Khi không có trung gian trong giao dịch, bất kỳ người tham gia nào cũng có thể lừa dối người khác. Trong blockchain, vấn đề được giải quyết bằng các thuật toán toán học nghiêm ngặt mà các khối được tạo.
Trong tài liệu, chúng tôi sẽ cho bạn biết ai tạo và kiểm tra các khối trong blockchain. Bạn sẽ tìm hiểu cách các thuật toán đồng thuận đảm bảo tính bảo mật của quy trình này.
- P2P: Nơi sử dụng mạng ngang hàng
- Mã hóa trong Blockchain: Trên ngón tay
- Blockchalter - chuỗi khối giao dịch. Chúng tôi tháo rời định nghĩa theo
- Mã hóa trong blockchain: Tại sao bạn cần một chữ ký số
- Nguyên tắc hoạt động của blockchain: Ai tạo ra các khối
- Đối với những gì mục đích và nhiệm vụ phù hợp với blockcha
Nhớ các khái niệm cơ bản
- Một mạng lưới ngang hàng là một mạng trong đó các nút tương tác với nhau mà không cần một trung gian.
- Blockchain là một loại mạng ngang hàng, một chuỗi các khối giao dịch.
- Khối - Cấu trúc đặc biệt để ghi lại giao dịch.
- Giao dịch - một mục nhập vào những thay đổi trong trạng thái tài sản.
Không tin tưởng vào blockchain
Vì không có máy chủ nào trong blockchain, hãy thêm và xác minh thông tin cho người dùng. Đồng thời, mỗi người tham gia có thể theo đuổi sở thích cá nhân của mình đối với thiệt hại cho sự an toàn của blockchain. Từ đây có một vấn đề không tin tưởng những người tham gia với nhau. Để giải quyết nó, các thuật toán toán học được sử dụng, sẽ được thảo luận thêm.Hãy tưởng tượng rằng có tài sản trên ví của bạn và một người dùng blockchain khác tin rằng họ không. Không có sự can thiệp bên ngoài, rất khó để quyết định quyền nào trong hai quyền. Cần phải chọn trong số những người dùng của những người sẽ kiểm tra các giao dịch và chỉ thêm chính xác. Những người dùng như vậy được gọi là thợ mỏ.
Mainers - những người tham gia bị chặn đang tham gia vào việc tạo ra các khối mới và kiểm tra giao dịch.
Để tổ chức hoạt động thích hợp của các thợ mỏ, cần phải đồng ý, ai sẽ là người và cách họ sẽ thực hiện công việc của họ. Đây là một nhiệm vụ khó khăn, bởi vì bạn cần phải đưa ra các quy tắc như vậy, sẽ có lợi hơn để quan sát các thợ mỏ hơn là phá vỡ. Đây là một ví dụ kinh điển về một nhiệm vụ từ lý thuyết trò chơi: Làm thế nào để chọn chiến lược sẽ có cùng lợi thế cho người tham gia với các sở thích khác nhau.
Một nhiệm vụ như vậy đã được xây dựng và giải quyết bởi các nhà toán học trong thế kỷ trước. Bây giờ giải pháp này cung cấp bảo mật cả trong blockchain và trong các công nghệ phức tạp khác. Để hiểu cách Mainers quản lý không vi phạm lợi ích của nhau, hãy xem xét nhiệm vụ này nhiều hơn.
Nhiệm vụ của các tướng Byzantine
Trong bài viết khoa học năm 1982, một vấn đề nan giải logic đã được xây dựng. Nó minh họa vấn đề giao tiếp các nút của một mạng ngang hàng đàm phán bước tiếp theo. Là một sự tương tự, Byzantium đã được sử dụng - một trạng thái phong kiến cổ xưa với vô số quân đội độc lập. Do đó, tên - nhiệm vụ của các tướng byzantine.
Hành động diễn ra trong cuộc bao vây của thành phố Quân đội Byzantine. Vào ban đêm, quân đoàn từ các phía khác nhau bao quanh thành phố. Các tướng của mỗi Quân đoàn đang chờ đợi lệnh của Chỉ huy trưởng. Tùy chọn đặt hàng: "Tấn công" hoặc "rút lui".
Sự phức tạp đầu tiên của nhiệm vụ - Đế chế đang suy giảm. Bất kỳ vị tướng và ngay cả người chỉ huy có thể là những kẻ phản bội Byzantium quan tâm đến thất bại. Các tướng cần được coi là không cho phép kết quả không thuận lợi. Tổng cộng, ba kết quả của trận chiến:
Kết quả thuận lợi. Nếu tất cả các tướng tấn công - Byzantium tiêu diệt kẻ thù.
Kết quả trung gian. Nếu tất cả các tướng sẽ rút lui - Byzantia sẽ giữ lại quân đội của họ.
Một kết quả bất lợi. Nếu một số tướng bị tấn công, và một số người sẽ rút lui - kẻ thù cuối cùng phá hủy toàn bộ đội quân Byzantium trong các bộ phận.
Nếu mỗi tướng sẽ hành động theo quyết định của mình, thì khả năng của một kết quả thuận lợi là khá thấp. Do đó, các vị tướng cần trao đổi thông tin giữa các bản thân để đến một giải pháp duy nhất.
Sự phức tạp thứ hai trong nhiệm vụ là thiếu một kênh liên lạc đáng tin cậy giữa các tướng. Ngay cả khi không có kẻ phản bội giữa các tướng, thông tin có thể là sai. Ví dụ, chuyển phát nhanh sẽ trì hoãn hoặc chụp. Tình huống này sẽ gây nhầm lẫn các tướng khác và một quyết định không chính xác sẽ được thực hiện. Trong điều kiện như vậy, bạn cần phát triển một chiến lược thống nhất các hành động sẽ có lợi cho tất cả các tướng.
Toán học đã chứng minh rằng luôn có thể có được một giải pháp trong nhiệm vụ này, nếu các tướng chính xác là nhiều hơn hai phần ba tổng số. Trong các hệ thống khác nhau, nhiệm vụ có thể được giải quyết theo những cách khác nhau.
Byzantine Fault Dungle - khả năng của mạng tiếp tục hoạt động, ngay cả khi một số nút bị từ chối hoặc hành động độc hại. Nói cách khác, thuộc tính của mạng này trong đó nhiệm vụ của các tướng Byzantine đã được giải quyết.
Byzantine Fault Dung sai là cần thiết trong các hệ thống động cơ máy bay, tại các nhà máy điện hạt nhân và thực tế trong bất kỳ hệ thống nào, các hành động phụ thuộc vào kết quả của công việc của một số lượng lớn cảm biến. Ngay cả Spacex cũng xem xét nó như một yêu cầu tiềm năng cho các hệ thống của nó.
Nếu nhiệm vụ này là áp dụng cho bối cảnh của blockchain, thì các tướng là các công cụ khai thác. Họ phải đồng ý và nhận ra giao dịch thực sự để nó rơi vào blockchain. Quá trình này được gọi là sự đồng thuận.
Ví dụ: các công ty khai thác thấy rằng một người dùng muốn gửi bitcoin cho người khác. Mainer đầu tiên tin rằng một giao dịch như vậy phải được phê duyệt. Các nghi ngờ thứ hai mà hoạt động này tạo ra một kẻ tấn công. Thứ ba bị ngắt kết nối với mạng và không kiểm tra giao dịch. Lấy một giải pháp duy nhất và sau đó đến để đồng thuận.
Vì nhiệm vụ của các tướng Byzantine có một số giải pháp, thì các khối khác nhau đạt được khả năng chịu lỗi Byzantine bằng các thuật toán đồng thuận khác nhau. Xem xét nhiều hơn phổ biến nhất.
Thuật toán đồng thuận
Các blockchain hoạt động trên cơ sở một mạng phân phối. Không có một trung tâm duy nhất quản lý mạng lưới này. Để tổ chức hoạt động an toàn của blockchain, bạn phải thương lượng người sẽ là người khai thác và cách nó sẽ tạo ra các khối. Mainers làm việc theo các quy tắc được xác định nghiêm ngặt được gọi là thuật toán đồng thuận.
Thuật toán đồng thuận là một phương thức mô tả cách Mainer được chọn trong blockchain và theo quy định mà nó tạo ra các khối.
Để hiểu rõ hơn những gì một sự đồng thuận là cần thiết trong hệ thống blockchain, hãy tưởng tượng người thuê nhà của một tòa nhà chung cư. Các blockchas họ là cần thiết để tương tác với nhau và đưa ra quyết định phát triển ngôi nhà: thu tiền để đại tu, chọn tổ chức phục vụ hoặc bổ nhiệm nhiệm vụ. Có ba cách để đàm phán - ba thuật toán đồng thuận khác nhau. Mỗi người trong số họ dựa trên một mô hình toán học nhất định.
Bằng chứng về công việc (POW) là một thuật toán cho bằng chứng về công việc. Mainer có thể trở thành bất kỳ áo vest ở nhà. Để tạo các khối mới, nó sẽ phải sử dụng máy tính của mình để giải các tác vụ mật mã phức tạp.
Thuật toán sẽ xem xét phiên bản chính xác của Blockchain One trong đó hầu hết các khối. Và hầu hết toàn bộ khối sẽ có trong phiên bản, để tạo ra những người thuê nhà đã dành phần lớn năng lực máy tính. Một phương pháp rất dân chủ thu được: nếu 51% người khai thác tin rằng các giao dịch trong các khối là chính xác và sẽ là. Do đó, blockchain gần như không thể hack.
Bằng chứng về cổ phần (POS) là một thuật toán cho tỷ lệ sở hữu đã được chứng minh. Mainers trở thành những người có nhiều tài sản hơn trong blockchain. Chúng tôi sẽ có những người thuê nhà này với các căn hộ lớn nhất. Và trong Blockchalter Etheric, ví dụ, nó sẽ là người dùng có tiền điện tử nhất ETH. Với thuật toán này, chi phí điện là tối thiểu, vì việc tạo các khối trong blockchain không còn yêu cầu giải quyết các nhiệm vụ mật mã phức tạp. Càng chia sẻ của bạn nhiều trong blockchain, bạn càng thường xuyên tạo các khối mới.
Phiên bản phù hợp của blockchain, như trong công việc, sẽ được coi là một trong những khối nhất. Nhưng bằng chứng về cổ phần không thể được gọi là Dân chủ. Hầu hết các khối sẽ tạo ra không phải hầu hết cư dân, mà là những người thuê nhà giàu nhất. Tuy nhiên, nó thậm chí còn an toàn hơn. Nếu Majnem thuộc về hầu hết các ngôi nhà, thì nó sẽ trở nên độc hại để xảy ra.
Giáo sư thẩm quyền (POA) là một thuật toán bằng chứng tính cách. Có thể là những người thuê nhà đã tập hợp và quyết định rằng sẽ có một căn hộ để tạo ra các khối. Thuật toán này được phân phối trong các khối riêng, đóng. Ví dụ, nó rất phù hợp để quản lý một căn hộ nhà từ ví dụ của chúng tôi.
Các công ty khai thác đã chọn phiên bản thực sự của blockchain. Anh ta sẽ phải xác định mình để tất cả cư dân tin anh ta. Nếu tại một số điểm, người thuê sẽ không còn là phụ âm với các giải pháp đoàn rày, họ sẽ có thể chỉ định người khác. Mainer mới sẽ bắt đầu xây dựng chuỗi khối, và blockchain cũ sẽ tồn tại riêng. Một quá trình như vậy trong blockchain được gọi là hardforka.
Thuật toán đồng thuận là rất nhiều. Không ngừng phát minh mới, nhưng ba thứ này là những người nổi tiếng nhất, được thử nghiệm và thường xuyên được sử dụng.
Phần kết luận
Trong bất kỳ mạng ngang hàng ngang hàng nào không tin tưởng vào những người tham gia. Trong blockchain, những người khai thác giải quyết vấn đề này. Đây là những người dùng kiểm tra các giao dịch và chỉ cần sửa cho các khối mới.
Bài viết năm 1982 mô tả nhiệm vụ của các tướng byzantine. Nó được mô tả lần đầu tiên trong thuật toán của cách mạng có thể tiếp tục hoạt động, ngay cả khi một số nút bị từ chối hoặc gây ra độc hại.
Trong blockchain, ba loại thuật toán đồng thuận được sử dụng:
- Bằng chứng về công việc (POW) là một thuật toán cho bằng chứng về công việc.
- Bằng chứng về cổ phần (POS) là một thuật toán cho tỷ lệ sở hữu đã được chứng minh.
- Giáo sư thẩm quyền (POA) là một thuật toán bằng chứng tính cách.