Toleransi Kesalahan Bizantium Cepat (Fast Byzantine Fault Tolerance (FBFT))

Algoritme konsensus Harmony, Fast Byzantine Fault Tolerance (FBFT), merupakan adaptasi inovatif dari algoritme Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT). FBFT meningkatkan skalabilitas dan kecepatan dengan menggunakan tanda tangan agregat Boneh-Lynn-Shacham (BLS), yang secara signifikan mengurangi overhead komunikasi, sehingga memungkinkan jaringan mencapai konsensus dengan cepat dan efisien.

Dalam FBFT, proses konsensus melibatkan seorang pemimpin dan tiga fase: mengumumkan, mempersiapkan, dan berkomitmen. Pemimpin mengusulkan blok baru dan menyiarkan hash-nya kepada validator selama fase pengumuman. Validator kemudian memverifikasi pesan, menandatangani hash blok, dan mengembalikan tanda tangan mereka kepada pemimpin. Fase persiapan berakhir setelah tanda tangan yang mewakili lebih dari dua pertiga kekuatan suara terkumpul.

Pemimpin mengumpulkan tanda tangan ini menjadi satu tanda tangan agregat BLS dan menyiarkannya bersama dengan blok penuh untuk memulai fase komit. Validator kemudian memverifikasi blok tersebut dan mengulangi proses penandatanganan. Konsensus tercapai setelah fase komit selesai, biasanya dalam waktu 2 detik di mainnet, yang menunjukkan efisiensi FBFT.

Desain FBFT mencakup protokol perubahan tampilan yang sinkron untuk mengatasi potensi terhentinya konsensus karena pemimpin yang jahat. Tidak seperti PBFT, yang bergantung pada mekanisme batas waktu, protokol perubahan tampilan Harmony didasarkan pada jam lokal dan waktu yang telah berlalu sejak blok terakhir yang berhasil dilakukan, memastikan ketahanan dan fungsionalitas bahkan ketika node mengalami waktu henti atau desinkronisasi.

Perubahan tampilan yang sinkron ini, dikombinasikan dengan penggunaan tanda tangan agregat BLS, memastikan kelangsungan konsensus FBFT dan menjaga efisiensi dan keamanan jaringan. Desain protokol ini menjamin bahwa selama mayoritas validator yang jujur sedang online, proses konsensus tetap hidup dan tahan terhadap kesalahan.

Bukti Kepemilikan Saham yang Efektif (EPoS)

Effective Proof-of-Stake (EPoS) dari Harmony adalah mekanisme staking baru yang dirancang untuk meningkatkan keamanan dan desentralisasi jaringan. EPoS mengatasi keterbatasan sistem Proof-of-Stake (PoS) tradisional dengan memperkenalkan fitur-fitur yang mencegah sentralisasi stake dan memastikan distribusi hadiah yang adil di antara para validator.

EPoS memungkinkan validator untuk dipilih berdasarkan token yang mereka pertaruhkan, dengan mekanisme yang mendorong validator untuk menjalankan beberapa node jika mereka memiliki sejumlah besar staking, sehingga mendukung keamanan dan skalabilitas jaringan. Sistem ini memastikan bahwa validator dengan taruhan yang lebih kecil masih dapat berpartisipasi secara efektif dalam jaringan, mempromosikan inklusivitas dan desentralisasi.

Mekanisme EPoS dirancang untuk mendistribusikan taruhan secara acak dan merata di semua pecahan, meningkatkan keamanan setiap pecahan dan mencegah satu pecahan menjadi kurang aman dibandingkan pecahan lainnya. Distribusi ini juga mengurangi risiko pengambilalihan pecahan dan meningkatkan ketahanan jaringan secara keseluruhan.

EPoS menggabungkan kondisi pemotongan untuk menghukum perilaku jahat, seperti penandatanganan ganda, dan untuk menghukum node yang terpilih tetapi tidak tersedia, memastikan bahwa semua validator berkontribusi positif terhadap keamanan dan keandalan jaringan. Pendekatan ini memberikan insentif kepada validator untuk mempertahankan waktu kerja yang tinggi dan mematuhi protokol jaringan.

Model ekonomi EPoS membatasi penerbitan token tahunan dan membakar semua biaya transaksi, yang bertujuan untuk mencapai inflasi nol ketika penggunaan jaringan tinggi. Model ini memberikan validator keuntungan yang dapat diprediksi dari token yang mereka pertaruhkan, mendorong partisipasi jangka panjang dan investasi dalam kesehatan dan pertumbuhan jaringan.

Perbandingan dengan Mekanisme Konsensus Lainnya

Mekanisme konsensus FBFT dan EPoS Harmony menawarkan keunggulan yang berbeda dibandingkan model konsensus tradisional seperti Proof of Work (PoW) dan PoS standar. Efisiensi FBFT dalam mencapai konsensus, yang dimungkinkan oleh tanda tangan agregat BLS, memungkinkan penyelesaian transaksi yang cepat dan mengurangi biaya komunikasi, sehingga secara signifikan lebih cepat dan lebih dapat diskalakan daripada sistem berbasis PBFT dan PoW.

EPoS mengatasi masalah sentralisasi yang terkait dengan mekanisme PoS tradisional dengan memastikan proses pemilihan validator yang adil dan inklusif serta distribusi hadiah yang adil. Sistem ini meningkatkan keamanan dan desentralisasi jaringan dengan mencegah konsentrasi stake dan mempromosikan keragaman validator.

Kombinasi FBFT dan EPoS memposisikan Harmony sebagai platform blockchain yang lebih hemat energi, dapat diskalakan, dan aman dibandingkan dengan blockchain PoW, yang dicirikan oleh konsumsi energi yang tinggi dan penyelesaian transaksi yang lebih lambat. Mekanisme konsensus Harmony juga menawarkan peningkatan dalam hal inklusivitas dan keadilan dibandingkan sistem PoS tradisional, yang dapat mendukung konsentrasi kekayaan di antara para validator.

Sorotan

• Fast Byzantine Fault Tolerance (FBFT) dari Harmony adalah versi lanjutan dari PBFT, memanfaatkan tanda tangan agregat BLS untuk mengurangi biaya komunikasi dan mencapai konsensus dalam waktu 2 detik, sehingga meningkatkan skalabilitas dan kecepatan.
• FBFT beroperasi melalui model berbasis pemimpin dengan fase pengumuman, persiapan, dan komitmen, memastikan konsensus yang cepat dengan persyaratan lebih dari dua pertiga persetujuan validator, menjaga efisiensi dan keamanan jaringan.
• Protokol perubahan tampilan sinkron di FBFT mengatasi potensi kemacetan karena pemimpin yang jahat dengan mengandalkan jam lokal untuk ketepatan waktu, memastikan konsensus tetap hidup dan kuat bahkan dengan waktu henti node.
• Proof-of-Stake (EPoS) yang efektif di Harmony memperkenalkan mekanisme pemilihan staking dan validator yang adil yang mencegah sentralisasi staking, mendukung beberapa node untuk pemangku kepentingan besar, dan memastikan distribusi hadiah yang adil.
• EPoS meningkatkan keamanan pecahan dengan mendistribusikan taruhan secara merata di seluruh pecahan dan menggabungkan kondisi pemotongan untuk menghukum perilaku jahat, mempromosikan keandalan jaringan dan akuntabilitas validator.
• Dibandingkan dengan mekanisme konsensus tradisional seperti PoW dan PoS, FBFT dan EPoS Harmony menawarkan penyelesaian transaksi yang lebih cepat, konsumsi energi yang lebih rendah, skalabilitas yang lebih besar, dan keamanan dan desentralisasi yang lebih baik, menetapkan standar baru dalam model konsensus blockchain.