トランザクションに仲介者がない場合、参加者は他の参加者を欺く可能性があります。ブロックチェーンでは、ブロックが作成されている厳密な数学的アルゴリズムを使用して問題が解決されます。
資料では、ブロックチェーン内のブロックを作成してチェックする人をお知らせします。コンセンサスアルゴリズムがこのプロセスのセキュリティを確保する方法を学びます。
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基本概念を覚えておいてください
- ピアネットワークは、ノードが仲介されずに互いに対話するネットワークです。
- BlockChainは一種のピアツーピアネットワーク、トランザクションブロックのチェーンです。
- ブロック - トランザクションを記録するための特別な構造。
- トランザクション - 資産の変化に関するエントリ。
ブロックチェーンに不信
ブロックチェーンにサーバーがないので、ユーザー自体に情報を追加して検証します。同時に、各参加者は、ブロックチェーンのセキュリティへの損害に対する彼の個人的な利益を追跡するかもしれません。ここから参加者がお互いに不信に不信に及ぶという問題があります。それを解決するために、数学的アルゴリズムが使用され、それについてさらに説明する。あなたの財布に資産があると想像して、もう1つのブロックチェーンユーザーは彼らがそうではないと信じています。外部の干渉がなければ、2つの権利のどれを決めるのは困難です。トランザクションを確認し、正しいだけを追加する人のユーザーの中から選択する必要があります。そのようなユーザーは鉱山労働者と呼ばれます。
メーカー - 新しいブロックとトランザクションチェックの作成に従事している参加者がブロックされています。
鉱夫の適切な操作を開催するためには、同意する必要があります。このような規則を思いつく必要があるため、これは難しい作業です。これは、鉱山労働者を壊すよりも有益になるでしょう。これは、ゲーム理論からのタスクの古典的な例です：さまざまな興味を持つ参加者にとって同じに有利である戦略をどのように選択するか。
そのような課題は、前世紀の数学者によって策定され、解決されました。今このソリューションは、ブロックチェーンと他の複雑な技術の両方でセキュリティを提供します。メーカーがお互いの利益に違反しないことをどのように管理するかを理解するには、このタスクをもっと検討してください。
バイザンチンの任命の課題
1982年の科学記事では、論理的ジレンマが処方されました。次のステップをネゴシエートするピアツーピアネットワークのノードを通信するという問題を示しています。類推として、ビザンチウムが使用された - 多数の独立した軍の古代の封建状態。したがって、名前 - ビザンチンの任命の仕事。
アクションはビザンチン軍の包囲の間に行われます。夜に、さまざまな側からの軍団が街に囲まれています。各軍団の将軍は、長官の秩序を待っています。注文オプション：「攻撃」または「退却」。
タスクの最初の複雑さ - 帝国は辞退しています。将軍や司令官のいずれかでさえも、敗北に関心のあるビザンチウムの裏切り者になることができます。将軍は不利な結果を可能にしないと考える必要があります。合計で、戦いの3つの結果：
有利な結果。すべての将軍が攻撃したら - バイザンチウムは敵を破壊する。
中間転帰すべての将軍が後退するのであれば、バイザンティアは彼らの軍隊を維持するでしょう。
不利な結果。いくつかの将来の将来の人が攻撃され、いくつかは退却するでしょう - 敵は最終的に部品のバイザンチウム軍全体を破壊します。
それぞれの一般的な裁量がその裁量で行動するならば、好ましい結果の可能性は非常に低いです。したがって、将軍は単一の解決策に来るために自分自身の間で情報を交換する必要があります。
タスク内の2番目の複雑さは、将軍間の信頼できる通信チャネルの欠如です。将来の間に裏切り人がない場合でも、情報は偽の場合があります。たとえば、宅配便は遅れるか取得します。この状況は他の将軍を混乱させると誤った決定が下されます。そのような条件では、すべての将軍にとって有利な行動の統一された戦略を開発する必要があります。
数学は、正しい将軍が合計の3分の2を超える場合、このタスクで解決策を取得することが常に可能であることを証明しました。さまざまなシステムでは、タスクはさまざまな方法で解決できます。
ビザンチンフォールトトレランス - ノードの何人かが故意または行動したとしても、ネットワークが機能し続ける能力。言い換えれば、ビザンチン将軍の課題が解決されたネットワークのこの特性。
バイザンチン耐性は、原子力発電所での航空機エンジンのシステムでは、原子力発電所では実質的に任意のシステムで必要であり、その行動は多数のセンサーの作業の結果に依存する。 SpaceXでさえ、それはそのシステムの潜在的な要件として考慮されます。
このタスクがブロックチェーンのコンテキストに適用される場合は、将軍は鉱山です。それがブロックチェーンに落ちたように彼らは同意し、実際の取引を認識しなければなりません。このプロセスはコンセンサスと呼ばれます。
たとえば、Minersは、ユーザーがビットコインを別のユーザーに送信したいことを確認します。最初のメインセラは、そのような取引が承認されなければならないと考えています。 2番目は、この操作が攻撃者を生成することを疑っています。 3番目はネットワークから切断され、トランザクションを確認しませんでした。単一の解決策を取り、次にコンセンサスになります。
バイザンチンの将軍の課題にはいくつかの解がありますので、異なるブロックは異なるコンセンサスアルゴリズムを使用してビザンチン耐性耐性を達成します。もっと最も一般的なことを考えてください。
アルゴリズムコンセンサス
ブロックチェーンは分散ネットワークに基づいて機能します。このネットワークを管理する単一のセンターはありません。ブロックチェーンの安全な操作を整理するには、誰がマイナーになるか、およびそれがどのようにブロックを作成するかを交渉する必要があります。主体は、コンセンサスアルゴリズムと呼ばれる厳密に定義された規則に取り組んでいます。
コンセンサスアルゴリズムは、ブロックチェーンでメインセラがどのように選択されているか、およびそれがブロックを作成するルールを記述する方法です。
ブロックチェーンシステムにコンセンサスが必要なのかをよりよく理解するために、アパートの建物のテナントを想像してください。彼らは互いに対話し、家の開発について決定を下すために必要とされています。交渉するには3つの方法があります - 3つの異なるコンセンサスアルゴリズムがあります。それらのそれぞれは特定の数学モデルに基づいています。
作業証明（POW）は仕事の証拠のためのアルゴリズムです。メイン機は家でのベストになることができます。新しいブロックを作成するには、複雑な暗号化タスクを解決するために自分のコンピュータを使用する必要があります。
アルゴリズムは、ほとんどのブロックが最もブロック内の正しいバージョンを考慮します。そして、ブロック全体のほとんどはバージョンにあり、テナントがコンピュータ容量全体のほとんどを費やした。非常に民主的な方法が得られます：鉱山の51％がブロック内の取引が正しいと信じていると信じる。したがって、ブロックチェーンはハッキングすることはほとんど不可能です。
Stakeの証明（POS）は、所有権の証明されたシェアのためのアルゴリズムです。メーカーはブロックチェーンにもっと資産を持っている人になります。私たちは最大のアパートメントを持つこのテナントを持っています。そして、例えばEtheric BlockChalterでは、最も暗号化されたETHを持っているユーザーになります。このアルゴリズムでは、ブロックチェーン内のブロックの作成が複雑な暗号化タスクを解く必要がなくなったため、電力コストは最小限です。ブロックチェーン内のあなたの共有が多いほど、新しいブロックを作成することがよくあります。
仕事の証明と同様に、ブロックチェーンの適切なバージョンは、ほとんどのブロックがあるものと見なされます。しかし、ステークの証明は民主的に呼ばれることはできません。ほとんどのブロックはほとんどの居住者ではなく、最も裕福なテナントを作成します。しかし、さらに安全です。マジュネムが家のほとんどのものに属しているならば、それは悪意のあるようになるでしょう。
権威の教授（POA）は、個性証明のアルゴリズムです。テナントが集まって、ブロックを作成するための1つのアパートがあると決定するかもしれません。このアルゴリズムはプライベート、クローズドブロックに分散されています。たとえば、この例からアパートの家を管理するのに適しています。
選択された鉱山地自体は、BlockChainの真のバージョンを選択します。彼はすべての居住者が彼を信じるように自分自身を識別しなければならないでしょう。ある時点で、テナントがマニアソリューションと共同であることをやめることができれば、彼らは別のものを割り当てることができるでしょう。新しいメインセラはブロックのチェーンを作成し始め、古いブロックチェーンは別々に存在します。ブロックチェーン内のそのようなプロセスはHardFrifaと呼ばれます。
コンセンサスアルゴリズムはたくさんあります。常に新しいものを発明するが、これら3つは最もよく知られている、時間テストおよび頻繁に使用されています。
結論
ピアツーピアネットワークでは、参加者の間に不信があります。ブロックチェーンでは、鉱夫はこの問題を解決します。これらはトランザクションを確認し、新しいブロックに正しいだけを追加するユーザーです。
1982年の記事では、ビザンチン将軍の課題について説明します。ノードの何人かが故意に拒否された、またはそれが拒否されたとしても、ネットワークがどのように機能し続けることができるかのアルゴリズムで最初に説明されました。
ブロックチェーンでは、3種類のコンセンサスアルゴリズムが使用されています。
- 作業証明（POW）は仕事の証拠のためのアルゴリズムです。
- Stakeの証明（POS）は、所有権の証明されたシェアのためのアルゴリズムです。
- 権威の教授（POA）は、個性証明のアルゴリズムです。