Lorsqu'il n'y a pas d'intermédiaire dans la transaction, aucun participant peut tromper l'autre. Dans le blockchain, le problème est résolu en utilisant des algorithmes mathématiques stricts pour lesquels des blocs sont créés.
Dans le matériau, nous vous dirons qui crée et vérifie les blocs dans le blockchain. Vous apprendrez comment les algorithmes de consensus assurent la sécurité de ce processus.
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N'oubliez pas de concepts de base
- Un réseau peer est un réseau dans lequel les nœuds interagissent les uns avec les autres sans intermédiaire.
- Blockchain est une sorte de réseaux homologues à pair, une chaîne de blocs de transaction.
- Bloc - Structure spéciale pour les transactions d'enregistrement.
- Transaction - une entrée sur les changements de l'état des actifs.
Méfiance dans le blockchain
Comme il n'ya pas de serveur dans le blockchain, ajoutez et vérifiez les informations aux utilisateurs eux-mêmes. Dans le même temps, chaque participant peut chasser ses intérêts personnels aux dommages causés à la sécurité du blockchain. De là, il y a un problème de méfiance envers les participants l'un à l'autre. Pour résoudre ce problème, des algorithmes mathématiques sont utilisés, qui seront discutés plus loin.Imaginez qu'il y a des actifs sur votre portefeuille, et un autre utilisateur de blockchain estime qu'ils ne le sont pas. Sans ingérence extérieure, il est difficile de décider lequel de deux droits. Il est nécessaire de choisir parmi les utilisateurs de ceux qui vérifieront les transactions et l'ajout que le bon. Ces utilisateurs sont appelés mineurs.
Maintres - Les participants bloqués qui sont engagés dans la création de nouveaux blocs et contrôles de transaction.
Pour organiser le bon fonctionnement des mineurs, il est nécessaire d'être d'accord, qui sera et comment ils effectueront leur travail. C'est une tâche difficile, car vous devez trouver de telles règles, ce qui sera plus rentable d'observer les mineurs que de casser. C'est un exemple classique d'une tâche de la théorie du jeu: comment choisir une stratégie qui sera la même avantageuse pour les participants à des intérêts différents.
Une telle tâche a été formulée et résolue par des mathématiciens au cours du siècle dernier. Maintenant, cette solution fournit une sécurité à la fois dans le blockchain et dans d'autres technologies complexes. Pour comprendre à quel point la maintière gère de ne pas violer les intérêts de l'autre, considérez plus cette tâche.
La tâche des généraux byzantins
Dans l'article scientifique de 1982, un dilemme logique a été formulé. Il illustre le problème de la communication des nœuds d'un réseau pair-pair qui négocient la prochaine étape. En analogie, Byzance a été utilisé - un état féodal ancien avec une multitude d'armées indépendantes. D'où le nom - la tâche des généraux byzantins.
L'action a lieu pendant le siège de la ville de l'armée byzantine. La nuit, les légions de différents côtés entouraient la ville. Les généraux de chaque légion attendent l'ordre du commandant en chef. Options de commande: "attaque" ou "retraite".
La première complexité de la tâche - l'empire est en déclin. L'un des généraux et même le commandant en chef peuvent être des traîtres de Byzantium intéressés par la défaite. Les généraux doivent être considérés pour ne pas permettre le résultat défavorable. Au total, trois résultats de la bataille:
Résultat favorable. Si tous les généraux attaquent - Byzantium détruisent l'ennemi.
Résultat intermédiaire. Si tous les généraux se retirent - Byzantia conservera leur armée.
Un résultat défavorable. Si certains généraux sont attaqués, et certains se retirent-ils - l'ennemi détruit éventuellement toute l'armée de Byzance dans des parties.
Si chaque général agira à sa discrétion, le risque d'un résultat favorable est assez faible. Par conséquent, les généraux doivent échanger des informations entre eux pour venir à une solution unique.
La deuxième complexité de la tâche est l'absence d'un canal de communication fiable entre généraux. Même s'il n'y a pas de traîtres entre généraux, les informations peuvent être fausses. Par exemple, le courrier retardera ou capturera. Cette situation confondra d'autres généraux et une décision incorrecte sera prise. Dans de telles conditions, vous devez développer une stratégie d'action unifiée qui sera avantageuse pour tous les généraux.
Les mathématiques ont prouvé qu'il est toujours possible d'obtenir une solution dans cette tâche, si les généraux corrects sont supérieurs aux deux tiers du total. Dans différents systèmes, la tâche peut être résolue de différentes manières.
Tolérance des pannes byzantines - la capacité du réseau à continuer à fonctionner, même si certains des nœuds ont refusé ou agir malicieusement. En d'autres termes, cette propriété du réseau dans lequel la tâche des généraux byzantines a été résolue.
La tolérance aux défaillances byzantines est nécessaire dans les systèmes de moteurs d'aéronefs, aux centrales nucléaires et pratiquement dans n'importe quel système, dont les actions dépendent des résultats du travail d'un grand nombre de capteurs. Même SpaceX l'estime comme une exigence potentielle pour ses systèmes.
Si cette tâche est de s'appliquer au contexte du blockchain, les généraux sont des mineurs. Ils doivent être d'accord et reconnaître la transaction à réel afin de tomber dans la barque bloquante. Ce processus s'appelle un consensus.
Par exemple, les mineurs voient qu'un utilisateur souhaite envoyer des bitcoins à un autre. Le premier maintien estime qu'une telle transaction doit être approuvée. Le deuxième suspects que cette opération produit un attaquant. La troisième déconnectée du réseau et n'a pas vérifié la transaction. Prenez une seule solution puis venez à consensus.
Étant donné que la tâche de généraux byzantines comporte plusieurs solutions, les différents blocs permettent de réaliser la tolérance de défaut byzantine à l'aide de différents algorithmes de consensus. Considérer plus les plus courants.
Consensus d'algorithmes
Le blockchain fonctionne sur la base d'un réseau distribué. Il n'y a pas de centre unique qui gère ce réseau. Pour organiser l'exploitation sécurisée du bloc de blocage, vous devez négocier qui sera mineur et comment créera des blocs. Les mainteners travaillent sur des règles strictement définies appelées algorithme de consensus.
L'algorithme de consensus est une méthode qui décrit la manière dont Maintre est sélectionné dans le blockchain et par lequel les règles créent des blocs.
Pour mieux comprendre ce qu'est un consensus nécessaire dans le système de blocage, imaginez les locataires d'un immeuble d'appartements. Les Blockchas sont nécessaires pour interagir les uns avec les autres et prendre des décisions sur le développement de la maison: collecter des fonds pour la refonte, choisir une organisation d'entretien ou nommer des droits. Il existe trois façons de négocier - trois algorithmes de consensus différents. Chacun d'entre eux est basé sur un certain modèle mathématique.
Preuve de travail (POW) est un algorithme de preuve de travail. Mainter peut devenir tout gilet à la maison. Pour créer de nouveaux blocs, il devra utiliser son ordinateur pour résoudre des tâches cryptographiques complexes.
L'algorithme examinera la version correcte du bloc de blocage dans lequel le plus de blocs. Et la plupart des blocs entiers seront dans la version, à la création de laquelle les locataires ont passé la majeure partie des capacités informatiques entières. On obtient une méthode très démocratique: si 51% des mineurs estiment que les transactions en blocs sont correctes et seront. Par conséquent, le blockchain est presque impossible de pirater.
La preuve d'enjeu (POS) est un algorithme de la part prouvée de la propriété. Les mainteners deviennent ceux qui ont plus d'actifs dans le blockchain. Nous aurons ces locataires avec les plus grands appartements. Et dans le blockchalter éthérique, par exemple, il s'agira d'utilisateurs qui ont le plus d'ETH de cryptocurrence. Avec cet algorithme, les coûts de l'électricité sont minimes, car la création de blocs dans le blockchain ne nécessite plus de résoudre des tâches cryptographiques complexes. Plus votre part dans le blockchain, plus vous allez créer de nouveaux blocs.
La bonne version du blockchain, comme la preuve de travail, sera considérée comme celle dans laquelle le plus de blocs. Mais la preuve de mise ne peut être appelée démocratique. La plupart des blocs ne créeront pas la plupart des résidents, mais les locataires les plus riches. Cependant, il est encore plus sûr. Si Majnem appartient à la majeure partie de la maison, il deviendra mal malcipé de se produire.
Le prof de pouvoirs (POA) est un algorithme de la preuve de la personnalité. Il se peut que les locataires se rassemblent et ont décidé qu'il y aura un appartement pour créer des blocs. Cet algorithme est distribué en blocs privés et fermés. Par exemple, il convient parfaitement à la gestion d'un appartement de notre exemple.
Le mineur élu choisit elle-même la version vraie du blockchain. Il devra s'identifier pour que tous les résidents le croient. Si, à un moment donné, les locataires cesseront d'être des consonnes avec les solutions de maneaux, ils pourront en affecter un autre. La nouvelle maintière commencera à construire sa chaîne de blocs et l'ancien bloc de blocage existera séparément. Un tel processus dans le blockchain s'appelle Hardforka.
Les algorithmes de consensus sont beaucoup. En permanence inventent de nouveaux, mais ces trois sont les plus connus, Temps testés et fréquemment utilisés.
Conclusion
Dans tous les réseaux homologues à des pairs, il y a de la méfiance entre les participants. Dans le blockchain, les mineurs résolvent ce problème. Ce sont les utilisateurs qui consultent les transactions et n'ajoutent que correctes à de nouveaux blocs.
L'article de 1982 décrit la tâche des généraux byzantins. Il a été décrit pour la première fois dans l'algorithme de la manière dont le réseau peut continuer à fonctionner, même si certains des nœuds ont été refusés ou infligés par malveillance.
Dans le blockchain, trois variétés d'algorithmes de consensus sont utilisées:
- Preuve de travail (POW) est un algorithme de preuve de travail.
- La preuve d'enjeu (POS) est un algorithme de la part prouvée de la propriété.
- Le prof de pouvoirs (POA) est un algorithme de la preuve de la personnalité.