Stellarコンセンサスプロトコルは、 David Mazierによる 2015年の科学記事で初めて説明されました。 これは「ビザンチン協定の連邦システム」であり、リーダーがいない分散型コンピューティングネットワークが意思決定について効果的に合意に達することを可能にします。 Stellar課金ネットワークは、Stellar Consensus Protocol（SCP）を使用して、すべての参加者に表示される一貫したトランザクション履歴を維持します。



コンセンサスプロトコルは理解するのが難しいと考えられています。 SCPはそれらのほとんどよりも単純ですが、この評判を依然として共有しています。これは、科学記事の前半に当てられている「連邦投票」がSCPであるという誤った考えもあるためです。 しかし、これはそうではありません！ これは重要なビルディングブロックであり、記事の後半では、 実際の Stellarコンセンサスプロトコルを作成するために使用されます。



この記事では、「合意のシステム」とは何か、それを「ビザンチン」にすることができるもの、そしてビザンチンのシステムを「連邦」にする理由について簡単に説明します。 次に、SCP記事に記載されている連合投票手順について説明し、最後にSCPプロトコル自体について説明します。

契約システム

協定のシステムにより、参加者のグループは、たとえば昼食の注文など、トピックに関するコンセンサスを得ることができます。



インターステラーでは、独自のダイニングアレンジシステムを実装しています。オペレーションマネージャーのジョンが言うことを注文します。 これは、シンプルで効果的な契約システムです。 私たちは皆、ジョンを信頼し、毎日彼が何か面白い栄養価の高いものを見つけると信じています。



しかし、ジョンが私たちの信頼を濫用したらどうなるでしょうか？ 彼は私たち全員がビーガンになるべきであると独力で決めることができます。 1週間か2週間で、私たちは彼を倒してエリザベスに引き渡すでしょう。 しかし、突然、彼女はアンチョビとアボカドを愛し、誰もがそのようになるべきだと考えています。 電源が破損しています。 したがって、より民主的な方法を見つけることをお勧めします：さまざまな好みが考慮されていることを確認し、タイムリーで明確な結果を確保して、昼食を注文する人や5人が別の注文をしない、または夕方まで議論が続くようにする方法。



解決策は簡単だと思われる：投票！ しかし、これは誤解を招く印象です。 誰が投票を集めて結果を報告しますか？ そして、なぜ他の誰もが彼の言うことを信じなければならないのですか？ おそらく、私たちが最初に投票する信頼できるリーダーに投票することができますが、誰がこの最初の投票をリードするのでしょうか？ リーダーに同意できない場合はどうなりますか？ または、私たちが同意し、このリーダーが会議で立ち往生したり、病気休暇をとる場合はどうなりますか？



同様の問題は、分散コンピューターネットワークでも見られます。 すべての参加者またはノードは、たとえば、共有ファイルを更新したり、処理キューからタスクを取得したりするなど、何らかの解決策に同意する必要があります。 暗号通貨ネットワークでは、ノードは、競合する可能性のあるいくつかのバージョンの中から、ストーリー全体がどのように見えるかを繰り返し選択する必要があります。 このネットワーク契約は、コインが（a）有効（偽造ではない）および（b）まだ他の場所で使用されていないことを保証します。 また、新しい受信者が同じ理由で同じ保証を得るため、彼は将来コインを使うことができます。



分散コンピューターネットワークのマッチングシステムは、フォールトトレラントでなければなりません。通信回線が遅い、ノードが応答しない、メッセージの順序が正しくないなどのエラーにもかかわらず、一貫した結果を提供する必要があります。 ビザンチン協定のシステムは、「ビザンチン」エラーに対してさらに耐性があります。エラーが原因であるか、システムを弱体化するか何らかの利益を得るための意図的な試みであるかにかかわらず、誤った情報を提供するノードです。 「ビザンチン」弾力性-グループの一部のメンバーが嘘をつくか、そうでなければ意思決定のルールに従わない場合でも、グループの決定を信頼する能力は、攻撃を調整しようとしたビザンチン帝国の将軍のたとえと呼ばれていました。 アンソニースティーブンスには良い説明があります。



暗号通貨アリスの所有者を考えてみましょう。アリスは、ボブからおいしいアイスクリームを購入するか、キャロルの借金を支払うかを選択する必要があります。 おそらく、アリスは両方を一度に支払い、同じコインを不正に使いたいと考えています。 これを行うには、彼女はボブのコンピューターにコインがキャロルに支払われたことがないことを説得し、キャロルのコンピューターにコインがボブに支払われたことがないことを説得しなければなりません。 ビザンチン協定は、 定足数と呼ばれる多数決の形式を使用してこれを事実上不可能にします。 そのようなネットワーク内のノードは、十分な数のピアノード（クォーラム）がそのような移行に同意するまで、特定のバージョンの履歴への切り替えを拒否します。 これが発生するとすぐに、彼らは残りのネットワークノードが彼らの決定に同意することを強制するのに十分な大きさの選挙ブロックを形成します。 アリスはいくつかのノードを彼女に代わって横たわらせることができますが、ネットワークが十分に大きい場合、彼女の試みは正直なノードの声によって抑制されます。



クォーラムにはいくつのノードが必要ですか？ 少なくとも、過半数、またはむしろ過半数で、エラーや詐欺に対処します。 しかし、過半数を計算するには、参加者の総数を知る必要があります。 インターステラーのオフィスまたは地区選挙では、これらの数字は簡単に認識できます。 しかし、あなたのグループが不十分なネットワークであり、ノードがセンターと連携せずに必要に応じて出入りできる場合は、事前に定義されたノードのリストからではなく、常に変化し必然的に不完全なものから動的にクォーラムを決定できる連邦ビザンチン合意システムが必要です特定の時点でのノードのスナップショット。



大規模なネットワーク内の1つのノードの観点からクォーラムを作成することは不可能に思えるかもしれませんが、可能です。 このような定足数は、分散投票の結果を保証することさえあります。 SCPホワイトペーパーは、 連合投票と呼ばれる手順を使用してこれを行う方法を示しています。

せっかちな人のために

記事の残りの部分では、連邦投票とStellarコンセンサスプロトコルについて詳しく説明しています。 詳細に興味がない場合は、プロセスの概要を以下に示します。

1. ノードは、「候補者」に対して連邦投票を行います。 連邦投票のラウンドとは：
   
   
   • ノードは、「Vの値を提案します」などのステートメントに投票します。
     
     
   • ノードは、「受信」できるものが見つかるまで、ごちそうの声を聞きます。
     
     
   • ノードは、このステートメントの「クォーラム」を探しています。 定足数は、候補者を「確認」します。
2. ノードが1人以上の候補者を確認するとすぐに、数回の連邦投票を通じて「投票」を「準備」しようとします。
   
   
3. ノードが投票の準備状況を確認できるとすぐに、彼はさらに多くのラウンドの連合投票で投票しようとします。
   
   
4. サイトがニュースレターのコミットを確認すると、コンセンサスの結果として使用して、このニュースレターの価値を「外部化」できます。

これらのステップには、いくつかのラウンドの連合投票が含まれており、それらが一緒になって1ラウンドのSCPを形成します。 すべてのステップで何が起こるかをより詳しく調べてみましょう。

連合投票

連合投票は、ネットワークが提案に同意できるかどうかを判断するプロセスです。 投票のラウンドでは、各ノードが潜在的に多くの可能な値の1つを選択する必要があります。 ネットワーク内の他のノードが別の結果を選択しないことが確実になるまで、彼はこれを行うことができません。 これを確実にするために、ノードは 、ノードの定足数が同じ決定を下す ことを全員が確認できるように、メッセージのやり取りをやり取りします。 このセクションの残りの部分では、この文の用語と手順全体について説明します。

クォーラムとクォーラムスライス

クォーラムを定義することから始めましょう。 上記で説明したように、動的なメンバーシップを備えた分散ネットワークでは、ノードの数を事前に知ることは不可能であり、したがって、ほとんどの場合にどれだけ必要かを知ることはできません。 連合投票は、クォーラムスライスの新しいアイデアを導入することでこの問題を解決します。ノードがネットワークの残りの部分で投票ステータス情報を送信するために信頼するピアノードの小さなセットです。 各ノードは独自のクォーラムスライスを定義します（実際にはそのクォーラムスライスがメンバーになります）。



クォーラムの形成は、クォーラムカットから始まります。 各ノードに対して、そのスライスのノードが追加されます。 次に、 これらのノードのスライサーメンバーが追加されます。 続行すると、すでにスライスに含まれているため、追加できないノードが増えてきます。 追加する新しいノードがなくなると、プロセスは停止します。最初のノードのクォーラムを切断することにより、「推移的な閉鎖」によってクォーラムを形成しました。





このノードからクォーラムを見つけるには...





...メンバーをスライスに追加します...





...次に、これらのノードにスライサーメンバーを追加します。





追加するノードがなくなるまで続けます。









追加するノードはありません。 これは定足数です。



実際、各ノードは複数のスライスに入ることができます。 クォーラムを形成するには、スライスの1つだけを選択してメンバーを追加します。 次に、各メンバーのスライスを選択し、そのスライスにメンバーを追加します。 つまり、各ノードは多くの可能なクォーラムのメンバーです。





各ステップでクォーラムスライスを1つだけ選択します。













1つの可能なクォーラム。 または代替...





...他のスライスを選択します...









...（可能な場合）...





...別のクォーラムを作成します。



ノードは、他のノードがどのスライスにあるかをどのように知るのですか？ 他のノードに関する他の情報と同じ方法で：投票ステータスが変化したときに各ノードがネットワークにブロードキャストする送信から。 各ブロードキャストには、送信ノードのスライスに関する情報が含まれています。 SCP技術文書では、通信メカニズムは指定されていません。 実装では通常、ゴシッププロトコルを使用して、ネットワーク全体のブロードキャストメッセージを保証します。



非連邦ビザンチン協定のシステムでは、定足数はすべてのノードの過半数として定義されていることを思い出してください。 ビザンチン協定のシステムは、質問の観点から開発されました。システムはいくつの不正ノードに耐えることができますか？ f個の障害（トリック）で生き残るように設計されたN個のノードのシステムでは、ノードはfが機能しない可能性があるため、N-fのピアから応答を受信することで前進できます。 ただし、N-fピアから応答を受信したため、すべてのfピア（ノードが応答を受信しなかった）は実際には正直であると想定できます。 したがって、N-fピア（応答の受信元）からのfは悪意があります。 ノードが同じコンセンサスを得るには、残りのノードの大部分が正直でなければなりません。つまり、N-fが2fまたはN> 3fより大きい必要があります。 したがって、通常、fの障害に耐えるように設計されたシステムは、合計でN = 3f + 1個のノードと2f + 1個のクォーラムサイズを持ちます。 プロポーザルが定足数のしきい値を超えると、ネットワークの残りの部分は、競合するプロポーザルが失敗すると確信します。 したがって、ネットワークは結果に収束します。



しかし、連邦ビザンチン協定のシステムでは、多数派が存在しないだけでなく（ネットワークの合計サイズが誰にもわからないため）、多数派の概念は一般に役に立たない！ システムのメンバーシップが開いている場合、いわゆるシビル攻撃を実行するだけで、複数のノードを介してネットワークに繰り返し参加することで、大多数を獲得できます。 では、なぜスライスの推移的閉包をクォーラムと呼ぶことができ、競合するオファーをどのように抑制することができますか？



技術的には、方法はありません！ 2つのトリプルが互いのクォーラムのスライスに分離されている6つのノードのネットワークを想像してください。 最初のサブグループは、2番目のサブグループが決して聞くことのない決定を下すことができます。 このネットワークがコンセンサスに達する方法はありません（偶然を除いて）。



したがって、SCPは、ネットワークが連合投票（および重要な記事の定理の適用）のためにクォーラムクロッシングと呼ばれるプロパティを持っている必要があります。 このプロパティを持つネットワークでは、構築できる2つのクォーラムは、少なくとも1つのノードで常にオーバーラップします。 ネットワークの一般的なムードを判断することは、大多数を持っているのと同じくらい良いです。 直観的に、これは、定足数がステートメントXに同意する場合、Xにすでに投票した最初の定足数からのノードを必ず含むため、他の定足数は他の定足数に同意できないことを意味します。





ネットワークにクォーラムの交差点がある場合...





...次に、構築できる任意の2つのクォーラム...





...常に交差します。











（もちろん、重複するノードはビザンチンに横たわっているか、そうでなければ悪いことが判明する可能性があります。この場合、クォーラムの交差はネットワークの合意にまったく役立ちません。 悪いノードを削除した後でもクォーラムの共通部分。簡単にするために、これらの仮定は記事の残りの部分では暗黙のうちに残します）。



独立したノードのネットワークでは、信頼できる定足数の交差が可能であると期待するのは不合理に思えるかもしれません。 しかし、これがそうである理由は2つあります。



最初の理由は、インターネット自体の存在です。 インターネットは、クォーラムが交差する独立したノードのネットワークの理想的な例です。 インターネット上のほとんどのサイトは、他のいくつかのローカルサイトにのみ接続しますが、これらの小さなセットは、特定のルート上の他のすべてのサイトから各サイトにアクセスできるほど十分に重なります。



2番目の理由は、Stellar支払いネットワーク（SCPの最も一般的な使用）に固有です。 Stellarネットワークの各アセットには発行者があり、Stellarの推奨事項では、各発行者がネットワーク内の1つ以上のノードを指定して返済要求を処理する必要があります。 興味のある各資産のクォーラムスライスにこれらのノードを直接または間接的に含めることは、あなたの関心事です。 次に、この資産に関心のあるすべてのノードのクォーラムは、少なくともこれらの返済ノードで重複します。 複数の資産に関心のあるノードには、それぞれの発行者のすべての返済ノードがクォーラムスライスに含まれ、すべての資産を結合するように努めます。 さらに、このような方法でネットワーク上の他のユーザーと接続されておらず、接続されるべきではない資産-このネットワークに定足数の交差がないようにすることを目的としています（たとえば、ドルゾーンの銀行はユーロゾーンの銀行や銀行と取引したい場合があります）そのため、彼らは同じネットワーク上にありますが、野球カードを販売する子供たちの別のネットワークを気にする人はいません）。



もちろん、定足数の交差を待つことは 保証ではありません 。 他のビザンチン合意システムは、その複雑さの多くを定足数の保証に負っています。 SCPの重要な革新は、コンセンサスアルゴリズム自体からクォーラムを作成する責任を取り除き、アプリケーションレベルに持ち込むことです。 したがって、連邦投票はあらゆる問題に投票するのに十分一般的ですが、実際、その信頼性はこれらの価値のより広い意味に決定的に依存します。 一部の仮想的な使用法は、他のネットワークほど適切に接続されたネットワークを構築するには便利ではない場合があります。

投票、受け入れ、確認

連邦投票のラウンドでは、ノードは任意でVの値に対して投票を開始します。これは、メッセージがネットワークに送信されることを意味します。「私はノードN、クォーラムスライスはQ、Vに投票します」。 ノードがこのように投票するとき、彼は決してVに投票せず、決して投票しないと約束します。



ピアツーピアノードからのブロードキャストでは、各ノードは他のノードの投票方法を確認します。 ノードが十分な数のそのようなメッセージを収集すると、クォーラムスライスを追跡し、クォーラムを見つけようとします。 Vにも投票するピアのクォーラムが見つかった場合、Vの受け入れに進み、次の新しいメッセージをネットワークにブロードキャストできます。「私はノードN、スライスはクォーラムQ、Vを受け入れます」。 受け入れは、単純な投票よりも強力な保証を提供します。 ノードがVに投票すると、他のオプションに投票することはできません。 しかし、ノードがVを受け入れる場合、Web上のどのノードも別のオプションを受け入れません（SCPホワイトペーパーの定理8はこれを証明しています）。



もちろん、Vに同意するノードの定足数がすぐに存在しない可能性が高いです。他のノードが他の値に投票する可能性があります。 しかし、このサイトには、単純な投票から受け入れに至る別の方法があります。 Nは、Wに投票しなかった場合でも、定足数が表示されない場合でも、Wの異なる値を取ることができます。 音声を変更することを決定するには、Wを受け入れたノードのブロッキングセットを見るだけで十分です。ブロッキングセットは、Nのクォーラムのスライスのそれぞれに1つのノードです。名前が示すように、他の値をブロックできます。 そのようなセット内のすべてのノードがWを受け入れる場合、（定理8により）別の値を仮定して定足数を形成することは不可能になるため、Wを受け入れることも安全です。





クォーラムの3つのスライスを持つノードN。





BDFはNのブロッキングセットです。N個のスライスのそれぞれに1つのノードが含まれます。





EはNの2つのスライスに現れるため、BEはNのブロッキングセットでもあります。



ただし、ブロッキングセットはクォーラムではありません。 N個のスライスのそれぞれでノードを1つだけクラックするのに十分な場合、ノードNをtrickして目的の値を受け入れるのは簡単すぎるため、値の受け入れは投票の終わりではありません。 代わりに、Nは値を確認する必要があります。つまり、値を受信するノードのクォーラムを確認する必要があります。 彼がここまで行くと、SCPの技術論文（定理11）が証明するように、ネットワークの残りの部分も同じ値を確認することになり、Nは結果として特定の値で連合投票を終了します。





連合投票。



投票、承認、および確認のプロセスは、連合投票の一ラウンドです。 Stellar Consensus Protocolは、これらのラウンドの多くを組み合わせて、完全なコンセンサスシステムを作成します。

ステラコンセンサスプロトコル

コンセンサスシステムの2つの最も重要な特徴は、 安全性と生存性です。 コンセンサスアルゴリズムは、異なる参加者に異なる結果を与えることができない場合、「安全」です（ボブのストーリーのコピーはキャロルと矛盾しません）。 「バイタリティ」とは、アルゴリズムが常に結果を生成する、つまり動けなくなることを意味します。



説明した連合投票手順は、ノードがVの値を確認した場合、他のノードが他の値を確認しないという意味で安全です。しかし、「別の意味を確認しない」-これは、彼が必ず何かを確認するという意味ではありません。参加者は非常に多くの異なる値に投票できるため、受け入れのしきい値に達するものはありません。これは連邦投票に生存性がないことを意味します。



Stellar Consensus Protocolは、セキュリティと活力の両方を保証する方法で連合投票を使用します。 （SCPの安全性と生存性の保証には理論的な制限があります。設計は、生存性のわずかな弱化を犠牲にして安全性の非常に強力な保証を選択しますが、十分な時間が与えられれば、コンセンサスに達する可能性があります。）一言で言えば、アイデアは、それらの1つが以下で説明するSCP投票のすべての段階を完全に通過するまで、いくつかの値に対していくつかの連合投票を行うことです。



SCPがコンセンサスを求める値は、取引履歴や昼食注文などです。ただし、これらは受け入れられたり確認されたりする値ではないことに注意することが重要です。代わりに、連合投票が行われますこれらの値に関する声明。



連合投票の最初のラウンドは、「Vをノミネートする」アプリケーションのセットで、おそらくVのさまざまな値に対して、ノミネートフェーズで行われます。ノミネートの目的は、承認と確認を受ける1つ以上のアプリケーションを見つけることです。



確認済みの候補者を見つけた後、SCPは投票段階に進みます。目標は、投票用紙（つまり、提案された価値のコンテナ）と、そのコミットを宣言できる定足数（コミット）を見つけることです。定足数が投票を行う場合、その価値はコンセンサスとみなされます。ただし、ノードがニュースレターのコミットに投票する前に、まず確認する必要がありますカウンター値が低いすべての投票のキャンセル。これらのステップ-投票を取り消してコミットを確認できるものを見つける-いくつかの投票ステートメントに対する連合投票のいくつかのラウンドを含めます。



次のセクションでは、指名と投票について詳しく説明します。

指名

ノミネート段階の開始時に、各ノードは自発的に値Vを選択し、「I am nomination V」というステートメントに投票できます。この段階の目標は、連邦投票により特定の価値の指名を確認することです。



おそらく、十分な数のノードがかなり異なる声明に投票し、指名が採用のしきい値に達しない可能性があります。そのため、ノードは自分の候補者の投票をブロードキャストすることに加えて、ピアの候補者を「反映」します。リフレクション（エコー）とは、ノードがVの指名に投票するが、Wの指名に投票する近隣からのメッセージを見る場合、VとWの両方の指名に投票することを意味します（すべてのピアの投票が指名中に反映されるわけではありませんこれはさまざまな候補者の爆発につながる可能性があります。SCPにはこれらの音声を調整するメカニズムが含まれています。要するに、ノードの観点からごちそうの「優先度」を決定する公式があり、優先度の高いノードの投票のみが反映されます。彼の声が反映されるごちそうのセット。入力データの1つである優先順位の式にはスロット番号が含まれているため、あるスロットの高優先度ピアは別のスロットの優先度が低くなり、逆も同様です。



概念的には、VとWの両方で並行して指名されるのは別個の連邦投票であり、それぞれが承認または確認を達成できます。実際には、SCPプロトコルメッセージはこれらの個々の音声をまとめます。



ノミネートVの投票はノミネーションVに決して投票しないという約束ですが、アプリケーションレベル（この場合はSCP）では、「反対」を意味するものが定義されています。 SCPは「私はXを指名しています」投票と矛盾する声明を見ていない、つまり「私はXを指名することに反対しています」というメッセージがないため、ノードは値を指名するために投票できます。これらのノミネートの多くは何にもつながりませんが、最終的にノードは1つ以上の値を受け入れたり確認したりすることができます。候補者が確認されると、それはなっ候補。





連合投票を使用してSCPを指名します。多くの「B」値がピアによってプッシュされ、ピアによって反映される場合があります。



候補者を指名すると、いくつかの候補者が確認される場合があります。そのため、SCPは、候補を1つのコンポジットに結合する何らかの方法を提供するアプリケーション層を必要とします。（合成）。結合方法は何でもかまいません。主なことは、この方法が決定された場合、各ノードが同じ候補を結合することです。夕食の投票システムでは、「関連付け」とは、単に2人の候補者のうちの1人を拒否することを意味します。 （ただし、決定論的な方法：各ノードはリセットするために同じ値を選択する必要があります。たとえば、アルファベット順の以前の選択）。取引履歴が投票されるStellar支払いネットワークでは、提案された2つの候補者を組み合わせるには、含まれるトランザクションと2つのタイムスタンプの最後を組み合わせます。



SCPの技術的説明は、拡張フェーズの終わりまでに、ネットワークが最終的に単一の複合体に収束することを証明します（定理12）。ただし、問題があります。連合投票は非同期プロトコル（SCPなど）です。つまり、ノードは時間的に調整されず、送信するメッセージに応じて調整されます。ノードの観点からは、拡張フェーズがいつ終了したかは不明です。そして、最終的にすべてのノードが同じコンポジットに到達しますが、途中で異なるルートを選択し、途中で異なるコンポジット候補を作成することができ、どのノードが最終であるかを知ることはできません。



しかし、これは正常です。指名は単なる準備です。主なことは、投票プロセス中に発生するコンセンサスを達成するために候補者の数を制限することです。

投票

ニュースレターは<counter、value>のペアです。counterは1で始まる整数で、valueは指名段階の候補です。これは、ノード自身の候補、またはそのノードに採用されている近隣の候補です。大まかに言えば、実行中に、投票アプリケーションで潜在的に多くの連合票を保持することにより、投票の一部の候補者のコンセンサスにネットワークを強制する繰り返しの試みが行われます。投票用紙のカウンターは、行われた試行を追跡し、カウンターが高い投票用紙は、カウンターが低い投票用紙よりも優先されます。投票<counter、value>が停止している場合、新しい投票が開始され、今では投票<counter + 1、value>に投票します。値



を区別することが重要です（たとえば、昼食の注文はピザやサラダなど）、投票（対価のペア）、投票に関する説明などです。SCPラウンドには、特にそのような声明に関するいくつかの連合投票が含まれます。

• 「速報Bをコミットする準備ができました」
  
  
• 「Bulletin Bへのコミットを宣言します」

このノードの観点からは、「Bulletin Bへのコミットを宣言する」というステートメントを確認できる（つまり、受け入れる定足数を見つける）Bulletin Bを見つけると、コンセンサスに達します。これからは、Bで指定された値に安全に対応できます。たとえば、この注文を昼食に出すことができます。これは意味の外部化と呼ばれます。投票の受諾が確認されるとすぐに、ノードは他のノードが同じ値を外部化したか、将来的に確実にコミットすることを確認できます。



概念的には多くのフェデレーションバロットが多くの異なるバロットのアプリケーションで保持されていますが、各メッセージが多数のバロットをカプセル化しているため、多くのメッセージを交換しません。したがって、1つのメッセージは、たとえば、「<min、V>から<max、V>の範囲の投票委員会を受け入れます」など、多くの連合投票の状態を促進します。



「準備済み」および「コミット」という用語の意味は何ですか？



他のノードが異なる値の投票を行わないと確信している場合、ノードは投票を行うために投票します。これを納得させることが、声明を準備する目的です。 「速報Bをコミットする準備ができました」という投票は、B未満の速報をコミットしないこと、つまり、カウンターを低くすることを約束します（SCPは速報の値に特定の順序があることを要求します。速報<N1、V1>は、N1 <N2の場合、およびN1 = N2およびV1 <V2の場合、<N2、V2>未満です。これらのより小さな投票は準備投票中に「中止」され、Bは「準備済み」とみなされます。



「速報Bをコミットする準備ができている」とは、「B未満の投票を許可しない」ことを意味するのはなぜですか？ SCPはコミットの反対としてアボートを定義するためです。投票の準備のための投票は、他のいくつかの投票を取り消すための投票も意味します。前述したように、1つの投票は決して反対しないという約束です。



コミットをブロードキャストする前に、サイトは最初に速報を見つける必要があり、準備ができていることを確認できます。言い換えれば、彼は定員数を受け入れるものが見つかるまで、おそらく多くの異なる投票について、「私は投票Bを行う準備ができている」という連邦投票を行っています。



投票用紙はどこから来ますか？最初に、ノードは<1、C>の投票の準備をブロードキャストします。ここで、Cは指名段階で作成された複合候補です。ただし、投票の準備を開始した後でも、指名により、新たな投票になる追加の候補者が出現する可能性があります。一方、ピアは異なる候補を持つことができ、「B2速報をコミットする準備ができています」を受け入れるブロッキングセットを形成できます。これにより、ノードもそれを受け入れるようになります。最後に、現在の投票がスタックしている場合に、より高いカウンターを使用して、新しい投票で新しいラウンドの連合投票を生成するタイムアウトメカニズムがあります。



ノードは、準備が完了したことを確認できるブリテンBを見つけるとすぐに、「ブリテンBコミット」という新しいメッセージをブロードキャストします。この投票は、ノードがBを決して放棄しないことをピアに伝えます。実際、Bが投票<N、C>である場合、「公告<N、C>」は、<Nからの各投票の準備について投票する無条件の同意を意味します。 C>から<∞、s>。この追加の値は、他のノードがまだプロトコルの初期段階にある場合、コミットでピアに追いつくのに役立ちます。



この段階では、これらが非同期プロトコルであることを再度強調する価値があります。 1つのノードがコミットの投票を送信したからといって、そのピアがそれを行うことを意味しません。投票の準備としてアプリケーションに投票できる人もいれば、すでに意味を外部化した人もいます。 SCPは、ノードがフェーズに関係なく各タイプのピアメッセージを処理する方法を説明します。



「コミットを宣言<N、C>」というメッセージが受け入れられないか、確認できない場合、つまり、メッセージ<N + 1、C>または<N + 2、C>の受け入れまたは確認の可能性-または、いずれかの場合、任意の速報ノードはすでに<N、C>をキャンセルしないことをすでに約束しているため、値はCであり、他の値はありません。ノードがコミットの投票をブロードキャストするまでに、コンセンサスがどこまで進んでいるかに応じて、Cかゼロになります。ただし、これはノードがCを外部化するのに十分ではありません。一部のビザンチンのごちそう（セキュリティに関する想定に基づく定足数より少ない）は、ノードにある可能性があります。特定の投票（または投票範囲）を受け入れて確認することが、ノードに最終的にCを外部化する自信を与えます。





連合投票を実行するSCP。表示なし：いつでもタイマーが機能し、投票用紙のカウンターが増加する可能性があります（さらに、場合によっては、追加の候補者から新しいコンポジットを作成します）。



そしてそれだけです！ネットワークがコンセンサスに達すると、何度も繰り返し行う準備が整います。Stellarの課金ネットワークでは、これは約5秒ごとに発生します。これは、SCPによって保証されたセキュリティとサバイバビリティの両方を必要とする偉業です。



SCPは、いくつかのラウンドの連合投票に依存することでこれを達成できます。フェデレーション投票は、クォーラムスライスの概念のおかげで可能になりました。各ノードが（主観的な）クォーラムの一部として信頼することを決定したピアノードのセットです。この構成は、オープンメンバーシップとビザンチン詐欺のネットワーク上でも合意に達することができることを意味します。

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• SCPの実装に興味のある読者は、Stellar支払いネットワークで使用されているC ++コード、またはSCPの理解を深めるために作成したGoコードを参照してください。