Когато в сделката няма посредници, всеки участник може да заблуди другия. В блокана, проблемът се решава с помощта на строги математически алгоритми, за които се създават блокове.
В материала ще ви кажем кой създава и проверява блоковете в блоканта. Ще научите как консенсусните алгоритми гарантират сигурността на този процес.
- P2P: където се използват партньорски мрежи
- Шифроване в блокана: на пръстите
- Блокчалтер - верига от блокове за транзакции. Разглобяваме дефиницията според
- Шифроване в блокана: Защо се нуждаете от цифров подпис
- Принцип на експлоатация на блоказа: Кой създава блокове
- За какви цели и задачи отговарят на блокча
Запомни основните концепции
- Peer мрежа е мрежа, в която възлите взаимодействат помежду си без посредник.
- Blockchain е вид мрежи от връстници, верига от сделки.
- Блок - специална структура за записване на транзакции.
- Сделка - вписване на промени в състоянието на активите.
Недоверие в блокала
Тъй като няма сървър в блокана, добавете и проверете информацията за самите потребители. В същото време всеки участник може да преследва личните си интереси на увреждането на сигурността на блокала. От тук има проблем с недоверие към участниците един на друг. За да го решат, се използват математически алгоритми, които ще бъдат обсъдени по-нататък.Представете си, че има активи на вашия портфейл, а друг потребител на блокчев вярва, че те не са. Без външна намеса е трудно да се реши коя от двете права. Необходимо е да избирате сред потребителите на тези, които ще проверят транзакциите и ще добавят само правилното. Такива потребители се наричат миньори.
Унгарците - блокирани участници, които се занимават със създаването на нови блокове и транзакции.
За да организираме правилното функциониране на миньорите, е необходимо да се съгласим, кой ще бъде и как ще изпълнят работата си. Това е трудна задача, защото трябва да излезете с такива правила, които ще бъдат по-изгодни да наблюдавате миньорите, отколкото да се счупят. Това е класически пример за задача от теорията на играта: как да изберем стратегия, която ще бъде същата благоприятна за участниците с различни интереси.
Такава задача беше формулирана и решена от математиците през миналия век. Сега това решение осигурява сигурност както в блокана, така и в други сложни технологии. Да разберем как Унгарс не успява да наруши взаимно интересите си, помислете повече за тази задача.
Задачата на византийските генерали
В научната статия от 1982 г. беше формулирана логическа дилема. Той илюстрира проблема с комуникационните възли на партньорска мрежа, която договаря следващата стъпка. Като аналогия се използва византий - древно феодално състояние с множество независими армии. Оттук и името - задачата на византийските генерали.
Действието се извършва по време на обсадата на град Византийската армия. През нощта легионите от различни страни обграждат града. Генералите на всеки легион очакват заповедта на главния командир. Опции за поръчка: "Атака" или "отстъпление".
Първата сложност на задачата - империята е в упадък. Всеки от генералите и дори главният командир могат да бъдат предатели на византия, които се интересуват от поражение. Трябва да се счита, че генералите не позволяват неблагоприятен изход. Общо три резултата от битката:
Благоприятен изход. Ако всички генерални атаки - Византия унищожи врага.
Междинен резултат. Ако всички генерали ще се оттеглят - Византия ще запази армията си.
Неблагоприятен изход. Ако някои генерали са атакувани, а някои ще се оттеглят - врагът в крайна сметка унищожава цялата армия от византия на части.
Ако всеки генерал ще действа по свое усмотрение, тогава вероятността за благоприятен изход е доста ниска. Следователно генералите трябва да обменят информация помежду си, за да стигнат до едно решение.
Втората сложност в задачата е липсата на надежден комуникационен канал между генералите. Дори и да няма предатели между генералите, информацията може да бъде невярна. Например, куриерът ще забави или улавя. Тази ситуация ще обърка други генерали и ще бъде направено неправилно решение. При такива условия трябва да разработите унифицирана стратегия за действия, която ще бъде благоприятна за всички генерали.
Математиката доказа, че винаги е възможно да се получи решение в тази задача, ако правилните генерали са повече от две трети от общата сума. В различни системи задачата може да бъде решена по различни начини.
Византийска толерантност на грешки - способността на мрежата да продължи да работи, дори ако някои от възлите са отказали или да действат злонамерено. С други думи, това свойство на мрежата, в която е решена задачата на византийските генерали.
Византийската толерантност на грешки е необходима в системите на двигателите на въздухоплавателни средства, в атомни електроцентрали и практически във всяка система, чиито действия зависят от резултатите от работата на голям брой сензори. Дори Spacex го счита за потенциално изискване за своите системи.
Ако тази задача е да се прилага в контекста на блокана, тогава генералите са миньори. Те трябва да се съгласят и да признаят сделката към реално, така че да падне в блокана. Този процес се нарича консенсус.
Например миньорите виждат, че един потребител иска да изпрати bitcoins в друг. Първият ред смята, че такава транзакция трябва да бъде одобрена. Второто заподозрените, че тази операция произвежда нападател. Третата изключена от мрежата и не е проверила транзакцията. Вземете едно решение и след това дойдете в консенсус.
Тъй като задачата на византийските генерали има няколко решения, тогава различни блокове постигат толерантност към византийската грешка, използвайки различни консенсусни алгоритми. Помислете за най-често срещаните.
Консенсус на алгоритми
Блокчайнът работи въз основа на разпределена мрежа. Няма един център, който управлява тази мрежа. За да организирате безопасната работа на блока, трябва да преговаряте кой ще бъде миньор и как ще създаде блокове. Главите работят по строго определени правила, наречени консенсусен алгоритъм.
Консенсусният алгоритъм е метод, който описва как се избира хазарчето в блокана и чрез кои правила създава блокове.
За да разберем по-добре какъв консенсус е необходим в системата за блокиране, представете си наемателите на жилищна сграда. Блокчаните са необходими, за да си взаимодействат помежду си и да вземат решения за развитието на къщата: събират пари за ремонт, да изберат обслужваща организация или назначават задължение. Има три начина за преговори - три различни алгоритми за консенсус. Всеки от тях се основава на определен математически модел.
Доказателство за работа (POW) е алгоритъм за доказателства за работа. Мандарът може да стане жилетка у дома. За да създадете нови блокове, тя ще трябва да използва компютъра си за решаване на сложни криптографски задачи.
Алгоритъмът ще разгледа правилната версия на блокчето, в която най-много блокове. И повечето от всички блокове ще бъдат във версията, за създаването на които наемателите прекарват по-голямата част от целия компютър. Получава се много демократичен метод: ако 51% от миньорите смятат, че сделките в блокове са правилни и ще бъдат. Затова блокчето е почти невъзможно да се хакне.
Доказателство за дял (POS) е алгоритъм за доказан дял на собствеността. Главите стават онези, които имат повече активи в блокана. Ще имаме тези наематели с най-големите апартаменти. И в етерното блокчела, например, ще бъдат потребители, които имат най-голямото криптокулационно състояние. С този алгоритъм, разходите за електроенергия са минимални, тъй като създаването на блокове в блокана вече не изисква решаване на сложни криптографски задачи. Колкото повече вашият дял в блокана, толкова по-често ще създавате нови блокове.
Правилната версия на блокчето, както и в доказателство за работа, ще се счита за този, в който най-много блокове. Но доказателството за залог не може да се нарече демократично. Повечето от блоковете не създават най-много жители, но най-богатите наематели. Въпреки това е дори по-безопасно. Ако Майнем принадлежи на по-голямата част от къщата, тогава ще стане злонамерено да се случи.
Проф на власт (POA) е алгоритъм на доказателство за личността. Може да се окаже, че наемателите се събират и решават, че ще има един апартамент за създаване на блокове. Този алгоритъм се разпространява в частни, затворени блокове. Например, тя е подходяща за управление на апартамент вкъщи от нашия пример.
Избраният миньор избира истинската версия на блоканта. Той ще трябва да се идентифицира, за да му повярват всички жители. Ако в някакъв момент наемателите ще престанат да бъдат съгласни с решенията за маневри, те ще могат да присвоят друг. Новият хандър ще започне да изгражда веригата си от блокове, а старата клемана ще съществува отделно. Такъв процес в блокана се нарича хардфорка.
Консенсусните алгоритми са много. Постоянно изобретяват нови, но тези три са най-известните, тествани и често използвани.
Заключение
Във всички мрежи за връстници има недоверие между участниците. В блокана миньорите решават този проблем. Това са потребителите, които проверяват транзакциите и добавят само правилно до нови блокове.
Статията от 1982 г. описва задачата на византийските генерали. Първоначално е описано в алгоритъма на това как мрежата може да продължи да работи, дори ако някои от възлите са били отказани или причинени злонамерени.
В блокана се използват три разновидности на консенсусни алгоритми:
- Доказателство за работа (POW) е алгоритъм за доказателства за работа.
- Доказателство за дял (POS) е алгоритъм за доказан дял на собствеността.
- Проф на власт (POA) е алгоритъм на доказателство за личността.