EMERsion Blockchain: Mengungkap Rahasia Emercoin

Dalam seri pertama artikel yang mengungkap berbagai aplikasi teknologi blockchain yang diaktifkan Emercoin, kita melihat bagaimana cryptocurrency ini muncul dan bagaimana perbedaannya dari semua spesimen lain dari industri cryptocurrency yang sedang booming.

Jaringan peer-to-peer tumbuh dalam efisiensi dan keandalan seiring bertambahnya jumlah peserta. Ini menjadikannya alat yang sempurna untuk solusi skala perusahaan dan skala global yang melampaui aplikasi keuangan "sekedar". Dunia mulai menyadari hal ini sekarang. Di Emer, ini adalah ide yang mendorong pertumbuhan kami sejak awal.

Inti Emercoin

Secara historis, inti Emercoin diwarisi dari Peercoin, yang pada gilirannya muncul dari Bitcoin. Peercoin memperkenalkan satu inovasi penting yang disebut konsensus Proof-of-Stake (PoS). Ini memungkinkan perluasan dan peningkatan algoritma Proof-of-work (PoW) yang sudah ada.

Konsensus adalah algoritma yang digunakan dalam jaringan terdesentralisasi untuk memvalidasi versi tertentu dari blockchain yang sedang berkembang. Hasil konsensus dari semua penambang" menggunakan sumber daya mereka sendiri untuk "memilih" untuk validasi tersebut. Untuk ini, mereka dihargai dengan cryptocoin yang baru dibuat. Dengan kata lain, penambang menjual layanan “pemeliharaan kepercayaan jaringan” mereka dengan imbalan koin.

Jadi bagaimana kita tahu siapa yang berhak memilih?

Itu tidak bisa menjadi dompet, karena dengan demikian satu pengguna yang curang dapat membuat jutaan dompet dan menggunakan suara hantu ini untuk memvalidasi versi blockchain yang mereka suka.

Ini juga bukan alamat IP, karena ISP mana pun dapat memalsukan jaringan besar, juga menciptakan gerombolan pemilih hantu.

Jadi pemungutan suara membutuhkan sumber daya terbatas yang tidak dapat direplikasi atau dipalsukan.

Untuk sistem Bitcoin, Satoshi Nakamoto mengusulkan solusi Proof-of-Work, yang melibatkan validasi melalui kapasitas komputasi. Memang, jika kapasitas komputasi komputer Anda adalah X, Anda dapat membuat N sub-komputer virtual, tetapi kapasitas komputasi agregat tidak akan melebihi X. Dengan kata lain, pemilik sub-komputer virtual tersebut tidak akan memiliki lebih banyak suara daripada satu pengguna.

Kemudian ditawarkan konsep konsensus lain yang berfokus pada sumber daya komputasi selain prosesor. Misalnya, Proof-of-Capacity didasarkan pada kapasitas disk drive. Ini memicu perlombaan senjata dalam evolusi ekosistem cryptocurrency. Penambang terus berinvestasi dalam perangkat keras mereka sampai biaya penyusutan peralatan mereka nol dari pendapatan yang dihasilkan oleh penambangan. Kemudian mereka mulai mengeluh bahwa “penambangan tidak menghasilkan keuntungan” atau “mata uang kripto tidak lain adalah penipuan.”

Proof-of-Stake adalah konsep inovatif yang diperkenalkan oleh Sunny King di Peercoin. Peercoin membatasi kapasitas voting dengan koinnya sendiri. Ini membantu menghindari perlombaan senjata dengan mengganti sumber daya material (prosesor, disk drive) dengan yang virtual (koin). Akibatnya, orang berhenti membuang-buang uang sumber daya material dan listrik dalam mengejar kekuatan pertambangan yang lebih besar.

Algoritma PoS juga memiliki kekurangannya. Misalnya, rentan terhadap serangan orang dalam. Yang terakhir ini sebagian dicegah oleh alat tambahan seperti, misalnya, pos pemeriksaan dinamis. Secara umum, PoS terbukti lebih aman daripada PoW.

Protokol konsensus hibrida yang digunakan oleh Peercoin dianggap paling aman, dan inilah mengapa kami menggunakannya sebagai dasar untuk proyek Emercoin. Agar berhasil, penyerang di Emer harus memiliki 51% dari kapasitas komputasi agregat jaringan dan 51% dari stok koinnya. Dua hambatan yang sifatnya berbeda sebagian besar melindungi jaringan agar tidak didiskreditkan.

Alasan lain Peercoin dipilih adalah kode Bitcoin klasik dan matang yang digunakan pada intinya. Itu tidak hanya ditinjau oleh banyak pakar keamanan, tetapi juga mengatasi beberapa serangan yang gagal.

Akhirnya, kami ingin mengikuti pendekatan industri untuk proyek, memungkinkan kepatuhan maksimum dengan standar dan spesifikasi yang ada, dan teknologi dan API Bitcoin secara de facto telah menentukan standar untuk industri kripto.

Emercoin vs Bitcoin: Persamaan dan Perbedaan

PoW+PoS vs PoW

Seperti yang telah disebutkan, Emercoin menggunakan protokol konsensus hibrida. diambil dari Peercoin. Satu-satunya perubahan yang kami lakukan adalah meningkatkan bobot PoS menjadi sekitar 80%. Dengan demikian, Emer pada dasarnya adalah cryptocurrency berbasis PoS, dengan alat PoW tambahan.

SHA-256

Emercoin menutup blok menggunakan fungsi hash SHA-256 yang sama. Kami memilihnya karena merupakan standar resmi dan cukup aman. Selain itu, ASIC khusus telah melakukan penambangan SHA-256 untuk sementara waktu, sehingga penambang dapat yakin bahwa tidak ada perangkat keras tujuan khusus baru yang dirancang untuk algoritma lain yang akan memicu revolusi kompleksitas untuk mengguncang jaringan dan mengkonsolidasikan kapasitas penambangan di tangan mereka yang memiliki perangkat keras baru tersebut.

Sebagai catatan tambahan, kami menentang penambangan dengan komputer serba guna, karena pendekatan ini berpotensi berbahaya bagi pihak yang tidak terlibat. Sebelum ASIC muncul, sejumlah virus komputer menggunakan kapasitas komputasi komputer yang terpengaruh untuk menambang Bitcoin. ASIC membuat malware semacam itu tidak layak secara ekonomi. Namun cryptocurrency lain yang ditambang melalui komputer tujuan umum masih terkena risiko ini.

Interval Blok 10 Menit

Sama seperti Bitcoin dan Peercoin, Emercoin menyediakan 10 menit untuk menutup satu blok. Waktu per blok yang lebih pendek akan menghasilkan lebih banyak tabrakan dengan blok yatim piatu dan hilangnya keandalan jaringan.

Probabilitas tabrakan dihitung dengan membagi waktu pembaruan jaringan dengan waktu penutupan blok. Waktu pembaruan jaringan tergantung pada topologi dan beban jaringan. Memperbarui jaringan Bitcoin membutuhkan waktu beberapa menit. Cryptocurrency lain (misalnya, Quark) yang telah mengurangi waktu penutupan blok menjadi kurang dari menit menghadapi paparan garpu konstan segera setelah beban jaringan menjadi lebih atau kurang substansial.

Seseorang mungkin keberatan dengan mengacu pada protokol Ghost Ethereum yang sangat baik, yang tidak terkena fork. Meskipun blok yatim ("paman") bukan bagian dari blockchain yang dihasilkan, mereka mengambil bagian dalam pemungutan suara untuk versi rantai, sehingga interval blok dapat dikurangi menjadi sekitar 20 detik.

Tetapi protokol ini memiliki kerentanannya sendiri. Misalnya, jaringan Ghost rentan terhadap badai jaringan, ketika jumlah lalu lintas yang ekstrem terjadi di jaringan Ethernet di bawah beban tertentu. Sederhananya, jaringan rentan karena waktu pembaruannya sebanding dengan lalu lintasnya. Di bawah beban kritis (terlalu banyak transaksi per detik), waktu pembaruan menjadi sebanding dengan waktu pembuatan blok. Dalam hal ini, penambang yang berbeda dapat secara mandiri menghasilkan blok kandidat untuk dimasukkan ke dalam blockchain. Dan inilah kejutan: blok ini akan berisi transaksi yang sama. Jadi mereka akan sekali lagi bersirkulasi melalui jaringan, melipatgandakan lalu lintas, yaitu, menghasilkan lebih banyak beban jaringan, lebih banyak penundaan, dan lebih banyak "paman". Jaringan akan berperilaku seolah-olah terkena serangan amplifikasi DNS/NTP, dengan node jaringan yang sama menjadi penyerang dan korban.

Selain itu, hanya satu blok kandidat yang termasuk dalam blockchain. Karena jaringan menggunakan sumber daya tidak hanya untuk menghitung blok itu, tetapi juga blok sesamanya, yang memilih tetapi tidak termasuk dalam blockchain yang dihasilkan, kepercayaan pada blockchain yang diterima menurun secara dramatis. Akibatnya, jaringan dapat diserang dengan kurang dari 51% dari kapasitas komputasi agregatnya.

Secara keseluruhan, kami percaya bahwa pendekatan yang diusulkan oleh Satoshi Nakamoto masih yang terbaik yang tersedia.

Menghitung Ulang Kompleksitas setelah Setiap Blok

Tidak seperti Bitcoin, yang menghitung ulang kompleksitas penambangannya setiap 2016 blok (yaitu, kira-kira setiap dua minggu), baik jaringan Emer dan Peercoin melakukan ini setelah setiap blok baru, berkontribusi pada keandalan jaringan. Berikut ini contohnya:

Misalkan setelah perhitungan ulang kompleksitas yang dijadwalkan, 50% penambang Bitcoin berhenti bekerja. Omong-omong, situasi ini tidak seperti yang terlihat. Ini bisa terjadi jika pemerintah di negara-negara yang menjadi tuan rumah penambangan besar memberlakukan beberapa undang-undang untuk tujuan itu — seperti yang mungkin akan segera terjadi di Cina. Akibatnya, interval untuk menutup blok akan berlipat ganda menjadi 20 menit, dan ukuran blok juga akan berlipat ganda. Mengingat banyak blok hari ini telah mencapai batas 1 MB, kemungkinan banyak transaksi akan tetap tidak dikonfirmasi selama berhari-hari. Ini dapat memicu kepanikan dan lebih banyak transaksi oleh mereka yang ingin menjual pada harga saat ini, yang semakin memperburuk situasi. Butuh waktu berminggu-minggu bagi sistem untuk pulih.

Jaringan yang menghitung ulang kompleksitasnya setelah setiap blok baru tidak terkena risiko seperti itu, karena jaringan tersebut langsung menyesuaikan dengan kapasitas komputasi agregat penambang baru. Selain itu, karena sebagian besar merupakan mata uang kripto PoS, Emercoin tidak terlalu terpengaruh oleh penambangan dan/atau kumpulan. Bahkan jika semua kumpulan berhenti bekerja pada saat yang sama, hanya perlu 20% lebih banyak waktu untuk menambahkan blok, dan sistem penyesuaian akan mengatasi ini hanya dalam 24 jam.

Menilai Kembali Jumlah Blok PoW yang Diberikan

Emercoin memiliki satu mekanisme lagi untuk menjaga kapasitas penambangnya lebih andal, loop umpan balik negatif yang menggunakan tingkat hash jaringan (kapasitas penambang agregat). Intinya adalah bahwa hadiah penambang tidak tetap (seperti dalam kasus Bitcoin), tetapi berbanding terbalik dengan akar ke-4 dari kompleksitas jaringan.

Jika nilai fidusia Emercoin meningkat, yaitu, semakin banyak pengguna mulai menambangnya, ini berkontribusi pada kompleksitas jaringan dan dengan demikian mengurangi hadiah untuk setiap blok. Akibatnya, jaringan menjadi terlindungi dari inflasi fiat yang tinggi . Sebaliknya, jika penambang kehilangan minat pada Emercoin karena alasan apa pun, sistem menjadi jauh lebih mudah dan mempertahankan penambang dengan menawarkan hadiah yang lebih tinggi.

Secara teori, strategi penambangan Emercoin yang paling efisien adalah bekerja sama dan menambang menggunakan kapasitas minimum dan berbagi pendapatan maksimum. Namun, ini tidak mungkin, karena penambang akan menghadapi variasi dilema narapidana .

Persentase Hasil Tahunan 6% untuk PoS

Karena Emercoin adalah cryptocurrency PoS, penambang dapat menghasilkan pendapatan dengan perangkat keras penambangan dan koin di dompet mereka. Kami memilih untuk membayar bonus PoS dengan tarif 6% per tahun. Dengan kata lain, jika koin yang digunakan untuk menutup transaksi tetap utuh selama lebih dari satu bulan, kemungkinan koin ini dapat digunakan untuk menutup blok, menghasilkan APY 6% untuk pemiliknya. Setelah koin digunakan, periode idle akan "habis" dan periode idle baru dimulai untuk pemilik baru. Dengan kata lain, 6% APY adalah hadiah PoS maksimum, yang hanya dapat diterima jika koin tetap utuh. Saat ini, peningkatan stok uang aktual melalui PoS APY adalah sekitar 4-5% per tahun. Karena Emercoin menjadi lebih luas dan transaksi lebih banyak, nilai ini akan menurun agar sesuai dengan nilai tukar khas untuk mata uang hard fiat — meskipun tidak pernah sepenuhnya dibatalkan.

Orang mungkin keberatan bahwa APY 6% ini menghasilkan inflasi, tetapi harus disebutkan bahwa Emercoin memiliki tren deflasi, yaitu, nilai koin tumbuh, dan cukup cepat. Hal ini terlihat dari nilai tukarnya yang meningkat hampir empat kali lipat sejak awal tahun. Ketidakcocokan dengan model naif ini disebabkan oleh nilai koin yang dikaitkan dengan nilai ekonomi yang sesuai. Pertumbuhan ekonomi memerlukan peningkatan nilai koin, sehingga PoS memiliki kontribusi yang dapat diabaikan terhadap pertumbuhan stok uang secara keseluruhan, dibandingkan dengan faktor lainnya.

Menerbitkan dan Menghapus Emercoin

Orang dapat menyimpulkan dari hal di atas bahwa stok uang Emercoin dapat tumbuh terus-menerus. Tampaknya benar dalam pendekatan pertama. Memang, peserta yang mempertahankan konsensus menjual layanan mereka ke jaringan dan dihargai dengan koin yang baru dibuat. Namun, Emercoin memiliki mekanisme yang membatalkan koin, sehingga menyeimbangkan pengeluaran koin. Itu dilakukan dengan mengambil biaya untuk layanan blockchain seperti mengirim koin atau membeli akun dengan NVS. Dengan kata lain, tidak seperti Bitcoin, yang memiliki batasan untuk mengeluarkan koin dan tidak memiliki alat untuk membatalkannya, Emercoin mengizinkan untuk mengeluarkannya tanpa batas, tetapi juga memiliki proses yang berlawanan untuk menyeimbangkannya. Peserta yang menjual layanan mereka ke jaringan diberi imbalan, dan mereka yang membeli layanan dari jaringan membayarnya.

Dengan perkiraan kasar dan mempertimbangkan faktor-faktor yang tersedia saat ini, total sekitar 1 miliar EMC akan dihasilkan dalam 80 tahun.

Mengungkap Alamat IP Eksternal

Inovasi unik pertama yang diterapkan oleh Emercoin adalah protokol RFC5389, alat STUN untuk mengungkapkan alamat IP eksternal. Setelah NAT, perangkat lunak dompet perlu mengetahui alamat IP eksternal agar berfungsi dengan baik. Bitcoin dulu, dan yang lain masih, menerimanya dengan menangani server terpusat ( http://checkip.dyndns.org ). Kemudian beralih ke UPNP dan pengaturan konfigurasi manual. Kami menolak pendekatan ini karena beberapa alasan, seperti UPNP gagal bekerja setelah NAT multilayer. Pada akhirnya, kami memutuskan untuk tidak menggunakan server terpusat sama sekali, tetapi menerapkan standar STUN, yang digunakan untuk tujuan serupa di VoIP. Saat ini kami mengelola daftar terlengkap server STUN publik yang tersedia dan menggunakan server ini dalam subsistem STUN kami untuk mengidentifikasi alamat IP eksternal.

Pengoptimal Transaksi

Pengoptimal Transaksi adalah inovasi unik lainnya yang diterapkan di Emercoin.

Cryptocurrency dengan blockchain yang mengandung transaksi mengharuskan Anda memilih subset untuk dibelanjakan saat membuat transaksi baru. Bitcoin dan cryptocurrency lainnya menggunakan algoritme stokastik yang mengambil 1.000 sampel acak untuk memilih subset yang berisi jumlah yang sedekat mungkin dengan yang diperlukan. Namun, bahkan jika dompet berisi subset yang cocok dengan jumlah yang tepat, algoritme standar hampir selalu mengabaikannya, membuat transaksi baru untuk pembayaran dan menjaga selisihnya. Ini menghasilkan transaksi yang terlalu besar dan menghasilkan transaksi di masa depan untuk membelanjakan selisihnya.

Algoritme ini juga mengarah pada masalah “debu emas”, yang mengakibatkan tingginya jumlah transaksi bernilai rendah.

Emercoin menerapkan pendekatan pemrograman dinamis untuk memilih subset transaksi. Algoritma ini dijamin untuk menemukan subset yang cocok dengan sempurna, jika ada. Penilaian kami menunjukkan bahwa jumlah transaksi rata-rata telah menurun sebesar 5%, memperlambat pertumbuhan blockchain.

Pos Pemeriksaan Dinamis Terdistribusi

Cryptocurrency PoS rentan terhadap beberapa serangan eksotis khusus PoS. Salah satu yang paling berbahaya adalah “serangan orang dalam”. Jika pelaku penipuan mendapatkan kendali atas dompet yang berisi koin yang sudah dibelanjakan, mereka dapat meniru pengembalian ke saat dompet ini benar-benar berisi koin. Dengan demikian aktor akan mendapatkan kendali atas 51% koin, membangun blockchain alternatif lebih lama dari yang utama, dan mengubah konten blockchain secara retrospektif.

Serangan ini dapat dicegah melalui pos pemeriksaan yang membatasi restrukturisasi blockchain ke tingkat kedalaman tertentu. Bitcoin hanya menggunakan pos pemeriksaan keras yang tertanam dalam kode dompet; pos pemeriksaan tersebut diperbarui dengan setiap pembaruan dompet. Peercoin dan Emercoin, di sisi lain, menggunakan pos pemeriksaan dinamis dengan data pos pemeriksaan yang dikirim secara online. Ini tidak memerlukan pembaruan kode apa pun di pihak pelanggan dan memungkinkan pembaruan struktur pos pemeriksaan secara terus-menerus.

Peercoin hanya menyediakan satu node untuk mengirim data pos pemeriksaan. Jika dikirim oleh beberapa node, data tersebut akan menghasilkan konflik jaringan. Dengan demikian, kegagalan node ini akan mencegah data pos pemeriksaan dinamis diperbarui.

Emer, di sisi lain, telah menerapkan algoritma pos pemeriksaan dinamis terdistribusi, yang mencegah beberapa node independen mengirimkan data pos pemeriksaan duplikat. Ini berkontribusi pada keandalan jaringan, karena pos pemeriksaan masih diperbarui bahkan jika beberapa node rusak.

Tidak Ada Kontrak Cerdas Bergaya Ethereum

Emercoin tidak menyediakan kontrak semacam itu dan tidak berniat untuk memperkenalkannya. Kami sepenuhnya menentang kontrak semacam itu karena alasan keamanan. Kami selalu percaya bahwa pengunduhan yang tidak sah dari kode yang bergantung pada operasi lengkap Turing sangat berbahaya, dan pencurian Ether senilai $31 juta baru - baru ini telah membuktikan bahwa kami benar.

Penyimpanan Nama-Nilai (NVS)

Subsistem Name-Value Storage (NVS) adalah inovasi inti kami dengan nilai praktis eksternal, yang terinspirasi oleh cryptocurrency DNS terdistribusi Namecoin.

Tidak seperti struktur serupa di Namecoin, yang memiliki fokus keras pada DNS terdistribusi, Emercoin NVS adalah sistem penyimpanan tujuan umum terdistribusi yang tepercaya dengan kontrol bersama.

Sederhananya, subsistem ini dapat menyimpan data biner apa pun hingga ukuran 20 Kb. Titik data ini ditautkan ke kunci pencarian hingga 512 byte, unik untuk seluruh jaringan. Setiap catatan dikaitkan dengan alamat pembayaran milik pemilik dompet terkait.

Pemilik alamat pembayaran adalah satu-satunya orang yang berwenang untuk mengelola catatan. Mengelola catatan berarti membuat catatan baru untuk menggantikan yang lama atau mentransfer kepemilikan ke alamat pembayaran lain. Catatan lama tidak pernah terhapus dan tetap dapat diakses dari blockchain yang relevan. Dengan demikian, setiap catatan memiliki riwayat lengkap perubahan kepemilikannya.

Secara teknis, catatan di blockchain adalah hasil dari transaksi 0,01 EMC (segera dikurangi menjadi 0,0001 EMC), yang dikaitkan dengan alamat pembayaran pemilik catatan. Dengan demikian, hasil ini berisi konten NVS. Pemilik rekaman adalah satu-satunya orang yang berwenang untuk membelanjakan hasil ini, karena kunci pribadi untuk mengotorisasi arus keluar hanya dapat ditemukan di dalam dompet mereka. Pembelanjaan jumlah ini memerlukan modifikasi nilai catatan atau atribut lainnya, termasuk alamat pembayaran. Dalam kasus terakhir, catatan ditransfer ke dompet yang berisi alamat penerima.

Subsistem NVS dapat dialamatkan melalui JSON API (mirip dengan Bitcoin) atau melalui GUI dompet.

Sistem Emercoin NVS adalah yang memperkuat semua layanan berbasis Emercoin yang akan kami jelaskan di postingan kami selanjutnya, dari 2017 hingga 2018 — jadi pantau terus.