Načelo rada Blockchain: Tko stvara blokove

Kada u transakciji nema posrednika, bilo koji sudionik može prevariti drugo. U blokchain je problem riješen pomoću strogih matematičkih algoritama za koje se stvaraju blokovi.

U materijalu ćemo vam reći tko stvara i provjerava blokove u blokchain. Naučit ćete kako konsenzusni algoritmi osiguravaju sigurnost ovog procesa.

1. P2P: Gdje se koriste vršnjaci
2. Šifriranje u Blockchain: na prstima
3. BlockChalter - lanac transakcijskih blokova. Rastavljamo definiciju prema
4. Šifriranje u Blockchain: Zašto vam je potreban digitalni potpis
5. Načelo rada Blockchain: Tko stvara blokove
6. Za koje svrhe i zadatke odgovara blokcha

Zapamtite osnovne pojmove

• Peer mreža je mreža u kojoj čvorovi međusobno djeluju bez posrednika.
• Blockchain je vrsta peer-to-peer mreža, lanca transakcijskih blokova.
• Blok - posebna struktura za snimanje transakcija.
• Transakcija - unos o promjenama u stanju imovine.

Nepovjerenje u blockchain

Budući da ne postoji poslužitelj u Blockchain, dodajte i potvrdite informacije samim korisnicima. U isto vrijeme, svaki sudionik može otjerati svoje osobne interese na štetu na sigurnosti Blockchaina. Odavde postoji problem nepovjerenja na sudionike jedni drugima. Da biste ga riješili, koriste se matematički algoritmi koji će se raspravljati dalje.

Zamislite da postoji imovina na vašem novčaniku, a još jedan korisnik blockchain vjeruje da nisu. Bez vanjskih smetnji teško je odlučiti koja od dva prava. Potrebno je odabrati među korisnicima onih koji će provjeriti transakcije i dodati samo točne. Takvi se korisnici nazivaju rudari.

Mairnici - blokirani sudionici koji se bave stvaranjem novih blokova i transakcijskih čekova.

Kako organizirati pravilan rad rudara, potrebno je dogovoriti, tko će biti i kako će obaviti svoj rad. Ovo je težak zadatak, jer morate smisliti takva pravila, koja će biti profitabilnija promatrati rudare nego razbiti. Ovo je klasičan primjer zadatka teorije igara: kako odabrati strategiju koja će biti ista povoljna za sudionike s različitim interesima.

Takav je zadatak formuliran i riješen matematičarima u prošlom stoljeću. Sada ovo rješenje osigurava sigurnost iu blokchain iu drugim složenim tehnologijama. Da biste razumjeli koliko uspijevaju, ne krše interese jedni drugima, razmotrite ovaj zadatak više.

Zadatak bizantskih generala

U znanstvenom članku 1982. formulirana je logička dilema. To ilustrira problem komuniciranja čvorova vršne mreže koja pregovara o sljedećem koraku. Kao analogija, korištena je Bizantij - drevno feudalno stanje s mnoštvom neovisnih vojski. Stoga ime - zadatak bizantskih generala.

Akcija se odvija tijekom opsade grada bizantske vojske. Noću, legije s različitih strana okružene su grad. Generali svake legije čekaju nalog glavnog zapovjednika. Mogućnosti narudžbe: "Napad" ili "Retreat".

Generali čekaju nalog glavnog zapovjednika kako bi riješili "napad" ili "povlačenje"

Prva složenost zadatka - Carstvo je u padu. Bilo koji od generala, pa čak i glavni zapovjednik može biti izdajica Bizanta zainteresirani za poraz. Generali se moraju smatrati ne dopuštaju nepovoljan ishod. Ukupno, tri ishoda bitke:

Povoljan ishod. Ako svi generali napadaju - Bizant uništi neprijatelja.

Srednji ishod. Ako se svi generali povuče - Byzantia će zadržati svoju vojsku.

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

Ako svaki general će djelovati po vlastitom nahođenju, onda je vjerojatnost povoljnog ishoda prilično niska. Stoga generali moraju međusobno razmijeniti informacije kako bi došli u jedno rješenje.

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

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

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

Bizantska tolerancija krivnje - sposobnost mreže da nastavi raditi, čak i ako su neki od čvorova odbili ili djelovati zlonamjerno. Drugim riječima, ovo svojstvo mreže u kojoj je riješen zadatak bizantskih generala.

Bizantska tolerancija zbog pogrešaka potrebna je u sustavima zrakoplovnih motora, na nuklearnim elektranama i praktički u bilo kojem sustavu, čije djelovanje ovise o rezultatima rada velikog broja senzora. Čak i SpaceX ga smatra potencijalnim zahtjevom za njegove sustave.

Ako se taj zadatak primjenjuje na kontekst blockchaina, generali su rudari. Moraju se složiti i prepoznati transakciju na stvarnost, tako da je pao u blockchain. Ovaj se proces naziva konsenzusom.

Mairnici pregledavaju sve transakcije i odlučite ih potvrditi ili odbiti

Na primjer, rudari vide da jedan korisnik želi poslati Bitcoins na drugi. Prvi stroj vjeruje da takva transakcija mora biti odobrena. Drugi osumnjičeni da ova operacija proizvodi napadača. Treći isključen iz mreže i nije provjerio transakciju. Uzmite jedno rješenje, a zatim dođite u konsenzus.

Budući da zadatak bizantskih generali ima nekoliko rješenja, onda različiti blokovi postižu bizantsku toleranciju grešaka pomoću različitih algoritama konsenzusa. Razmotriti više najčešći.

Konsenzus algoritama

Blockchain radi na temelju distribuirane mreže. Ne postoji niti jedan centar koji upravlja ovom mrežom. Da biste organizirali siguran rad blockchaina, morate pregovarati tko će biti rudar i kako će stvoriti blokove. Mairnici rade na strogo definirana pravila koja se nazivaju algoritam konsenzusa.

Algoritam konsenzusa je metoda koja opisuje kako je Mainer odabran u blockchain i kojim pravilima stvara blokove.

Da bi bolje razumjeli što je potreban konsenzus u blockchain sustavu, zamislite stanare stambene zgrade. Blockchas ih je potrebno za interakciju međusobno i donositi odluke o razvoju kuće: prikupiti novac za remont, odabrati servisiranje organizacije ili imenovanje dužnosti. Postoje tri načina za pregovaranje - tri različita algoritmena konsenzusa. Svaki od njih temelji se na određenom matematičkom modelu.

Dokaz o radu (POW) je algoritam za dokaze o radu. Mairni može postati bilo koji prsluk kod kuće. Da biste stvorili nove blokove, morat će koristiti svoje računalo za rješavanje složenih kriptografskih zadataka.

Algoritam će razmotriti ispravnu verziju blockchain u kojoj najviše blokova. I većina cijelih blokova bit će u verziji, na stvaranje od kojih su stanari proveli većinu cijelih računalnih kapaciteta. Dobiva se vrlo demokratska metoda: ako 51% rudara vjeruje da su transakcije u blokovima točne i bit će. Stoga je blockchain gotovo nemoguće hakirati.

Novi blokovi stvaraju te stanovnike koji imaju računalo

Dokaz uloga (POS) je algoritam za dokazani udio vlasništva. Mairnici postaju oni koji imaju više sredstava u blokchain. Imat ćemo ove stanare s najvećim apartmanima. I u eteričnom blokchalteru, na primjer, bit će korisnici koji imaju najviše kriptokuncy et. S ovim algoritmom, troškovi električne energije su minimalni, jer stvaranje blokova u blokchain više ne zahtijeva rješavanje složenih kriptografskih zadataka. Što više udio u Blockchain, češće ćete stvoriti nove blokove.

Prava verzija Blockchain, kao u dokazu o radu, smatrat će se onom u kojoj najviše blokova. Ali dokaz o kore ne može se nazvati demokratskim. Većina blokova neće stvoriti najviše stanovnika, već najbogatijih stanara. Međutim, čak je i sigurnije. Ako Majnem pripada većini kuće, onda će postati zlonamjerno.

Novi blokovi stvaraju stanovnike s najvećim apartmanima

Profil vlasti (POA) je algoritam dokazivanja osobnosti. 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, to je dobro prikladno za upravljanje stanom dom iz našeg primjera.

Izabrani rudar bira pravu verziju blockchaina. Morat će se identificirati tako da mu svi stanovnici vjeruju. Ako u nekom trenutku stanari prestanu biti suglasnici s maniranskim rješenjima, moći će dodijeliti drugu. Novi pisac će početi graditi svoj lanac blokova, a stari blockchain će postojati odvojeno. Takav proces u blockchain naziva se hardforka.

Novi blokovi stvaraju taj stanar, koji je odabran unaprijed

Konsenzus algoritmi su mnogo. Stalno izmišljaju nove, ali ova tri su najpoznatija, vremenski testirana i često korištena.

Zaključak

U svim vršnjačkim mrežama postoji nepovjerenje između sudionika. U blokchain, rudari rješavaju ovaj problem. To su korisnici koji provjeravaju transakcije i dodaju samo ispravne novim blokovima.

Članak 1982. opisuje zadatak bizantskih generala. Prvi je opisano u algoritmu kako mreža može nastaviti raditi, čak i ako su neki od čvorova odbijeni ili nanijeli zlonamjerno.

U blokchain se koristi tri vrste konsenzusa algoritmi:

• Dokaz o radu (POW) je algoritam za dokaze o radu.
• Dokaz uloga (POS) je algoritam za dokazani udio vlasništva.
• Profil vlasti (POA) je algoritam dokazivanja osobnosti.