Kiedy w transakcji nie ma pośredników, każdy uczestnik może oszukać drugiego. W Blockchain problem rozwiązuje się przy użyciu ścisłych algorytmów matematycznych, dla których tworzone są bloki.
W materiale powiemy, kto tworzy i sprawdza bloki w Blockchain. Dowiesz się, jak algorytmy konsensusu zapewniają bezpieczeństwo tego procesu.
- P2P: gdzie używane są sieci peer
- Szyfrowanie w Blockchain: Na palcach
- Blockchalter - łańcuch bloków transakcji. Demontujemy definicję zgodnie z
- Szyfrowanie w Blockchain: Dlaczego potrzebujesz podpisu cyfrowego
- Zasada działania Blockchain: Kto tworzy bloki
- W jakich celach i zadaniach pasują do BlockCha
Pamiętaj o podstawowych pojęć
- Sieć Peer to sieć, w której węzły współdziałają ze sobą bez pośrednika.
- Blockchain jest rodzajem sieci peer-to-peer, łańcuch bloków transakcji.
- Blok - specjalna struktura do nagrywania transakcji.
- Transakcja - wpis na zmiany w stanie aktywów.
Nieufność w Blockchain
Ponieważ nie ma serwera w Blockchain, dodaj i zweryfikuj informacje do samych użytkowników. Jednocześnie każdy uczestnik może ścigać swoje osobiste interesy uszkodzenia bezpieczeństwa Blockchain. Stąd jest problem nieufności uczestników do siebie nawzajem. Aby rozwiązać go, stosowane są algorytmy matematyczne, które zostaną omówione dalej.Wyobraź sobie, że na portfelu znajdują się aktywa, a inny użytkownik Blockchain uważa, że nie są. Bez ingerencji zewnętrznej trudno jest zdecydować, które z dwóch praw. Konieczne jest wybór między użytkownikami tych, którzy sprawdzą transakcje i dodają tylko poprawne. Taki użytkownicy nazywani są górnikami.
Mainters - zablokowane uczestnicy zaangażowani w tworzenie nowych bloków i kontroli transakcji.
Aby zorganizować prawidłowe działanie górników, konieczne jest zgodzić się, kto będzie i jak wykonają swoją pracę. Jest to trudne zadanie, ponieważ musisz wymyślić takie zasady, które będą bardziej opłacalne, aby obserwować górników niż złamanie. Jest to klasyczny przykład zadania z teorii gry: Jak wybrać strategię, która będzie taka sama korzystna dla uczestników z różnymi interesami.
Takie zadanie zostało sformułowane i rozwiązane przez matematyków w ubiegłym wieku. Teraz rozwiązanie zapewnia bezpieczeństwo zarówno w Blockchain, jak iw innych kompleksowych technologiach. Aby zrozumieć, w jaki sposób marzyciel, aby nie naruszać zainteresowań siebie nawzajem, rozważ to zadanie więcej.
Zadaniem bizantyjskiej generałów
W artykule naukowym z 1982 r. Sformułowano logiczny dylemat. Ilustruje problem przekazywania węzłów sieci peer-to-peer, które negocjują następny krok. Jako analogię użyto Bizancjum - starożytny stan feudalny z wieloma niezależnymi armiami. Stąd nazwa - zadanie bizantyjskiej generałów.
Akcja odbywa się podczas oblężenia miasta Bizantyjskiej Armii. W nocy legiony z różnych stron otoczyło miasto. Generałami każdego legionu czekają na kolejność dowódcy naczelnej. Opcje zamówienia: "Atak" lub "Retreat".
Pierwsza złożoność zadania - imperium jest w upadku. Każdy z generałów, a nawet dowódcy naczelnik może być zdrajcami bizantu zainteresowany porażką. Generałowie muszą być uznawane za nie zezwalać na niekorzystny wynik. W sumie trzy wynik bitwy:
Korzystny wynik. Jeśli wszystkie generałowie atakują - Bizantium zniszcz wroga.
Wynik pośredni. Jeśli wszyscy generałowie wycofują się - Bizantia zachowa swoją armię.
Niekorzystny wynik. Jeśli niektórzy generałowie zostaną zaatakowane, a niektórzy wycofują się - wroga ostatecznie niszczy całą armię bizantu w częściach.
Jeśli każdy ogólny będzie działał według własnego uznania, prawdopodobieństwo korzystnego wyniku jest dość niskie. Dlatego generałowie muszą wymieniać informacje między sobą, aby dojść do jednego rozwiązania.
Drugą złożonością zadania jest brak wiarygodnego kanału komunikacji między generałami. Nawet jeśli nie ma zdrajców wśród generałów, informacje mogą być fałszywe. Na przykład kurier opóźni lub przechwytuje. Ta sytuacja będzie mylić innych generałów i zostanie dokonana nieprawidłowa decyzja. W takich warunkach musisz opracować jednolitą strategię działań, które będą korzystne dla wszystkich generałów.
Matematyka okazała się, że zawsze możliwe jest uzyskanie rozwiązania w tym zadaniu, jeśli prawidłowe generały są więcej niż dwie trzecie całości. W różnych systemach zadanie można rozwiązać na różne sposoby.
Bizantyjska tolerancja błędów - umiejętność sieci, aby kontynuować pracę, nawet jeśli niektóre węzły odmówiły lub działają złośliwie. Innymi słowy, ta właściwość sieci, w której zadanie generałów bizantyjskich zostało rozwiązane.
Bizantyjska tolerancja błędów jest niezbędna w systemach silników samolotów, w elektrowniach jądrowych i praktycznie w dowolnym systemie, których działania zależą od wyników pracy dużej liczby czujników. Nawet SpaceX uważa ją za potencjalny wymóg swoich systemów.
Jeśli to zadanie ma zastosowanie do kontekstu Blockchain, generałowie to górnicy. Muszą zgodzić się i rozpoznać transakcję do prawdziwych, aby wpadł w Blockchain. Ten proces nazywa się konsensusem.
Na przykład górnicy widzą, że jeden użytkownik chce wysłać bitcoiny do drugiego. Pierwszy marzyciel uważa, że taka transakcja musi zostać zatwierdzona. Drugi podejrzani, że ta operacja wytwarza atakującego. Trzeci odłączony od sieci i nie sprawdził transakcji. Weź pojedyncze rozwiązanie, a następnie przyjdź do konsensusu.
Ponieważ zadanie generałów bizantyjskich ma kilka rozwiązań, wówczas różne bloki osiągają tolerancję błędów bizantyjskiej przy użyciu różnych algorytmów konsensusów. Rozważ najczęściej najczęściej.
Algorytmy konsensus.
Blokada działa na podstawie rozproszonej sieci. Nie ma jednego centrum, który zarządza tej sieci. Aby zorganizować bezpieczną obsługę Blockchain, musisz negocjować, kto będzie górnikiem i sposobem stworzenia bloków. Mainters pracują nad ściśle określonymi zasadami zwalnionymi algorytmem konsensusowym.
Algorytm konsensusu jest metodą, która opisuje, jak Mainer jest wybrany w Blockchain i przez które reguły tworzy blokady.
Aby lepiej zrozumieć, co jest potrzebny konsensus w systemie Blockchain, wyobraź sobie, że najemcy budynku mieszkalnego. Blockchas są potrzebne do interakcji ze sobą i podejmują decyzje dotyczące rozwoju domu: zbierać pieniądze na remont, wybierz organizację serwisową lub wyznaczyć obowiązek. Istnieją trzy sposoby negocjacji - trzy różne algorytmy konsensusów. Każdy z nich opiera się na pewnym modelu matematycznym.
Dowód pracy (Pow) jest algorytmem dowodu pracy. Mainer może stać się dowolną kamizelką w domu. Aby utworzyć nowe bloki, będzie musiał użyć swojego komputera do rozwiązania złożonych zadań kryptograficznych.
Algorytm rozważy poprawną wersję Blockchain, w której najbardziej bloki. Większość wszystkich bloków będzie w wersji, do stworzenia, których najemcy spędzili większość wszystkich pojemności komputerowych. Uzyskana jest bardzo metoda demokratyczna: jeśli 51% górników uważa, że transakcje w blokach są poprawne i będą. Dlatego blokchain jest prawie niemożliwy do włamania.
Dowód stawki (POS) jest algorytmem sprawdzonego udziału własności. Marzeń stają się tymi, którzy mają więcej aktywów w Blockchain. Będziemy mieli tego najemców z największymi apartamentami. A na przykład w eterycznym Blockchalter będzie użytkownikom, którzy mają najbardziej kryptocturrengodniowe etaty. Dzięki temu algorytmowi koszty energii elektrycznej są minimalne, ponieważ utworzenie bloków w Blockchain nie wymaga już rozwiązywania złożonych zadań kryptograficznych. Im więcej udziału w Blockchain, tym częściej tworzysz nowe bloki.
Odpowiednia wersja Blockchain, jak w dowodu pracy, zostanie uznana za ten, w którym najwięcej bloków. Ale dowód stawki nie może być nazywany demokratycznym. Większość bloków spowoduje, że nie większość mieszkańców, ale najbogatszych najemców. Jednak jest jeszcze bezpieczniejszy. Jeśli majnem należy do większości domu, staje się złośliwy.
Prof Urzędu (POA) jest algorytmem dowodu osobowości. Może to być, że najemcy zebrali się i zdecydowali, że będzie jeden apartament do tworzenia bloków. Ten algorytm jest dystrybuowany w prywatnych, zamkniętych blokach. Na przykład dobrze nadaje się do zarządzania domem mieszkalnym z naszego przykładu.
Wybrany sam górnik wybiera prawdziwą wersję Blockchain. Będzie musiał się zidentyfikować, aby wszyscy mieszkańcy mu wierzą. Jeśli w pewnym momencie najemcy przestaną być spółgłoskami z rozwiązaniami Mankeer, będą mogli przyznać inne. Nowy Mainer zacznie budować łańcuch bloków, a stary blokchain będzie istniał oddzielnie. Taki proces w Blockchain nazywa się Hardforką.
Algorytmy konsensusu są dużo. Stale wymyślać nowe, ale te trzy są najbardziej znane, testowane i często używane.
Wniosek
W dowolnych sieci peer-to-peer istnieje nieufność między uczestnikami. W Blockchain górnicy rozwiązują ten problem. Są to użytkownicy, którzy sprawdzają transakcje i dodają tylko poprawne do nowych bloków.
Artykuł z 1982 r. Opisuje zadanie generałów bizantyjskich. Po raz pierwszy opisano najpierw w algorytmie, w jaki sposób sieć może nadal pracować, nawet jeśli niektóre węzły zostały odrzucone lub zadane złośliwie.
W Blockchain stosuje się trzy odmiany algorytmów konsensusów:
- Dowód pracy (Pow) jest algorytmem dowodu pracy.
- Dowód stawki (POS) jest algorytmem sprawdzonego udziału własności.
- Prof Urzędu (POA) jest algorytmem dowodu osobowości.