Når det ikke er noen mellommenn i transaksjonen, kan enhver deltaker bedra den andre. I blokkeringen er problemet løst ved hjelp av strenge matematiske algoritmer for hvilke blokker som er opprettet.
I materialet vil vi fortelle deg hvem som skaper og kontrollerer blokkene i blokkeringen. Du vil lære hvordan konsensusalgoritmene sikrer sikkerheten til denne prosessen.
- P2P: Hvor Peer Networks brukes
- Kryptering i blokkeringen: På fingrene
- Blockchalter - Chain of Transaction Blocks. Vi demonterer definisjonen i henhold til
- Kryptering i blokkeringen: Hvorfor trenger du en digital signatur
- Driftsprinsippet for blokkeringen: Hvem lager blokker
- For hvilke formål og oppgaver passer til blockchaen
Husk grunnleggende konsepter
- Et peer-nettverk er et nettverk hvor noderne samhandler med hverandre uten en mellommann.
- Blockchain er en slags peer-to-peer-nettverk, en kjede av transaksjonsblokker.
- Blokker - Spesiell struktur for opptakstransaksjoner.
- Transaksjon - en oppføring på endringer i tilstanden av eiendeler.
Mistillit i blokkeringen
Siden det ikke er noen server i blokkeringen, legg til og verifiser informasjon til brukerne selv. Samtidig kan hver deltaker jage sine personlige interesser til skade på sikkerheten til blokkeringen. Herfra er det et problem med mistillid til deltakerne til hverandre. For å løse det brukes matematiske algoritmer, som vil bli diskutert ytterligere.Tenk deg at det er eiendeler på lommeboken din, og en annen Blockchain-bruker mener at de ikke er det. Uten utenom forstyrrelser er det vanskelig å bestemme hvilken av to rettigheter. Det er nødvendig å velge mellom brukere av de som vil sjekke transaksjonene og legge bare til riktig. Slike brukere kalles gruvearbeidere.
Mainers - Blokkerte deltakere som er engasjert i opprettelsen av nye blokker og transaksjonskontroller.
For å organisere den riktige driften av gruvearbeidere, er det nødvendig å være enig, hvem vil være og hvordan de skal utføre sitt arbeid. Dette er en vanskelig oppgave, fordi du må komme opp med slike regler, som vil være mer lønnsomt å observere gruvearbeidere enn å bryte. Dette er et klassisk eksempel på en oppgave fra spillteorien: Hvordan velge en strategi som vil være den samme fordelaktige for deltakerne med ulike interesser.
En slik oppgave ble formulert og løst av matematikere i forrige århundre. Nå gir denne løsningen sikkerheten både i blokkeringen og i andre komplekse teknologier. For å forstå hvordan Mainers klarer å ikke krenke interessene til hverandre, bør du vurdere denne oppgaven mer.
Oppgaven med bysantinske generaler
I den vitenskapelige artikkelen i 1982 ble et logisk dilemma formulert. Det illustrerer problemet med å kommunisere noder av et peer-to-peer-nettverk som forhandler neste trinn. Som en analogi ble byzantium brukt - en gammel feodal tilstand med en rekke uavhengige hærer. Derfor navnet - oppgaven med bysantinske generaler.
Handlingen foregår under beleiringen av byen av den bysantinske hæren. Om natten omgikk legions fra forskjellige sider byen. Generalene til hver legion venter på rekkefølgen av kommandørens i sjefen. Bestillingsalternativer: "Attack" eller "Retreat".
Oppgavens første kompleksitet - Empire er i tilbakegang. Enhver av generalene og til og med den kommandør-i-sjefen kan være forræder av Byzantium interessert i nederlag. Generaler må vurderes å ikke tillate ugunstig utfall. Totalt tre utfall av kampen:
Gunstig utfall. Hvis alle generaler angriper - Byzantium ødelegger fienden.
Mellomliggende utfall. Hvis alle generaler vil trekke seg tilbake, vil Byzantia beholde sin hær.
Et ugunstig utfall. Hvis noen generaler blir angrepet, og noen vil trekke seg tilbake - ødelegger fienden til slutt hele bysantiumets hær i deler.
Hvis hver general vil handle etter eget skjønn, er sannsynligheten for et gunstig utfall ganske lavt. Derfor må generalene utveksle informasjon blant seg selv for å komme til en enkelt løsning.
Den andre kompleksiteten i oppgaven er mangelen på en pålitelig kommunikasjonskanal mellom generaler. Selv om det ikke er noen forrædere blant generaler, kan informasjonen være feil. For eksempel vil kureren forsinke eller fange. Denne situasjonen vil forvirre andre generaler og en feil beslutning vil bli gjort. Under slike forhold må du utvikle en samlet strategi for handlinger som vil være fordelaktig for alle generaler.
Matematikk viste at det alltid er mulig å få en løsning i denne oppgaven, hvis de riktige generalene er mer enn to tredjedeler av totalen. I forskjellige systemer kan oppgaven løses på forskjellige måter.
Byzantinsk feiltoleranse - nettverkets evne til å fortsette å fungere, selv om noen av nodene nektet eller handle skadelig. Med andre ord, denne egenskapen til nettverket der oppgaven til bysantinske generaler er løst.
Byzantinsk feiltoleranse er nødvendig i systemene for flymotorer, ved atomkraftverk og praktisk talt i ethvert system, hvorav handlingene avhenger av resultatene av arbeidet med et stort antall sensorer. Selv SpaceX vurderer det som et potensielt krav til sine systemer.
Hvis denne oppgaven skal gjelde for sammenheng med blokkeringen, så er generalene gruvearbeidere. De må være enige og anerkjenne transaksjonen til ekte, slik at den falt i blokkeringen. Denne prosessen kalles konsensus.
For eksempel ser gruvearbeidere at en bruker ønsker å sende bitcoins til en annen. Den første hovedretten mener at en slik transaksjon må godkjennes. Den andre mistenkte at denne operasjonen produserer en angriper. Den tredje frakoblet nettverket og sjekket ikke transaksjonen. Ta en enkelt løsning og kom deretter til konsensus.
Siden oppgaven med bysantinske generaler har flere løsninger, oppnår forskjellige blokker den bysantinske feiltoleransen ved hjelp av forskjellige konsensusalgoritmer. Vurder mer den vanligste.
Algoritmer konsensus
Blockchain fungerer på grunnlag av et distribuert nettverk. Det er ikke et enkelt senter som styrer dette nettverket. For å organisere sikker drift av blokkeringen må du forhandle hvem som skal være miner og hvordan det vil skape blokker. Mainers arbeider på strengt definerte regler kalt konsensusalgoritme.
Konsensusalgoritmen er en metode som beskriver hvordan Mainer er valgt i blokkeringen, og som regler det skaper blokker.
For bedre å forstå hva en konsensus er nødvendig i Blockchain-systemet, forestill deg leietakere i en leilighetskompleks. Blockchas dem er nødvendig for å samhandle med hverandre og ta avgjørelser om utviklingen av huset: samle inn penger for overhaling, velg serviceorganisasjon eller utnevne plikt. Det er tre måter å forhandle - tre forskjellige konsensusalgoritmer. Hver av dem er basert på en bestemt matematisk modell.
Bevis på arbeid (POW) er en algoritme for bevis på arbeid. Mainer kan bli noen vest hjemme. For å lage nye blokker, må det bruke datamaskinen til å løse komplekse kryptografiske oppgaver.
Algoritmen vil vurdere den riktige versjonen av blokkeringen som de fleste blokker. Og det meste av hele blokkene vil være i versjonen, til etableringen som leietakere tilbrakte mesteparten av hele datakapasiteten. En svært demokratisk metode er oppnådd: Hvis 51% av gruvearbeidere mener at transaksjoner i blokker er korrekte og vil være. Derfor er blokkeringen nesten umulig å hacke.
Bevis for eierandel (POS) er en algoritme for den beviste andelen av eierskap. Mainers blir de som har flere eiendeler i blokkeringen. Vi vil ha denne leietakere med de største leilighetene. Og i den eteriske blokkering, for eksempel, vil det være brukere som har den mest kryptokurentiske etet. Med denne algoritmen er strømkostnadene minimal, siden etableringen av blokker i blokkeringen ikke lenger krever å løse komplekse kryptografiske oppgaver. Jo mer din andel i blokkeringen, jo oftere vil du opprette nye blokker.
Den rette versjonen av Blockchain, som i bevis på arbeid, vil bli ansett som den som de fleste blokker. Men bevis på innsats kan ikke kalles demokratisk. De fleste av blokkene vil skape ikke de fleste innbyggere, men de rikeste leietakene. Det er imidlertid enda tryggere. Hvis Majnem tilhører det meste av huset, så blir det skadelig å skje.
Prof of Authority (POA) er en algoritme av personlighetsbevis. Det kan være at leietakere samlet seg og bestemte seg for at det vil være en leilighet for å lage blokker. Denne algoritmen er distribuert i private, lukkede blokker. For eksempel er det godt egnet for å administrere en leilighet hjemme fra vårt eksempel.
Den valgte mineren selv velger den sanne versjonen av blokkeringen. Han må identifisere seg slik at alle innbyggerne tror på ham. Hvis på et tidspunkt vil leietakere opphøre å være konsonanter med manørløsninger, vil de kunne tildele en annen. Den nye hovednappen begynner å bygge sin kjede av blokker, og den gamle blokkeringen vil eksistere separat. En slik prosess i blokkeringen kalles Hardforka.
Konsensusalgoritmer er mye. Stadig oppfinne nye, men disse tre er de mest kjente, tidstestede og ofte brukt.
Konklusjon
I noen peer-to-peer-nettverk er det mistillid mellom deltakerne. I blokkeringen løser gruvearbeidere dette problemet. Dette er brukerne som kontrollerer transaksjonene og legger bare rett til nye blokker.
Artikkelen 1982 beskriver oppgaven til bysantinske generaler. Det ble først beskrevet i algoritmen til hvordan nettverket kan fortsette å fungere, selv om noen av noderne ble nektet eller påført skadelig.
I blokkeringen brukes tre varianter av konsensusalgoritmer:
- Bevis på arbeid (POW) er en algoritme for bevis på arbeid.
- Bevis for eierandel (POS) er en algoritme for den beviste andelen av eierskap.
- Prof of Authority (POA) er en algoritme av personlighetsbevis.