Quando non ci sono intermediari nella transazione, qualsiasi partecipante può ingannare l'altro. Nel Blockchain, il problema viene risolto usando rigidi algoritmi matematici per i quali vengono creati blocchi.
Nel materiale ti diremo chi crea e controlla i blocchi nel Blockchain. Imparerai come gli algoritmi di consenso assicurano la sicurezza di questo processo.
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- Principio di funzionamento del Blockchain: chi crea blocchi
- Per quali scopi e compiti si adattano al blockcha
Ricorda concetti di base.
- Una rete peer è una rete in cui i nodi interagiscono tra loro senza un intermediario.
- Blockchain è una sorta di reti peer-to-peer, una catena di blocchi di transazione.
- Blocco - Struttura speciale per le transazioni di registrazione.
- Transazione: una voce sui cambiamenti nello stato delle attività.
Sfiducia nel blockchain
Dal momento che non ci sono server nel Blockchain, aggiungi e verificare le informazioni agli utenti stessi. Allo stesso tempo, ogni partecipante può inseguire i suoi interessi personali per il danno alla sicurezza del Blockchain. Da qui c'è un problema di sfiducia dei partecipanti l'uno all'altro. Per risolverlo, vengono utilizzati algoritmi matematici, che verranno discussi ulteriormente.Immagina che ci siano beni sul tuo portafoglio, e un altro utente Blockchain crede che non lo siano. Senza interferenze esterne, è difficile decidere quale dei due diritti. È necessario scegliere tra gli utenti di coloro che controlleranno le transazioni e aggiungerà solo il corretto. Tali utenti sono chiamati minatori.
Le mainer - hanno bloccato partecipanti che sono impegnati nella creazione di nuovi blocchi e controlli di transazione.
Per organizzare il corretto funzionamento dei minatori, è necessario concordare, chi sarà e come eseguiranno il loro lavoro. Questo è un compito difficile, perché devi inventare tali regole, che sarà più redditizio osservare i minatori piuttosto che rompere. Questo è un classico esempio di un compito della teoria del gioco: come scegliere una strategia che sarà lo stesso vantaggioso per i partecipanti con interessi diversi.
Un tale compito è stato formulato e risolto dai matematici nel secolo scorso. Ora questa soluzione fornisce sicurezza sia nel Blockchain che in altre tecnologie complesse. Per capire come i mainer riescono a non violare gli interessi l'uno dell'altro, considerare questo compito di più.
Il compito dei generali bizantini
Nell'articolo scientifico del 1982, è stato formulato un dilemma logico. Illustra il problema dei nodi comunicanti di una rete peer-to-peer che negozia il passo successivo. Come analogia, è stato utilizzato Byzantium - un antico stato feudale con una moltitudine di eserciti indipendenti. Da qui il nome - il compito dei generali bizantina.
L'azione avviene durante l'assedio della città dell'esercito bizantino. Di notte, legioni da diversi lati circondavano la città. I generali di ogni legione stanno aspettando l'ordine del comandante in capo. Opzioni d'ordine: "Attack" o "Ritiro".
La prima complessità del compito - l'impero è in declino. Qualsiasi dei generali e persino il comandante-capo può essere traditore di Bisanzio interessato alla sconfitta. I generali devono essere considerati per non consentire un risultato sfavorevole. In totale, tre esiti della battaglia:
Esito favorevole. Se tutti i generali attacco - Byzantium distruggono il nemico.
Risultato intermedio. Se tutti i generali si ritirano - Byzantia manterranno il loro esercito.
Un risultato sfavorevole. Se alcuni generali vengono attaccati, e alcuni si ritirano - il nemico alla fine distrugge l'intero esercito di Bisanzio in parti.
Se ogni generale agirà a sua discrezione, allora la probabilità di un risultato favorevole è piuttosto basso. Pertanto, i generali devono scambiare informazioni tra loro per arrivare a una soluzione singola.
La seconda complessità nel compito è la mancanza di un canale di comunicazione affidabile tra i generali. Anche se non ci sono traditori tra i generali, le informazioni potrebbero essere false. Ad esempio, il corriere ritarderà o catturarà. Questa situazione confonderà altri generali e verrà effettuata una decisione errata. In tali condizioni, è necessario sviluppare una strategia unificata di azioni che saranno vantaggiose per tutti i generali.
La matematica ha dimostrato che è sempre possibile ottenere una soluzione in questo compito, se i generali corretti sono più di due terzi del totale. In diversi sistemi, l'attività può essere risolta in modi diversi.
Tolleranza bizantina Guasto - La capacità della rete di continuare a funzionare, anche se alcuni dei nodi hanno rifiutato o agivano maliziosamente. In altre parole, questa proprietà della rete in cui è stato risolto il compito dei generali bizantini.
La tolleranza dei guasti bizantini è necessaria nei sistemi di motori aeronautici, nelle centrali nucleari e praticamente in qualsiasi sistema, le cui azioni dipendono dai risultati del lavoro di un gran numero di sensori. Anche Spacex lo considera come un potenziale requisito per i suoi sistemi.
Se questa attività è quella di applicare al contesto del Blockchain, i generali sono minatori. Devono essere d'accordo e riconoscere la transazione in realtà in modo che sia caduto nel blockchain. Questo processo è chiamato consenso.
Ad esempio, i minatori vedono che un utente vuole inviare bitcoin a un altro. Il primo mainer ritiene che tale transazione debba essere approvata. Il secondo sospetta che questa operazione produce un attaccante. Il terzo disconnesso dalla rete e non ha controllato la transazione. Prendi una singola soluzione e poi vieni al consenso.
Poiché il compito dei generali bizantini ha diverse soluzioni, i blocchi diversi raggiungono la tolleranza bizantina dei guasti con diversi algoritmi di consenso. Considerare più il più comune.
Consenso algoritmi
Il Blockchain funziona sulla base di una rete distribuita. Non esiste un singolo centro che gestisce questa rete. Per organizzare il funzionamento sicuro del Blockchain, devi negoziare chi sarà minatore e come creerà blocchi. Le mainer funzionano su regole rigorosamente definite chiamate algoritmo di consenso.
L'algoritmo di consenso è un metodo che descrive come Mainer è selezionato nel Blockchain e con cui le regole crea blocchi.
Per capire meglio cosa è necessario un consenso nel sistema Blockchain, immagina gli inquilini di un condominio. I blockcha loro sono necessari per interagire tra loro e prendere decisioni sullo sviluppo della casa: raccogliere denaro per la revisione, scegliere l'organizzazione di manutenzione o nominare il dazio. Ci sono tre modi per negoziare - tre diversi algoritmi di consenso. Ognuno di loro è basato su un determinato modello matematico.
La prova del lavoro (POW) è un algoritmo per prove di lavoro. Mainer può diventare qualsiasi giubbotto a casa. Per creare nuovi blocchi, dovrà usare il suo computer per risolvere compiti crittografici complessi.
L'algoritmo prenderà in considerazione la versione corretta del Blockchain One in cui il maggior numero di blocchi. E la maggior parte degli interi blocchi sarà nella versione, alla creazione di cui gli inquilini hanno trascorso la maggior parte delle intera capacità del computer. Si ottiene un metodo molto democratico: se il 51% dei minatori ritiene che le transazioni nei blocchi siano corrette e saranno. Pertanto, il Blockchain è quasi impossibile da hackerare.
La prova della partecipazione (POS) è un algoritmo per la comprovata quota di proprietà. I mainer diventano quelli che hanno più beni nel Blockchain. Avremo questi inquilini con gli appartamenti più grandi. E nel blockchalter eterico, ad esempio, saranno utenti che hanno l'ETH più crittocurrency. Con questo algoritmo, i costi dell'elettricità sono minimi, poiché la creazione di blocchi nel Blockchain non richiede più la risoluzione di compiti crittografici complessi. Più la tua condivisione nel Blockchain, più spesso creerai nuovi blocchi.
La versione giusta del Blockchain, come nella prova del lavoro, sarà considerata quella in cui il maggior numero di blocchi. Ma la prova della partecipazione non può essere chiamata democratica. La maggior parte dei blocchi non creerà la maggior parte dei residenti, ma gli inquilini più ricchi. Tuttavia, è anche più sicuro. Se Majnem appartiene alla maggior parte della casa, allora diventerà dannoso per accadere.
Il prof di Autorità (POA) è un algoritmo di prova della personalità. Potrebbe essere che gli inquilini raccolti e decisero che ci sarà un appartamento per creare blocchi. Questo algoritmo è distribuito in blocchi privati e chiusi. Ad esempio, è adatto per la gestione di un appartamento a casa dal nostro esempio.
Il minatore eletto stesso sceglie la vera versione del Blockchain. Dovrà identificarsi in modo che tutti i residenti lo credano. Se ad un certo punto gli inquilini cesseranno di essere consonanti con le soluzioni di Maneer, saranno in grado di assegnarne un altro. Il nuovo Mainer inizierà a costruire la sua catena di blocchi e il vecchio Blockchain esisterà separatamente. Tale processo nel Blockchain è chiamato hardforka.
Gli algoritmi di consenso sono molto. Inventare costantemente nuovi, ma questi tre sono i più noti, testati in tempo e spesso utilizzati.
Conclusione
In qualsiasi rete peer-to-peer vi è sfiducia tra i partecipanti. Nel Blockchain, i minatori risolvono questo problema. Questi sono gli utenti che controllano le transazioni e aggiungono solo corretti a nuovi blocchi.
L'articolo del 1982 descrive il compito dei generali bizantini. È stato descritto per la prima volta nell'algoritmo di come la rete può continuare a lavorare, anche se alcuni dei nodi sono stati negati o inflitti maliziosamente.
Nel Blockchain, sono utilizzate tre varietà di algoritmi di consenso:
- La prova del lavoro (POW) è un algoritmo per prove di lavoro.
- La prova della partecipazione (POS) è un algoritmo per la comprovata quota di proprietà.
- Il prof di Autorità (POA) è un algoritmo di prova della personalità.