Gruut: Lejar Awam P2P Terpencar Sepenuhnya untuk Mata Wang Fiat

Kandungan

1 Pengenalan

Sistem kewangan tradisional bergantung pada pihak ketiga yang dipercayai untuk perakaman transaksi, yang menanggung kos yang besar dan mewujudkan titik kawalan berpusat. Gruut membentangkan lejar awam P2P terpencar sepenuhnya yang menghapuskan keperluan untuk perantara sedemikian sambil mengekalkan keserasian dengan sistem mata wang fiat. Tidak seperti bukti-kerja Bitcoin yang memakan tenaga, Gruut memperkenalkan mekanisme konsensus novel yang dipanggil bukti-populasi yang membolehkan pengesahan transaksi cekap pada peranti pengguna seperti telefon pintar.

2 Wawasan Gruut

Gruut bertujuan untuk mewujudkan model perniagaan alternatif untuk transaksi ekonomi sebenar, menyediakan kelebihan daya saing berbanding model satu pihak tradisional dengan kos transaksi yang tinggi.

2.1 Pencaran Ekonomi

Gruut membolehkan pencaran ekonomi sebenar dengan membenarkan sesiapa sahaja untuk menyertai melalui pemasangan GruutApp pada telefon pintar. Sistem ini memastikan pengagihan ganjaran yang sama tanpa mengira kepentingan atau kuasa pengiraan, menghalang pemusatan kutipan fi yang kini menguasai pemproses pembayaran pihak ketiga.

2.2 Lejar untuk Ekonomi Sebenar

Platform ini direka bentuk untuk mesra kerajaan dan serasi dengan sistem kewangan undang-undang sedia ada. Gruut menekankan ketelusan ekonomi untuk memudahkan integrasi dengan transaksi mata wang fiat tradisional sambil mengekalkan manfaat teknologi blockchain.

3 Seni Bina Teknikal

3.1 Konsensus Bukti-Populasi

Bukti-populasi adalah satu contoh bukti kerjasama awam yang mengesahkan transaksi berdasarkan kepelbagaian peserta dan bukannya kuasa pengiraan. Pendekatan ini membolehkan Gruut mencapai konsensus dengan penggunaan tenaga minimum sambil mengekalkan keselamatan terhadap pelaku berniat jahat.

3.2 Asas Matematik

Algoritma konsensus menggunakan primitif kriptografi termasuk:

Fungsi Rawak Boleh Disahkan: $V = H(sk, input)$ di mana $sk$ ialah kunci rahsia dan $H$ ialah fungsi hash kriptografi.

Toleransi Kecacatan Byzantine: Sistem boleh bertolak ansur sehingga $f$ nod rosak dalam rangkaian $3f+1$ nod, memastikan keselamatan terhadap tingkah laku berniat jahat.

4 Keputusan Eksperimen

Ujian menunjukkan bahawa Gruut mencapai hasil transaksi 1,000+ TPS pada telefon pintar pengguna dengan kependaman di bawah 2 saat. Penggunaan tenaga diukur pada 0.5W per nod, berbanding 500W per nod Bitcoin untuk operasi yang serupa. Rangkaian mengekalkan kestabilan dengan sehingga 35% perubahan nod semasa ujian tekanan.

5 Pelaksanaan Kod

class GruutConsensus:
    def validate_transaction(self, tx, population_set):
        # Sahkan tandatangan transaksi
        if not self.verify_signature(tx):
            return False
        
        # Semak konsensus populasi
        consensus_threshold = len(population_set) * 2 // 3
        approvals = self.collect_approvals(tx, population_set)
        
        return len(approvals) >= consensus_threshold
    
    def select_validators(self, population, block_height):
        # Gunakan fungsi rawak boleh disahkan untuk pemilihan pengesah
        seed = hash(block_height + previous_block_hash)
        selected = []
        
        for participant in population:
            if self.vrf(participant.private_key, seed) < threshold:
                selected.append(participant)
        
        return selected

6 Aplikasi Masa Depan

Teknologi Gruut mempunyai aplikasi potensi dalam sistem pembayaran mikro, penghantaran wang rentas sempadan, pengagihan faedah kerajaan, dan kewangan rantaian bekalan. Reka bentuk berkuasa rendah menjadikannya sesuai untuk transaksi peranti IoT dan pasaran membangun dengan infrastruktur terhad.

7 Analisis Asal

Gruut mewakili evolusi penting dalam reka bentuk blockchain dengan menangani dua batasan kritikal sistem sedia ada: ketidakcekapan tenaga dan ketidakserasian dengan mata wang fiat. Mekanisme konsensus bukti-populasi menandakan perbezaan daripada kedua-dua model bukti-kerja dan bukti-kepentingan, mengambil inspirasi daripada sistem identiti terpencar seperti ION Microsoft dan fungsi rawak boleh disahkan yang digunakan dalam protokol konsensus Algorand. Pendekatan ini selaras dengan penyelidikan terkini dalam teknologi blockchain mampan, seperti kerja oleh Vukolić et al. mengenai protokol konsensus dengan jejak tenaga minimum.

Berbanding dengan perlombongan Bitcoin yang memakan tenaga yang menggunakan kira-kira 91 terawatt-jam setiap tahun (Indeks Penggunaan Elektrik Bitcoin Cambridge), reka bentuk Gruut yang serasi dengan telefon pintar boleh mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 99.9%. Ini meletakkan Gruut sama dengan inisiatif blockchain hijau yang muncul seperti bukti-ruang-masa Rangkaian Chia, tetapi dengan kebolehcapaian yang lebih besar untuk pengguna harian.

Integrasi dengan sistem mata wang fiat menangani kebimbangan pengawalseliaan yang telah mengehadkan penerimaan blockchain dalam kewangan tradisional. Tidak seperti kriptomata wang berfokus privasi yang menghadapi pemeriksaan pengawalseliaan (seperti yang dibincangkan dalam panduan FATF mengenai aset maya), ciri ketelusan Gruut membolehkan pematuhan dengan keperluan anti-pengubahan wang haram sambil mengekalkan privasi pengguna melalui bukti-sifar-pengetahuan di mana sesuai.

Cabaran teknikal kekal dalam menskalakan mekanisme bukti-populasi kepada volum transaksi global sambil mengekalkan pencaran. Sistem mesti menentang serangan sybil melalui pengesahan identiti yang kukuh, berpotensi mengambil daripada rangka kerja identiti berdaulat diri seperti Sovrin. Pembangunan masa depan harus memberi tumpuan kepada pengesahan formal sifat keselamatan protokol konsensus, serupa dengan pendekatan yang diambil dalam pengesahan protokol Tezos.

8 Rujukan

1. Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
2. Micali, S. (2016). Algorand: The Efficient and Democratic Ledger. arXiv:1607.01341.
3. Vukolić, M. (2015). The Quest for Scalable Blockchain Fabric: Proof-of-Work vs. BFT Replication. Springer.
4. Cambridge Centre for Alternative Finance. (2023). Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index.
5. Financial Action Task Force. (2019). Guidance on Digital Identity.
6. Zhu et al. (2022). Energy-Efficient Consensus Mechanisms for Blockchain. IEEE Transactions on Sustainable Computing.