotokoll mit diesen kombinierten Eigenschaften"
angepriesen.
Frühe Entwicklung und bemerkenswerte Implementierungen
HotStuff begann als Grundlagenalgorithmus. Nach ein oder zwei Jahren der Entwicklung erregte das Protokoll die Aufmerksamkeit des Facebook-Libra-Teams. Interessanterweise hat ein so großes Unternehmen wie Facebook mit HotStuff experimentiert.
Auch andere Unternehmen sahen Potenzial in HotStuff. Aptos und SUI betreiben Implementierungen.
Anwendungen für EOS
HotStuff ist eine erprobte Lösung mit deutlich mehr Potenzial als derzeit genutzt wird. HotStuff bietet Vorteile für technische und Governance-Anwendungen gleichermaßen. Gnome sagte zum Beispiel:
"...erweitert die Palette der verschiedenen ...Konsensmechanismen, die jetzt ...mit einem Algorithmus aufgebaut werden können..."
Um die 8-minütige Marke im Fireside Chat wurde es interessant. Gnome beschreibt das aktuelle Modell von EOS - eine Implementierung, die bereits die Branche in Bezug auf Geschwindigkeit, Leistung und Sicherheit anführt.
Er beschreibt, wie die Runden der Blockproduktion etwa 3 Minuten dauern. Im aktuellen System würde die Verdoppelung der Anzahl der Blockproduzenten die Rundenzeiten auf 6 Minuten verdoppeln. Hier bezieht sich die Aussage auf die Unumkehrbarkeit eines neuen Blocks in der Kette, nicht auf Transaktionsgeschwindigkeiten.
Instant Finality und IBC
Mit HotStuff kann der Ansatz anders sein:
"...statt auf eine ...implizite Bestätigung durch einen [einzigen] Blockproduzenten zu warten, der sich ...auf einen bestimmten Block ...auf der Kette einigt, wenn es an der Reihe ist, ...funktioniert es [HotStuff] im Wesentlichen ...indem der Block an alle gesendet wird und dann alle ...Blockproduzenten ...eine Nachricht [in Übereinstimmung] senden..."
Das Ergebnis ist eine konstante, sekundenschnelle und unwiderrufliche Hinzufügung zur Kette. HotStuffs Konsensmodell hält unabhängig von der Anzahl der Blockproduzenten stand. Somit entsteht ein potenziell neues Konsensmodell, das sich von nur 21 aktiven BPs erweitert.
Die Implementierung von HotStuff war nie das eigentliche Ziel. Das Ziel war, das Problem der Instant Finality (IF) zu lösen. Nachdem Methoden "zur Erreichung einer schnelleren Finalität" untersucht wurden, wurde deutlich, dass HotStuff die beste Lösung war.
Die Vorteile von HotStuff für Inter-Blockchain Communication (IBC) sind immens. Wie bereits erwähnt, dauern aktuelle IBC-Übertragungen und -Transaktionen etwa drei Minuten. Gnome bestätigt den Vorteil von IBC im Fireside Chat:
"Einer der Schlüsselvorteile der Hinzufügung von ...Instant Finality und HotStuff-Konsens besteht darin, dass jetzt auch ...IBC davon profitieren kann..."
Er fährt fort und spricht über das Benutzererlebnis:
"Ein Web-2.0-Erlebnis ...jetzt haben wir das Beste aus beiden Welten..."
Gnome beschreibt, wie die IF von Antelope Eigentum, Zensurresistenz und Unveränderlichkeit mit den Fortschritten von Web 2.0 in schnellen, zentralisierten Systemen kombiniert. Es ist Web 3.0 mit der Geschwindigkeit und Bequemlichkeit von Web 2.0.
Aggregate Signatures und Verwirklichung des Potenzials von Blockchain
Gnome erwähnt kurz Aggregate Signatures, bevor er eine Frage beantwortet. Schon 2013, einige Jahre vor HotStuff, fand eine Diskussion über Boneh-Lynn-Shacham (BLS) Signaturen im Bitcoin-Forum (Bitcointalk.org) statt.
"...ein anonymer Autor schrieb ein kurzes Papier über die Verwendung von BLS-Signaturen, um ein... nicht-interaktives Coinjoin zu erreichen... es könnte auch nützliche Anti-Zensur-Eigenschaften haben... Eine andere Anwendung... ist die Verwendung von BLS-Signaturen, um die Blockgröße zu reduzieren... Transaktionsgrößen... Aggregierte BLS-Signaturen... kompatibel mit 'effizienten' Betrugsbeweisen..."
Vor einem Jahrzehnt, lange vor Antelope, stellten sich Hindernisse in den Weg:
"...obwohl die Kosten dafür wahrscheinlich keinen Gewinn darstellen...Nachteil davon... die BLS-Signaturen beinhalten Pairing Cryptography - weniger ausgereifte Sicherheitsannahmen als einfache ECC-Signaturen, und was noch wichtiger ist, sie sind langsam zu verifizieren..."
Aber was wäre, wenn diese Hindernisse im Jahr 2023 kein Thema mehr wären?
Wir schauen uns den Prozess etwas genauer an:
"...mit einer BLS-Signatur kann man eine Sammlung von {Nachricht, Pubkey, Signatur}-Tupeln nehmen und ihre Signaturen zusammenführen... was nicht möglich ist, ohne die Komponenten zu kennen, und trotzdem in der Lage sein, das Ergebnis zu verifizieren. Durch einen raffinierten Trick ...kann die Urheberschaft von Eingaben und Ausgaben aufgehoben werden..."
Siehe die jahrzehntealte Diskussion über CoinJoin: Bitcoin privacy for the real world (22. August 2013). Es gibt auch ein neueres Papier, Fast-HotStuff: A Fast and Robust BFT Protocol for Blockchains (arXiv:2010.11454v10 [cs.DC] 3 Nov 2022), das sich in seiner Einleitung auf aggregierte Signaturen (und HotStuff) bezieht.
Reaktion der Blockproduzenten
Alle BPs scheinen HotStuff zu befürworten. Es gibt viel Aufregung über die Möglichkeiten. HotStuff führt neue "Mechanismen" in die Antelope-Umgebung ein, etwa ein neues Governance-Modell. Verwaltungssysteme (die Antelope betreiben) können:
"...letztendlich das wählen, was am meisten Sinn macht..."
AUSBLICK
Der voraussichtliche Veröffentlichungstermin für HotStuff ist das vierte Quartal (nach Leap 5.0). Das Entwicklungsteam hofft jedoch auf eine frühere Veröffentlichung. Gnome fügte hinzu:
"...es ist offensichtlich ein sehr großes Upgrade für das System... die Software..."
Quellen & Referenzen