Princip rada blockchaina: ko stvara blokove

Kada u transakciji nema posrednika, svaki učesnik može prevariti drugog. U Blockchainu je problem riješen koristeći stroge matematičke algoritme za koje se stvaraju blokovi.

U materijalu ćemo vam reći ko stvara i provjerava blokove u blokadu. Naučit ćete kako algoritmi konsenzusa osiguravaju sigurnost ovog procesa.

1. P2P: Kada se koriste vršnjačke mreže
2. Šifriranje u blokadu: na prstima
3. Blockchalter - lanac transakcijskih blokova. Rastavljamo definiciju prema
4. Šifriranje u Blockchainu: Zašto vam treba digitalni potpis
5. Princip rada blockchaina: ko stvara blokove
6. Za koje svrhe i zadaci se uklapaju u Blockcha

Sjetite se osnovnih pojmova

• Peer mreža je mreža u kojoj čvorovi međusobno komuniciraju bez medijatora.
• Blockchain je vrsta peer-peer mreža, lanac transakcijskih blokova.
• Blok - posebna struktura za snimanje transakcija.
• Transakcija - unos na promjene u stanju imovine.

Nepovjerenje u blockchain

Budući da u Blockchainu ne postoji poslužitelja, dodajte i provjerite informacije samim korisnicima. Istovremeno, svaki učesnik može progoniti svoje lične interese na štetu sigurnosti blockchaina. Odatle postoji problem nepovjerenja učesnicima jedni drugima. Da biste ga riješili, koriste se matematički algoritmi, o čemu će se više raspravljati.

Zamislite da na vašem novčaniku postoje imovine, a drugi Blockchain korisnika vjeruje da nisu. Bez vanjskog smetnja teško je odlučiti koji od dva prava. Potrebno je birati između korisnika onih koji će provjeriti transakcije i dodati samo tačno. Takvi se korisnici nazivaju rudarima.

Jezici - blokirani sudionici koji se bave stvaranjem novih blokova i provjera transakcija.

Da bi se organizovao pravilan rad rudara, potrebno je složiti, ko će biti i kako će obavljati svoj rad. Ovo je težak zadatak, jer trebate smisliti takva pravila, koja će biti profitabilnija za posmatranje rudara nego prekinuti. Ovo je klasičan primjer zadatka iz teorije igara: Kako odabrati strategiju koja će biti ista popriložena za sudionike s različitim interesima.

Takav zadatak formulirao je i riješio matematičari u prošlom stoljeću. Sada ovo rješenje pruža sigurnost i u Blockchainu i u drugim složenim tehnologijama. Da biste shvatili kako se pisanje upravljaju da ne krše interese jedni drugima, razmotrite ovaj zadatak više.

Zadatak vizantijskih generala

U naučnom članku iz 1982. formulisana je logična dilema. Ilustrira problem komunikacijskih čvorova pržine mreže koja pregovara o sljedećem koraku. Kao analogija, vizantij je korišten - drevna feudalna država sa mnoštvom nezavisnih vojski. Otuda i ime - zadatak vizantijskih generala.

Akcija se odvija tokom opsade grada vizantijske vojske. Noću su legije iz različitih strana opkolile grad. Generali svake legije čekaju nalog zapovjednika. Opcije narudžbe: "Napadaj" ili "povlačenje".

Generali čekaju redoslijed glavnog zapovjednika da riješi "napad" ili "povlačenje"

Prva složenost zadatka - Carstvo je u padu. Bilo koji od generala, pa čak i glavni komandant može biti izdajnici vizantijuma koji su zainteresirani za poraz. Morate se smatrati da generali ne dopuštaju nepovoljan ishod. Ukupno tri ishod bitke:

Povoljan ishod. Ako svi generalni napad - Vizantij uništi neprijatelja.

Intermedijarni ishod. Ako će se svi generali povući - Vizantija će zadržati svoju vojsku.

Nepovoljan ishod. Ako su neki generali napadnuti, a neki će se povući - neprijatelj na kraju uništava cijelu vojsku vizantiju u dijelovima.

Ako će svaki general postupiti po svom nahođenju, tada je vjerovatnoća povoljnog ishoda prilično niska. Stoga generali trebaju razmjenjivati ​​informacije među sobom kako bi došli na jedno rješenje.

Druga složenost u zadatku je nedostatak pouzdanog komunikacijskog kanala između generala. Čak i ako među generalima nema izdajnika, informacije mogu biti lažne. Na primjer, kurir će odgoditi ili snima. Ova situacija će zbuniti druge generale i biti donesena pogrešna odluka. U takvim uvjetima morate razviti jedinstvenu strategiju akcija koje će biti povoljne za sve generale.

Jedan od generala nije poslao pravu poruku, tako da drugi ne znaju kako ih napasti ili povlačiti

Matematika se pokazala da je uvijek moguće dobiti rješenje u ovom zadatku, ako su ispravni generali više od dvije trećine ukupnog broja. U različitim sistemima zadatak se može riješiti na različite načine.

Tolerancija vizantijske greške - sposobnost mreže da nastavi raditi, čak i ako su neki od čvorova odbili ili zlostavljali zlobno. Drugim riječima, ovo imanje mreže u kojem je riješen zadatak vizantijskih generala.

Tolerancija vizantijske greške potrebna je u sistemima motora aviona, na nuklearnim elektranama i praktično u bilo kojem sustavu, čiji su postupci ovise o rezultatima rada velikog broja senzora. Čak i Spacex smatra potencijalnim zahtjevom za svoje sustave.

Ako se ovaj zadatak primjenjuje na kontekst blockchain-a, tada su generali rudari. Moraju se složiti i prepoznati transakciju u stvarnu tako da je pala u Blockchain. Ovaj se proces naziva konsenzusom.

Jezici pregledavaju sve transakcije i odlučuju ih potvrditi ili odbiti

Na primjer, rudari vide da jedan korisnik želi poslati bitcoine u drugu. Prvi čin vjeruje da takva transakcija mora biti odobrena. Drugi osumnjičeni da ova operacija proizvodi napadača. Treća isključena iz mreže i nije provjeravala transakciju. Uzmi jedno rješenje i zatim dođite na konsenzus.

Budući da zadatak vizantijskih generala ima nekoliko rješenja, tada različiti blokovi postižu vizantijsku toleranciju grešaka koristeći različite algoritme konsenzusa. Razmotrite više najčešće.

Konsenzus algoritma

Blockchain radi na temelju distribuirane mreže. Ne postoji jedinstveni centar koji upravlja ovom mrežom. Da biste organizovali siguran rad blockchaina, morate pregovarati ko će biti rudar i kako će stvoriti blokove. Jezici rade na strogo definiranim pravilima koja se nazivaju konsenzus algoritmom.

Algoritam konsenzusa je metoda koja opisuje kako je pisanje odabran u Blockchainu i na koji pravila stvara blokove.

Da bi se bolje razumio kakav je potreban konsenzus u blockchain sistemu, zamislite stanare stambene zgrade. Blokada su potrebni za interakciju međusobno u interakciju i donositi odluke o razvoju kuće: prikupiti novac za remont, odaberite servisnu organizaciju ili imenujte dužnost. Postoje tri načina za pregovaranje - tri različita algoritma konsenzusa. Svaki od njih temelji se na određenom matematičkom modelu.

Dokaz o radu (POW) je algoritam za dokaze o radu. Jezici može postati prsluk kod kuće. Da biste stvorili nove blokove, morat će koristiti svoj računar za rješavanje složenih kriptografskih zadataka.

Algoritam će razmotriti ispravnu verziju Blockchaina u kojoj se najviše blokira. A većina čitavih blokova bit će u verziji, na stvaranje koje su stanari proveli većinu čitavih računarskih kapaciteta. Dobija se vrlo demokratska metoda: ako 51% rudara vjeruje da su transakcije u blokovima tačne i bit će. Stoga je blockchain skoro nemoguće hakirati.

Novi blokovi stvaraju one stanovnike koji imaju računar

Dokaz o udjelu (POS) je algoritam za dokazani udio vlasništva. Jezici postaju oni koji imaju više imovine u Blockchainu. Imat ćemo ove stanare sa najvećim apartmanima. A u eteričnom blokadu, na primjer, bit će korisnici koji imaju najcrpptoturrency eth. Uz ovaj algoritam, troškovi električne energije su minimalni, jer stvaranje blokova u blokadu više ne zahtijeva rješavanje složenih kriptografskih zadataka. Što više vaša udjela u Blockchainu, češće ćete stvoriti nove blokove.

Prava verzija Blockchaina, kao u dokazu o radu, smatrat će se onom u kojoj se najviše blokira. Ali dokaz o udjelu ne može se nazvati demokratskim. Većina blokova stvorit će većinu stanovnika, već najbogatiji stanari. Međutim, čak je i sigurnije. Ako Majnem pripada većini kuće, tada će biti zlonamjerno dogoditi.

Novi blokovi stvaraju stanovnike sa najvećim apartmanima

Proff of Auty (POA) je algoritam dokaza o ličnosti. Možda su se stanari okupili i odlučili da će biti jedan stan za stvaranje blokova. Ovaj algoritam se distribuira u privatnim, zatvorenim blokovima. Na primjer, dobro je prilagođen za upravljanje stanom kući iz našeg primjera.

Izabran miner bira pravu verziju blockchaina. Morat će se identificirati kako bi svi stanovnici vjerovali. Ako u nekom trenutku stanari prestaju biti suglasnici sa maneer rješenjima, moći će dodijeliti drugu. Novi bivši počet će graditi svoj lanac blokova, a stari blockchain postoji odvojeno. Takav proces u Blockchainu naziva se Hardforka.

Novi blokovi stvaraju taj stanar, koji je izabran unaprijed

Algoritmi konsenzusa su puno. Stalno izmišljen novi, ali ova tri su najpoznatija, testirana i često korištena.

Zaključak

U bilo kakvim vršnjačkim mrežama postoji nepovjerenje između sudionika. U Blockchainu rudari rješavaju ovaj problem. Ovo su korisnici koji provjeravaju transakcije i dodaju samo tačno u nove blokove.

Članak iz 1982. godine opisuje zadatak vizantijskih generala. Prvo je opisano u algoritmu kako mreža može nastaviti sa radom, čak i ako su neki od čvorova zlonamjerni ili naneseni zlonamjerno.

U Blockchainu koriste se tri sorte algoritama konsenzusa:

• Dokaz o radu (POW) je algoritam za dokaze o radu.
• Dokaz o udjelu (POS) je algoritam za dokazani udio vlasništva.
• Proff of Auty (POA) je algoritam dokaza o ličnosti.