หลักการดำเนินงานของ Blockchain: ใครสร้างบล็อก

เมื่อไม่มีคนกลางในการทำธุรกรรมผู้เข้าร่วมใด ๆ อาจหลอกลวงอีกคนหนึ่ง ใน Blockchain ปัญหาได้รับการแก้ไขโดยใช้อัลกอริทึมทางคณิตศาสตร์ที่เข้มงวดสำหรับบล็อกที่ถูกสร้างขึ้น

ในเนื้อหาเราจะบอกคุณว่าใครสร้างและตรวจสอบบล็อกใน Blockchain คุณจะได้เรียนรู้วิธีที่อัลกอริทึมฉันทามติมั่นใจในความปลอดภัยของกระบวนการนี้

1. P2P: ที่ใช้เครือข่ายเพียร์
2. การเข้ารหัสใน blockchain: บนนิ้วมือ
3. Blockchalter - โซ่ของบล็อกธุรกรรม เราถอดแยกชิ้นส่วนนิยามตาม
4. การเข้ารหัสใน Blockchain: ทำไมคุณต้องมีลายเซ็นดิจิทัล
5. หลักการดำเนินงานของ Blockchain: ใครสร้างบล็อก
6. สำหรับวัตถุประสงค์และงานที่เหมาะกับ Blockcha

จำแนวคิดพื้นฐาน

• เครือข่ายเพียร์เป็นเครือข่ายที่โหนดมีปฏิสัมพันธ์กับแต่ละอื่น ๆ โดยไม่มีตัวกลาง
• BlockChain เป็นเครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์โซ่ของบล็อกธุรกรรม
• บล็อก - โครงสร้างพิเศษสำหรับการบันทึกการทำธุรกรรม
• การทำธุรกรรม - รายการเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของสินทรัพย์

ไม่ไว้วางใจใน blockchain

เนื่องจากไม่มีเซิร์ฟเวอร์ใน Blockchain ให้เพิ่มและตรวจสอบข้อมูลให้กับผู้ใช้เอง ในขณะเดียวกันผู้เข้าร่วมแต่ละคนอาจไล่ล่าผลประโยชน์ส่วนตัวของเขาต่อความเสียหายต่อความปลอดภัยของ Blockchain จากที่นี่มีปัญหาของความไม่ไว้วางใจของผู้เข้าร่วมซึ่งกันและกัน ในการแก้ปัญหามันใช้อัลกอริทึมทางคณิตศาสตร์ซึ่งจะมีการหารือต่อไป

ลองนึกภาพว่ามีสินทรัพย์บนกระเป๋าเงินของคุณและผู้ใช้ Blockchain อื่นเชื่อว่าพวกเขาไม่ได้ หากไม่มีการรบกวนจากภายนอกมันเป็นเรื่องยากที่จะตัดสินใจว่าจะมีสิทธิ์ใดบ้าง มีความจำเป็นต้องเลือกผู้ใช้ของผู้ที่จะตรวจสอบธุรกรรมและเพิ่มความถูกต้องเท่านั้น ผู้ใช้ดังกล่าวเรียกว่าคนงานเหมือง

ผู้เข้าร่วม - ผู้เข้าร่วมที่ถูกบล็อกที่มีส่วนร่วมในการสร้างบล็อกใหม่และการตรวจสอบการทำธุรกรรม

ในการจัดระเบียบการดำเนินงานที่เหมาะสมของคนงานเหมืองมีความจำเป็นต้องยอมรับว่าใครจะเป็นอย่างไรและพวกเขาจะทำงานอย่างไร นี่เป็นงานที่ยากลำบากเพราะคุณต้องมีกฎดังกล่าวซึ่งจะทำกำไรได้มากกว่าที่จะสังเกตคนงานเหมืองมากกว่าที่จะทำลาย นี่เป็นตัวอย่างคลาสสิกของงานจากทฤษฎีเกม: วิธีการเลือกกลยุทธ์ที่จะเป็นประโยชน์เช่นเดียวกับผู้เข้าร่วมที่มีความสนใจที่แตกต่างกัน

งานดังกล่าวได้รับการกำหนดและแก้ไขโดยนักคณิตศาสตร์ในศตวรรษที่ผ่านมา ตอนนี้โซลูชันนี้ให้ความปลอดภัยทั้งในบล็อกเชนและในเทคโนโลยีที่ซับซ้อนอื่น ๆ เพื่อให้เข้าใจว่าชาวไรersจัดการว่าจะไม่ละเมิดผลประโยชน์ของกันและกันให้พิจารณางานนี้มากขึ้น

งานของนายพลไบแซนไทน์

ในบทความวิทยาศาสตร์ปี 1982 เป็นสูตรปริญญาตรีตรรกะ มันแสดงให้เห็นถึงปัญหาของการสื่อสารโหนดของเครือข่ายเพียร์ทูเพียร์ที่เจรจาต่อรองขั้นตอนต่อไป ในฐานะที่เป็นอะนาล็อกไบแซนเทียมถูกนำมาใช้ - รัฐศักดินาโบราณที่มีกองทัพอิสระจำนวนมาก ดังนั้นชื่อ - งานของนายพลไบแซนไทน์

การกระทำเกิดขึ้นระหว่างการล้อมเมืองของกองทัพไบแซนไทน์ ในเวลากลางคืนพยุหเสนาจากด้านต่าง ๆ ล้อมรอบเมือง นายพลของแต่ละพยุหะกำลังรอคำสั่งของผู้บัญชาการทหารสูงสุด ตัวเลือกการสั่งซื้อ: "โจมตี" หรือ "ถอย"

นายพลกำลังรอการสั่งซื้อของหัวหน้าผู้บัญชาการในการแก้ปัญหา "โจมตี" หรือ "ถอย"

ความซับซ้อนครั้งแรกของงาน - จักรวรรดิกำลังลดลง นักบินทุกคนและแม้แต่ผู้บัญชาการทหารสูงสุดสามารถเป็นผู้ทรยศของไบแซนเทียมที่สนใจในความพ่ายแพ้ นายพลต้องได้รับการพิจารณาว่าไม่อนุญาตให้ผลลัพธ์ที่ไม่เอื้ออำนวย โดยรวมแล้วสามผลของการต่อสู้:

ผลลัพธ์ที่ดี หากนายพลโจมตี - ไบแซนเทียมทำลายศัตรู

ผลกลาง หากนายพลทั้งหมดจะล่าถอย - ไบเซนเทียจะรักษากองทัพของพวกเขา

ผลลัพธ์ที่ไม่เอื้ออำนวย หากนายพลบางคนถูกโจมตีและบางคนจะล่าถอย - ศัตรูในที่สุดก็ทำลายกองทัพทั้งหมดของไบแซนเทียมในส่วนต่างๆ

หากแต่ละคนทั่วไปจะดำเนินการตามดุลยพินิจของมันความเป็นไปได้ของผลลัพธ์ที่ดีนั้นค่อนข้างต่ำ ดังนั้นนายพลต้องแลกเปลี่ยนข้อมูลในการแก้ปัญหาเดียว

ความซับซ้อนที่สองในงานคือการขาดช่องทางการสื่อสารที่เชื่อถือได้ระหว่างนายพล แม้ว่าจะไม่มีคนทรยศในหมู่นายพล แต่ข้อมูลอาจเป็นเท็จ ตัวอย่างเช่นผู้จัดส่งจะล่าช้าหรือจับภาพ สถานการณ์นี้จะสร้างความสับสนให้นายพลคนอื่น ๆ และการตัดสินใจที่ไม่ถูกต้องจะทำ ในเงื่อนไขดังกล่าวคุณต้องพัฒนากลยุทธ์การกระทำแบบครบวงจรที่จะได้เปรียบสำหรับนายพลทุกคน

หนึ่งในนายพลไม่ได้ส่งข้อความที่ถูกต้องดังนั้นคนอื่น ๆ จึงไม่ทราบวิธีโจมตีพวกเขาหรือล่าถอย

คณิตศาสตร์พิสูจน์แล้วว่าเป็นไปได้เสมอที่จะได้รับโซลูชันในภารกิจนี้หากนายพลที่ถูกต้องมีมากกว่าสองในสามของทั้งหมด ในระบบที่แตกต่างกันงานสามารถแก้ไขได้ในรูปแบบที่แตกต่างกัน

Byzantine Fault Tolerance - ความสามารถของเครือข่ายที่จะทำงานต่อไปแม้ว่าบางส่วนของโหนดปฏิเสธหรือทำตัวให้ประสงค์ร้าย กล่าวอีกนัยหนึ่งคุณสมบัติของเครือข่ายที่งานของนายพลไบแซนไทนได้รับการแก้ไขแล้ว

ความทนทานต่อความผิดพลาดไบแซนไทน์เป็นสิ่งจำเป็นในระบบของเครื่องยนต์อากาศยานที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์และในทางปฏิบัติในระบบใด ๆ การกระทำที่ขึ้นอยู่กับผลการทำงานของเซ็นเซอร์จำนวนมาก แม้แต่ SpaceX ก็พิจารณาว่าเป็นข้อกำหนดที่เป็นไปได้สำหรับระบบของมัน

หากงานนี้ใช้กับบริบทของ Blockchain จากนั้นนายพลเป็นคนงานเหมือง พวกเขาจะต้องยอมรับและรับรู้การทำธุรกรรมเป็นของจริงเพื่อที่จะตกอยู่ใน Blockchain กระบวนการนี้เรียกว่าฉันทามติ

ผู้สนับสนุนดูการทำธุรกรรมทั้งหมดและตัดสินใจยืนยันหรือปฏิเสธ

ตัวอย่างเช่นคนงานเหมืองเห็นว่าผู้ใช้รายหนึ่งต้องการส่ง Bitcoins ไปยังอีก นักร้องคนแรกเชื่อว่าการทำธุรกรรมดังกล่าวจะต้องได้รับการอนุมัติ ผู้ต้องสงสัยคนที่สองที่การดำเนินการนี้สร้างผู้โจมตี การตัดการเชื่อมต่อที่สามจากเครือข่ายและไม่ได้ตรวจสอบธุรกรรม ใช้วิธีแก้ปัญหาเดียวแล้วมาที่ฉันทามติ

เนื่องจากงานของนายพล Byzantine มีวิธีการแก้ปัญหาหลายอย่างจากนั้นบล็อกที่แตกต่างกันจะบรรลุความทนทานต่อความผิดปกติของไบแซนไทน์โดยใช้อัลกอริทึมฉันทามติที่แตกต่างกัน พิจารณาพบมากที่สุด

algorithms ฉันทามติ

Blockchain ทำงานบนพื้นฐานของเครือข่ายแบบกระจาย ไม่มีศูนย์เดียวที่จัดการเครือข่ายนี้ ในการจัดระเบียบการทำงานที่ปลอดภัยของ Blockchain คุณต้องเจรจาว่าใครจะเป็นคนขุดแร่และวิธีการสร้างบล็อก ผู้ใช้งานในกฎที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดที่เรียกว่าอัลกอริทึมฉันทามติ

อัลกอริทึมฉันทามติเป็นวิธีการที่อธิบายว่ามีการเลือกเครื่องอัดงานในบล็อกเชนและกฎที่มันสร้างบล็อกอย่างไร

เพื่อให้เข้าใจได้ดียิ่งขึ้นว่าฉันทามติที่จำเป็นในระบบ Blockchain จินตนาการถึงผู้เช่าอาคารอพาร์ตเมนต์ บล็อกแชสพวกเขาจำเป็นต้องมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันและตัดสินใจเกี่ยวกับการพัฒนาของบ้าน: เก็บเงินเพื่อยกเครื่องเลือกการให้บริการหรือแต่งหน้าที่ มีสามวิธีในการเจรจา - อัลกอริทึมฉันทามติที่แตกต่างกันสามประการ แต่ละอันมีพื้นฐานมาจากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์บางอย่าง

หลักฐานการทำงาน (POW) เป็นอัลกอริทึมสำหรับหลักฐานการทำงาน Maser สามารถกลายเป็นเสื้อกั๊กใด ๆ ที่บ้าน ในการสร้างบล็อกใหม่จะต้องใช้คอมพิวเตอร์ของเขาเพื่อแก้ปัญหาการเข้ารหัสที่ซับซ้อน

อัลกอริทึมจะพิจารณารุ่นที่ถูกต้องของ Blockchain ที่ถูกต้องซึ่งบล็อกมากที่สุด และส่วนใหญ่ของบล็อกทั้งหมดจะอยู่ในรุ่นเพื่อการสร้างที่ผู้เช่าใช้เวลาส่วนใหญ่ของความสามารถของคอมพิวเตอร์ทั้งหมด ได้รับวิธีประชาธิปไตยมาก: ถ้า 51% ของคนงานเหมืองเชื่อว่าการทำธุรกรรมในบล็อกนั้นถูกต้องและจะเป็น ดังนั้น Blockchain จึงแทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะแฮ็ค

บล็อกใหม่สร้างผู้อยู่อาศัยที่มีคอมพิวเตอร์

หลักฐานการเดิมพัน (POS) เป็นอัลกอริทึมสำหรับการถือหุ้นที่พิสูจน์แล้ว ผู้ผลิตกลายเป็นผู้ที่มีสินทรัพย์มากขึ้นใน Blockchain เราจะมีผู้เช่ารายนี้กับอพาร์ทเมนท์ที่ใหญ่ที่สุด และใน Blockchalter Etheric ตัวอย่างเช่นมันจะเป็นผู้ใช้ที่มี ETH Cryptocurrency ที่สุด ด้วยอัลกอริทึมนี้ค่าไฟฟ้าน้อยที่สุดเนื่องจากการสร้างบล็อกใน Blockchain ไม่จำเป็นต้องแก้ปัญหาการเข้ารหัสที่ซับซ้อนอีกต่อไป ยิ่งแชร์แชร์ใน Blockchain มากเท่าไหร่คุณก็จะยิ่งสร้างบล็อกใหม่มากขึ้นเท่านั้น

รุ่นที่ถูกต้องของ BlockChain เช่นเดียวกับหลักฐานการทำงานจะได้รับการพิจารณาว่าเป็นหนึ่งในบล็อกมากที่สุด แต่หลักฐานการถือหุ้นไม่สามารถเรียกประชาธิปไตยได้ บล็อกส่วนใหญ่จะสร้างผู้อยู่อาศัยส่วนใหญ่ แต่ผู้เช่าที่ร่ำรวยที่สุด อย่างไรก็ตามมันปลอดภัยยิ่งกว่า ถ้ามกานเมียมเป็นของบ้านส่วนใหญ่มันจะกลายเป็นอันตรายที่จะเกิดขึ้น

บล็อกใหม่สร้างผู้อยู่อาศัยที่มีอพาร์ทเมนท์ที่ใหญ่ที่สุด

Prof of Authority (POA) เป็นอัลกอริทึมของการพิสูจน์บุคลิกภาพ อาจเป็นได้ว่าผู้เช่ารวมตัวกันและตัดสินใจว่าจะมีอพาร์ทเมนท์หนึ่งในการสร้างบล็อก อัลกอริทึมนี้กระจายอยู่ในบล็อกส่วนตัวปิด ตัวอย่างเช่นมันเหมาะสำหรับการจัดการบ้านอพาร์ตเมนต์จากตัวอย่างของเรา

ผู้ขุดที่เลือกตั้งเองเลือกรุ่นที่แท้จริงของ Blockchain เขาจะต้องระบุตัวเองเพื่อให้ผู้อยู่อาศัยทุกคนเชื่อเขา หากในบางจุดผู้เช่าจะหยุดเป็นพยัญชนะกับการแก้ปัญหาที่รู้จักกันดีพวกเขาจะสามารถมอบหมายให้ผู้อื่นได้ ผู้ผลิตใหม่จะเริ่มสร้างโซ่ของบล็อกและบล็อกเก่า ๆ จะมีอยู่แยกกัน กระบวนการดังกล่าวใน Blockchain เรียกว่า hardforka

บล็อกใหม่สร้างผู้เช่าซึ่งได้รับการคัดเลือกล่วงหน้า

อัลกอริทึมฉันทามติเป็นจำนวนมาก คิดค้นใหม่อย่างต่อเนื่อง แต่ทั้งสามนี้เป็นที่รู้จักมากที่สุดทดสอบเวลาและใช้งานบ่อย

บทสรุป

ในเครือข่ายเพียร์ทูเพียร์ใด ๆ มีความไม่ไว้วางใจระหว่างผู้เข้าร่วม ในบล็อกเชนคนงานเหมืองแก้ปัญหานี้ เหล่านี้คือผู้ใช้ที่ตรวจสอบธุรกรรมและเพิ่มเฉพาะการแก้ไขบล็อกใหม่เท่านั้น

บทความ 1982 อธิบายถึงงานของนายพลไบแซนไทน์ มันถูกอธิบายครั้งแรกในอัลกอริทึมของวิธีที่เครือข่ายสามารถทำงานต่อไปได้แม้ว่าบางส่วนของโหนดถูกปฏิเสธหรือทำร้ายเจตนาร้าย

ใน blockchain มีการใช้อัลกอริทึมฉันทามติสามสายพันธุ์:

• หลักฐานการทำงาน (POW) เป็นอัลกอริทึมสำหรับหลักฐานการทำงาน
• หลักฐานการเดิมพัน (POS) เป็นอัลกอริทึมสำหรับการถือหุ้นที่พิสูจน์แล้ว
• Prof of Authority (POA) เป็นอัลกอริทึมของการพิสูจน์บุคลิกภาพ