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ORBITRAONE
QSEOrbitra L1

Quorum-Staked Execution

ファイナリティは、待つのではなくクォーラムで決まる。

QSE(Quorum-Staked Execution)は、Orbitra L1のコンセンサスプロトコルです。HotStuff系のBFT構成であり、ステークが経済的安全性を提供し、権限が提案者と委員会の職務を割り当て、検証済みワークが可用性、検証、サービスを計測します。状態遷移がファイナルになるのは、設定されたビザンチン・クォーラムがそれに署名したときであり、確認の回数を数えた後ではありません。

動作の流れ

三つの力、一つの証明書

説明図: ステーク、権限、検証済みワークという三つの力がバリデーターセットを形づくる。バリデーターは同じ状態遷移に投票し、設定されたビザンチン・クォーラムが署名を終えると、その署名がクォーラム証明書を形成し、一つの状態がファイナライズされる。
  1. ステーク経済的セキュリティとスラッシングのリスク
  2. 権限提案者および委員会の職務
  3. ワーク検証された可用性、検証作業、サービス

バリデーターの投票

クォーラム証明書

ファイナライズされた状態

7 / 10

ステーク、権限、検証済みワークという三つの力が、バリデーターの輪の中へ流れ込みます。バリデーターは、一つの提案された状態遷移に対して署名付きの票を投じます。票が設定されたビザンチン・クォーラムに達すると、それらはクォーラム証明書へと結合し、証明された状態はファイナルと記されます。

解決する課題

市場が確率の上に決済できない理由

最長チェーン方式のネットワークでは、ファイナリティは時間とともに高まる確率にすぎません。決済は、一定数の確認を経た後に「おそらくファイナル」になりますが、十分に深い再編成が起これば、それでも取り消されることがあります。取引所は確認待ちの遅延でこれを補いますが、その遅延のたびに、担保、ポジション、受け渡しが不確かな時間帯が生じます。

市場にとって、この曖昧さは積み重なっていきます。再編成によって取り消されうる約定は、清算、証拠金の解放、引き出しをも一緒に取り消してしまう可能性があります。決済には、それ以降状態が変化しない、一つの明確な瞬間が必要です。

計算力を消費すること、あるいは資本だけに依拠するセキュリティには、もう一つの隙間があります。いずれも、運営者が実際にネットワークに貢献しているかどうかを計測しません。QSEは、決定論的なBFTファイナリティと、バリデーターが行う仕事に対する説明責任を組み合わせます。これはプルーフ・オブ・ワークのマイニングではありません。検証済みワークが意味するのは、計測された可用性、検証、サービスであり、ハッシュパズルではありません。

処理の順序

提案から証明書へ

コンセンサスは、ビューという単位で進みます。各ビューでは、一人の予定された提案者が主導し、バリデーターがその提案を個別に確認し、クォーラムが決定します。

  1. 01

    選出

    ステークが、そのエポックのセキュリティセットを構成するバリデーターを決定します。各バリデーターの検証済みワークの実績に基づく権限スケジュールが、提案者と委員会の職務を割り当てます。

  2. 02

    提案

    予定された提案者が、VectorLanesによって実行された状態遷移の順序付けされたバッチをまとめ、その結果生じる状態コミットメントとともに提案します。

  3. 03

    検証

    バリデーターはそのバッチを決定論的に再実行し、同じ状態ルートに到達することを確認します。再現できない提案には、票が投じられません。

  4. 04

    投票

    各バリデーターは、自らが検証した状態遷移に署名します。票は提案者に集まり、すべてのピアにブロードキャストされるのではなく、一つの簡潔な証明書に集約されます。

  5. 05

    証明

    署名が設定されたビザンチン・クォーラムに達すると、それらはファイナリティ証明書を形成します。積み上げるべき確率的な確認の段階はなく、その状態遷移はファイナルです。

  6. 06

    記録

    可用性、検証、サービスは計測され、検証済みワークとして記録されます。矛盾する二つの状態遷移に署名するといった証明可能な不正行為は、スラッシングの証拠になります。

構造

プロトコルの構成要素

QSEは、よく理解されたBFTの仕組みに、明示的な権限と計測されたサービスという二つの要素を加えて構成されています。各コンポーネントは、単一の責務を持ちます。

  1. 01

    ステークレジストリ

    拘束されたステークを記録し、各エポックのセキュリティセットを決定します。拘束されたステークは、バリデーターが生成するすべての署名を裏付ける担保です。

  2. 02

    権限スケジュール

    セキュリティセット全体にわたって、提案者と委員会の職務を委任します。権限が決めるのは誰がビューを主導するかであり、何がファイナルであるかを決めることは決してありません。

  3. 03

    ワーク台帳

    検証済みワークを計測します。職務が発生した際の可用性、正確で時宜を得た検証、そしてネットワークへのサービスです。この記録は、将来の職務と報酬を形づくります。

  4. 04

    ペースメーカー

    ビューをまたいでバリデーターの歩調を合わせます。提案者が有効な提案を時間内に提示できない場合、ビューチェンジによって、次に予定された提案者へ指揮権が渡されます。

  5. 05

    投票の集約

    バリデーターの署名を、ビューごとに線形の通信量で簡潔な証明書へと集約します。署名スイートは、Q-Switchによってバージョン管理されます。

  6. 06

    ファイナリティ証明書

    ファイナリティの携帯可能な証明です。ライトクライアント、GateMesh、突合システムは、単一のノードを信頼するのではなく、証明書を検証します。

  7. 07

    証拠とスラッシング

    二重署名や無効な状態遷移への署名といった不正行為の証明を検証し、責任のあるステークをスラッシングします。

セキュリティと障害制御

安全性、リブネス、説明責任

BFTプロトコルは、明示された障害モデルのもとでどのような性質を保つかによって評価されます。QSEの性質は、ビザンチン挙動を示すバリデーターが、設定されたクォーラムが許容するように設計されたしきい値を下回っている限り、保たれます。

  • クォーラムの交差明示された障害モデルのもとでは、いかなる二つのクォーラムも、少なくとも一人の正直なバリデーターにおいて重なり合い、正直なバリデーターが矛盾する二つの状態遷移に署名することは決してありません。したがって、矛盾する二つの状態が両方とも証明されることはあり得ません。
  • ファイナリティ後の再編成なし証明された状態遷移は、明示された障害モデルのもとでは置き換えられません。アプリケーションは、ファイナライズされた状態のためのロールバックロジックを必要としません。
  • ビューチェンジによるリブネスクラッシュした、遅い、または悪意のある提案者は、一つのビューを遅らせることはできますが、ネットワークを停止させることはできません。ペースメーカーが指揮権を巡回させ、次の提案者のもとでコンセンサスが再開します。
  • 証明可能な不正行為へのスラッシング矛盾する二つの状態遷移に署名することは、それ自体で完結した証拠——両方が正直であることはあり得ない、二つの有効な署名——を生み出します。責任のあるステークはスラッシングされます。
  • プロトコルの健全性維持形式仕様、クライアントの多様性、バージョン管理された署名スイートが、一つの実装上の不具合や一つの暗号技術上の弱点が、ネットワーク全体の障害になってしまう可能性を減らします。

三つのシステムの連携

各システムにおけるファイナリティの意味

Orbitra Prime

取引インテリジェンス

Orbitra Primeが約定、移転、清算を決済済みと記す際には、それに対応するQSEの証明書が存在します。トレーダーが目にするのは、確認のカウントダウンではなく、ファイナルという一つの状態です。

Orbitra L1

決済と計算

QSEは、Orbitra L1のコンセンサスレイヤーです。VectorLanesが生成する状態コミットメントを証明するため、ApexMatchの約定、その証拠金への影響、そして決済は、一つの証明書のもとでファイナルになります。

Orbitra Realm

アプリと商取引

Orbitra Realmにおける決済、トークン化資産の移転、アプリケーションの状態は、同じ決定論的なファイナリティを引き継ぎ、クロスチェーンの経路は証明書を証拠として提示します。バリデーターインフラの運営に関心のある運営者は、バリデーターページで参加の詳細を確認できます。

価値

明確なファイナリティの信号が重要な理由

トレーダーと利用者
取引や決済は、ファイナルであるか、まだファイナルでないかのいずれかです。待つべき曖昧な中間状態は存在しません。
機関
決済のファイナリティは、内部の決済ポリシーと担保ポリシーに直接対応し、すべての証明書は、突合と監督上のレビューのために検証可能な証拠となります。
開発者
一つのファイナリティの信号の上に構築できます。ライトクライアントはノードを信頼するのではなく証明書を検証し、ファイナライズされた状態は再編成への対応を必要としません。

仕様

仕様

プロトコルファミリー
HotStuff系のビザンチン障害耐性(BFT)構成。プルーフ・オブ・ワークのマイニングではない
セキュリティの構成要素
ステーク(経済的安全性、スラッシングの対象)、権限(提案者と委員会の職務)、検証済みワーク(可用性、検証、サービス)
ファイナリティルール
設定されたビザンチン・クォーラムが、同一の状態遷移に署名する
ファイナリティ
決定論的BFTファイナリティ、1秒未満のファイナリティ区分。明示された障害モデルのもとでは、ファイナリティ後の再編成はない
指揮権
ビューごとに予定される提案者。提案者の失敗時にはビューチェンジ
通信
票は簡潔な証明書に集約される
説明責任
二重署名その他の証明可能な不正行為に対するスラッシング
暗号技術
Q-Switchによるバージョン管理された署名スイート
処理能力
1,000,000TPSの最大処理能力のアーキテクチャをファイナライズ

1,000,000トランザクション/秒は、ORBITRA ONE™の設計上の最大処理能力のアーキテクチャの合計値を表し、定められたベンチマーク条件のもとでの検証を目的としています。

用語

用語

ビザンチン障害
クラッシュや遅延から意図的な悪意ある行動まで、バリデーターに生じるあらゆる任意の障害。
ファイナリティ証明書
状態遷移がファイナルであることを証明するクォーラム証明書。一つの状態遷移に対するバリデーターの署名を、設定されたビザンチン・クォーラムに達するまで集約したもの。
二重署名
プロトコルの同じステップに対して、矛盾する二つのメッセージに署名すること。証明可能であり、スラッシングの対象となる。
ビューチェンジ
コンセンサスが継続できるように、失敗したまたは遅い提案者を交代させる手順。
検証済みワーク
バリデーターによる、計測された可用性、検証、サービス。職務と報酬を形づくり、ハッシュ計算を伴わない。
障害モデル
何台のバリデーターがビザンチン挙動を示しうるか、ネットワークがどのように振る舞うかについての明示された前提であり、その下で安全性とリブネスが保たれる。

一つのネットワーク。無限の市場。

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