Ak nie sú v transakcii žiadne sprostredkovatelia, každý účastník môže oklamať druhého. V blockchain sa problém vyrieši s použitím prísnych matematických algoritmov, pre ktoré sú vytvorené bloky.
V materiáli vám povieme, kto vytvára a kontroluje bloky v blockchain. Naučíte sa, ako algoritmy konsenzu zabezpečujú bezpečnosť tohto procesu.
- P2P: Kde sa používajú partnerské siete
- Šifrovanie v bloku: na prstoch
- BlokChalter - reťaz transakčných blokov. Rozoberáme definíciu podľa
- Šifrovanie v blockchain: Prečo potrebujete digitálny podpis
- Princíp prevádzky blockchain: Kto vytvára bloky
- Na aké účely a úlohy sa hodí do blockcha
Pamätajte si základné koncepty
- Peer sieť je sieť, v ktorej sa uzly vzájomne komunikujú bez sprostredkovateľa.
- Blokchchain je druh peer-to-peer siete, reťazec transakčných blokov.
- Blok - Špeciálna štruktúra pre zaznamenávanie transakcií.
- Transakcia - zápis o zmenách v stave aktív.
Nedôvera v blockchain
Keďže v blockchain nie je žiadny server, pridať a overiť informácie užívateľom sami. Zároveň môže každý účastník prenasledovať svoje osobné záujmy na škody na bezpečnosti blockchain. Odtiaľ existuje problém nedôvery účastníkov navzájom. Na riešenie ich vyriešenie sa používajú matematické algoritmy, ktoré budú ďalej diskutované.Predstavte si, že existuje aktíva na vašej peňaženke a ďalší užívateľ blockchain verí, že nie sú. Bez vonkajšej rušenia je ťažké rozhodnúť, ktoré z dvoch práv. Je potrebné si vybrať medzi užívateľmi tých, ktorí skontrolujú transakcie a pridajte iba správne. Títo užívatelia sa nazývajú baníci.
Mainers - Blokovaní účastníci, ktorí sa zaoberajú vytváraním nových blokov a kontroly transakcií.
Na organizáciu správnej prevádzky baníkov je potrebné dohodnúť, kto bude a ako budú vykonávať svoju prácu. To je náročná úloha, pretože musíte prísť s takýmito pravidlami, ktoré budú výhodnejšie sledovať baníkov, než aby ste zlomili. Toto je klasický príklad úlohy z teórie hry: Ako si vybrať stratégiu, ktorá bude rovnaká výhodná pre účastníkov s rôznymi záujmami.
Takáto úloha bola formulovaná a vyriešená matematikov v minulom storočí. Toto riešenie teraz poskytuje bezpečnosť v bloku, ako aj v iných komplexných technológiách. Ak chcete pochopiť, ako mainers neporušuje záujmy navzájom, zvážte túto úlohu viac.
Úloha byzantských generálov
Vo vedeckom článku 1982 bol formulovaný logický dilema. To ilustruje problém komunikujúcich uzlov peer-to-peerovej siete, ktorá rokuje o ďalšom kroku. Ako analógia bola použitá Byzancia - staroveký feudálny stav s množstvom nezávislých armád. Z tohto dôvodu názov - úloha byzantských generálov.
Akcia prebieha počas obliehania mesta byzantskej armády. V noci, légie z rôznych strán obklopili mesto. Generáli každej légie čakajú na príkaz veliteľa-in-šéf. Možnosti objednávky: "útok" alebo "útočisko".
Prvá zložitosť úlohy - impérium je v úpadku. Ktorýkoľvek z generálov a dokonca aj veliteľom-in-šéf môže byť zradcami byzancie záujem o porážku. Generáli sa musia považovať za nepovoliť nepriaznivý výsledok. Celkovo tri výsledky bitky:
Priaznivý výsledok. Ak všetky generály útok - Byzandium zničí nepriateľa.
Medziprodukt. Ak všetky generály ustúpi - Byzantia si zachovávajú svoju armádu.
Nepriaznivý výsledok. Ak sú niektoré generály napadnuté, a niektoré budú ustúpiť - nepriateľ nakoniec zničí celú armádu Byzancia v častí.
Ak každý generálny koná podľa vlastného uváženia, pravdepodobnosť priaznivého výsledku je pomerne nízka. Preto, generáli musia vymieňať informácie medzi sebou, aby sa dostali k jednému riešeniu.
Druhou zložitosťou v úlohe je nedostatok spoľahlivého komunikačného kanála medzi generálmi. Aj keď nie sú medzi generálmi žiadne zradcov, informácie môžu byť nepravdivé. Kuriér napríklad odkladá alebo zachytáva. Táto situácia sa zmiadi ďalších generálov a urobí sa nesprávne rozhodnutie. V takýchto podmienkach musíte vytvoriť jednotnú stratégiu činností, ktoré budú výhodné pre všetky generály.
Matematika dokázala, že je vždy možné získať riešenie v tejto úlohe, ak sú správne generály viac ako dve tretiny z celkovej sumy. V rôznych systémoch môže byť úloha vyriešená rôznymi spôsobmi.
Tolerancia byzantskej poruchy - schopnosť siete pokračovať v práci, aj keď niektoré uzly odmietli alebo boli znemkne. Inými slovami, táto vlastnosť siete, v ktorej bola vyriešená úloha byzantských generálov.
Tolerancia byzantskej poruchy je potrebná v systémoch lietadiel motorov, v jadrových elektrárňach a prakticky v akomkoľvek systéme, ktorých činnosti závisia od výsledkov práce veľkého počtu senzorov. Dokonca aj Spacex to považuje za potenciálnu požiadavku pre svoje systémy.
Ak je táto úloha uplatniť na kontext blockchain, potom sú generály baníkov. Musia sa dohodnúť a rozpoznať transakciu reálne, aby spadol do blockchain. Tento proces sa nazýva konsenzus.
Napríklad, baníci vidieť, že jeden užívateľ chce posielať bitcoins do druhej. Prvý pownder je presvedčený, že takáto transakcia musí byť schválená. Druhý podozrivých, že táto operácia produkuje útočníka. Tretia odpojená od siete a nekontrolovala transakciu. Urobte si jedno riešenie a potom skončíte na konsenzus.
Keďže úloha byzantských generálov má niekoľko riešení, potom rôzne bloky dosahujú toleranciu byzantskej poruchy pomocou rôznych algoritmov konsenzu. Viac najčastejšie.
Konsenzus algoritmov
Blokcha pracuje na základe distribuovanej siete. Neexistuje jednotné centrum, ktoré túto sieť spravuje. Ak chcete organizovať bezpečnú prevádzku blockchain, musíte rokovať, kto bude míner a ako to vytvorí bloky. Mainers pracuje na prísne definovaných pravidlách nazývaných konsenzus algoritmus.
Konsenzus algoritmus je metóda, ktorá popisuje, ako sa mainer vyberie v blockchain a tým, ktorými pravidlá vytvára bloky.
Ak chcete lepšie pochopiť, čo je potrebné konsenzus v systéme blockchain, predstavte si nájomníci bytového domu. Blokochy sú potrebné na vzájomnú komunikáciu a rozhodovať o rozvoji domu: Zbierajte peniaze na generálne opravy, vyberte si servisnú organizáciu alebo vymenovať povinnosť. Existujú tri spôsoby, ako rokovať - tri rôzne konsenzus algoritmy. Každý z nich je založený na určitom matematickom modeli.
Dôkaz o práci (POW) je algoritmom pre dôkaz o práci. Mainer sa môže stať akoukoľvek vestou doma. Ak chcete vytvoriť nové bloky, bude musieť používať svoj počítač na riešenie komplexných kryptografických úloh.
Algoritmus bude zvážiť správnu verziu blockchain, v ktorom najviac bloky. A najviac z celých blokov bude vo verzii, na vytvorenie toho, ktorých nájomníci strávili väčšinu celých počítačových kapacít. Získa sa veľmi demokratická metóda: ak 51% baníkov verí, že transakcie v blokoch sú správne a budú. Preto je blockchain takmer nemožný hack.
Dôkaz o podiele (POS) je algoritmom pre preukázaný podiel vlastníctva. Mainers sa stávajú tými, ktorí majú viac aktív v blockchain. Budeme mať týchto nájomcov s najväčšími apartmánmi. A v éteriálnom blokoch, napríklad to bude užívatelia, ktorí majú najviac kryptokíva. S týmto algoritmom sú náklady na elektrickú energiu minimálne, pretože tvorba blokov v blockchain už nevyžaduje riešenie komplexných kryptografických úloh. Čím viac váš podiel na blockchain, tým častejšie vytvoríte nové bloky.
Správna verzia blockchain, ako v doklade o práci, bude považovaná za ten, v ktorom najviac bloky. Ale dôkaz o podiele nemožno nazvať demokratickým. Väčšina blokov nevytvorí najviac obyvateľov, ale najbohatších nájomcov. Je však dokonca bezpečnejší. Ak Majnem patrí do väčšiny domu, potom sa to stane škodlivým.
Profesionálna autorita (POA) je algoritmom dôkazu osobnosti. Môže to byť, že nájomníci zhromaždili a rozhodli, že bude jeden byt na vytvorenie blokov. Tento algoritmus je distribuovaný v súkromných, uzavretých blokoch. Napríklad je vhodné pre riadenie bytu domov z nášho príkladu.
Zvolený baník si vyberie skutočnú verziu blockchain. Bude sa musieť identifikovať tak, aby mu všetci obyvatelia veria. Ak v určitom okamihu nájomníci prestanú byť spolu s riešeniami handier, budú môcť priradiť ďalšie. Nový mainer začne stavať svoj reťazec blokov a starý blockchain bude existovať samostatne. Takýto proces v blockchain sa nazýva Hardforka.
Konsenzus algoritmy sú veľa. Neustále vymyslieť nové, ale tieto tri sú najznámejšie, časovo testované a často používané.
Záver
V akýchkoľvek peer-to-peerových sieťach je medzi účastníkmi nedôvera. V blockchain, baníci tento problém riešia. Toto sú používatelia, ktorí kontrolujú transakcie a pridajte len správne na nové bloky.
Článok 1982 opisuje úlohu byzantských generálov. To bolo najprv opísané v algoritme toho, ako môže sieť pokračovať v práci, aj keď niektoré z uzlov boli odmietnuté alebo zrušené.
V blockchain sa používajú tri odrody algoritmov konsenzu:
- Dôkaz o práci (POW) je algoritmom pre dôkaz o práci.
- Dôkaz o podiele (POS) je algoritmom pre preukázaný podiel vlastníctva.
- Profesionálna autorita (POA) je algoritmom dôkazu osobnosti.