När det inte finns några mellanhänder i transaktionen kan någon deltagare lura den andra. I blockchain löses problemet med strikta matematiska algoritmer för vilka block skapas.
I det material kommer vi att berätta för vem som skapar och kontrollerar blocken i blockchain. Du kommer att lära dig hur konsensusalgoritmerna säkerställer säkerheten för denna process.
- P2p: där peer networks används
- Kryptering i blockchain: På fingrarna
- Blockchalter - Kedja av transaktionsblock. Vi demonterar definitionen enligt
- Kryptering i blockchain: Varför behöver du en digital signatur
- Principen om drift av blockchain: Vem skapar block
- För vilka ändamål och uppgifter passar blockcha
Kom ihåg grundläggande begrepp
- Ett peer-nätverk är ett nätverk där noderna interagerar med varandra utan en mellanhand.
- Blockchain är ett slags peer-to-peer-nätverk, en kedja av transaktionsblock.
- Block - speciell struktur för inspelning av transaktioner.
- Transaktion - en post på förändringar i tillståndet av tillgångar.
Misstro i blockchain
Eftersom det inte finns någon server i blockchain, lägg till och verifiera information till användare själva. Samtidigt kan varje deltagare chase sina personliga intressen till skador på blockchainens säkerhet. Härifrån finns ett problem med misstro mot deltagarna till varandra. För att lösa det används matematiska algoritmer, vilket kommer att diskuteras ytterligare.Föreställ dig att det finns tillgångar på din plånbok, och en annan blockchain-användare anser att de inte är. Utan yttre störningar är det svårt att bestämma vilken av två rättigheter. Det är nödvändigt att välja bland användare av dem som kommer att kontrollera transaktionerna och lägga till endast rätt. Sådana användare kallas gruvarbetare.
Mainers - Blockerade deltagare som är engagerade i skapandet av nya block och transaktionskontroller.
För att organisera den korrekta driften av gruvarbetare är det nödvändigt att komma överens, vem kommer att vara och hur de kommer att utföra sitt arbete. Det här är en svår uppgift, för du måste komma med sådana regler, vilket kommer att bli lönsamt att observera gruvarbetarna än att bryta. Detta är ett klassiskt exempel på en uppgift från spelteori: hur man väljer en strategi som kommer att vara densamma för deltagarna med olika intressen.
En sådan uppgift formulerades och löses av matematiker under det senaste århundradet. Nu ger denna lösning säkerhet både i blockchain och i annan komplex teknik. För att förstå hur modernare lyckas att inte bryta mot varandra, överväga den här uppgiften mer.
Uppgiften för Byzantine Generals
I den vetenskapliga artikeln 1982 formulerades ett logiskt dilemma. Det illustrerar problemet med att kommunicera noder av ett peer-to-peer-nätverk som förhandlar om nästa steg. Som analogi användes byzantium - ett gammalt feodalt tillstånd med en mängd oberoende arméer. Därför namnet - uppgiften för bysantinska generaler.
Åtgärden äger rum under belägringsstaden av den bysantinska armén. På natten omges legionerna från olika sidor staden. Generalerna i varje legion väntar på beställningen av befälhavaren. Beställningsalternativ: "Attack" eller "Retreat".
Den första komplexiteten i uppgiften - imperiet är i nedgång. Någon av generalerna och till och med befälhavaren kan vara förrädare av byzantium intresserad av nederlag. Generaler måste anses inte tillåta ogynnsamma resultat. Totalt, tre resultat av slaget:
Gynnsamt resultat. Om alla generaler attackerar - Byzantium förstör fienden.
Mellanliggande resultat. Om alla generaler kommer att återvända - Byzantia kommer att behålla sin armé.
Ett ogynnsamt resultat. Om vissa generaler är attackerade, och vissa kommer att dra sig tillbaka - fienden förstör så småningom hela armén av byzantium i delar.
Om varje general kommer att agera efter eget gottfinnande, är sannolikheten för ett gynnsamt resultat ganska lågt. Därför måste generalerna utbyta information bland dem för att komma till en enda lösning.
Den andra komplexiteten i uppgiften är bristen på en tillförlitlig kommunikationskanal mellan generaler. Även om det inte finns några förrädare bland generaler, kan informationen vara falsk. Till exempel kommer kuriren att fördröja eller fångar. Denna situation kommer att förväxla andra generaler och ett felaktigt beslut kommer att göras. Under sådana förhållanden måste du utveckla en gemensam strategi för åtgärder som kommer att vara fördelaktiga för alla generaler.
Matematik visade att det alltid är möjligt att få en lösning i den här uppgiften, om de korrekta generalerna är mer än två tredjedelar av den totala. I olika system kan uppgiften lösas på olika sätt.
BYZANTINE FEL TOLERANS - Nätverkets förmåga att fortsätta att arbeta, även om några av noderna vägrade eller agera skadligt. Med andra ord har den här egenskapen av det nätverk där uppgiften för bysantinska generaler lösts.
Byzantinska feltolerans är nödvändig i system för flygplansmotorer, vid kärnkraftverk och praktiskt taget i vilket system som helst, vars åtgärder beror på resultaten av arbetet med ett stort antal sensorer. Även SpaceX anser det som ett potentiellt krav för sina system.
Om den här uppgiften ska tillämpas på blockchainens sammanhang är generalerna gruvarbetare. De måste komma överens och känna igen transaktionen till verkliga så att den föll i blockchain. Denna process kallas konsensus.
Dessutom ser gruvarbetare att en användare vill skicka bitcoins till en annan. Den första bolagaren anser att en sådan transaktion måste godkännas. Den andra misstänkta att denna operation producerar en angripare. Den tredje kopplade från nätverket och kontrollerade inte transaktionen. Ta en enda lösning och sedan komma till konsensus.
Eftersom uppdraget av bysantinska generaler har flera lösningar uppnår olika block den bysantinska feltoleransen med olika konsensusalgoritmer. Tänk på mer den vanligaste.
Algoritms konsensus
Blockchain arbetar på grundval av ett distribuerat nätverk. Det finns inget enda centrum som hanterar det här nätverket. För att organisera den säkra driften av blockchain måste du förhandla om vem som kommer att bli gruvarbetare och hur det kommer att skapa block. Mainers arbetar med strängt definierade regler som kallas konsensusalgoritm.
Konsensusalgoritmen är en metod som beskriver hur mainer väljs i blockchainen och med vilka regler som det skapar block.
För att bättre förstå vad ett konsensus behövs i blockchain-systemet, föreställ dig hyresgästerna i en lägenhetsbyggnad. Blockchas dem behövs för att interagera med varandra och fatta beslut om utvecklingen av huset: samla in pengar för översyn, välj serviceorganisation eller utseull. Det finns tre sätt att förhandla - tre olika konsensusalgoritmer. Var och en av dem är baserad på en viss matematisk modell.
Bevis på arbete (POW) är en algoritm för bevis på arbete. Mainer kan bli någon väst hemma. För att skapa nya block måste det använda sin dator för att lösa komplexa kryptografiska uppgifter.
Algoritmen kommer att överväga den korrekta versionen av blockchain en i vilken de flesta blocken. Och det mesta av hela blocken kommer att vara i versionen, till skapandet av vilken hyresgästerna tillbringade större delen av hela datorkapaciteten. En mycket demokratisk metod erhålls: om 51% av gruvarbetare tror att transaktioner i block är korrekta och kommer att vara. Därför är blockchain nästan omöjligt att hacka.
Bevis på stav (POS) är en algoritm för den beprövade äganderätten. Mainers blir de som har fler tillgångar i blockchain. Vi kommer att ha dessa hyresgäster med de största lägenheterna. Och i den eteriska blockchalteren är det till exempel användare som har den mest cryptocurrency eth. Med denna algoritm är elkostnaderna minimala, eftersom skapandet av block i blockchain inte längre kräver lösning av komplexa kryptografiska uppgifter. Ju mer din andel i blockchain, desto oftare skapar du nya block.
Den rätta versionen av blockchain, som i bevis på arbete, kommer att betraktas som den som är de flesta blocken. Men bevis på spel kan inte kallas demokratiska. De flesta av blocken kommer att skapa inte de flesta invånare, men de rikaste hyresgästerna. Det är dock till och med säkrare. Om Majnem tillhör det mesta av huset, blir det skadligt att hända.
Prof av auktoritet (POA) är en algoritm av personlighetsbevis. Det kan vara att hyresgästerna samlades och bestämde sig för att det kommer att finnas en lägenhet för att skapa block. Denna algoritm distribueras i privata, slutna block. Till exempel är det väl lämpat för att hantera ett bostadshus från vårt exempel.
Den valda gruvarbetaren väljer den sanna versionen av blockchain. Han måste identifiera sig så att alla invånare tror på honom. Om hyresgästerna vid något tillfälle upphör att vara konsonanter med Maneer-lösningarna, kommer de att kunna tilldela en annan. Den nya bemänaren börjar bygga sin kedja av block, och den gamla blockchainen kommer att finnas separat. En sådan process i blockchain kallas hardforka.
Konsensusalgoritmer är mycket. Ständigt uppfinna nya, men dessa tre är de mest kända, tidstestade och ofta använda.
Slutsats
I alla peer-to-peer-nätverk är det misstro mellan deltagarna. I blockchain löser gruvarbetare detta problem. Det här är de användare som kontrollerar transaktionerna och lägger till endast korrekt till nya block.
1982-artikeln beskriver uppgiften för bysantinska generaler. Det beskrivs först i algoritmen för hur nätverket kan fortsätta att fungera, även om några av noderna nekades eller påfördes skadligt.
I blockchain används tre sorter av konsensusalgoritmer:
- Bevis på arbete (POW) är en algoritm för bevis på arbete.
- Bevis på stav (POS) är en algoritm för den beprövade äganderätten.
- Prof av auktoritet (POA) är en algoritm av personlighetsbevis.