ブロックチェーンは分散型です ピアツーピアネットワーク 追加のみ(末尾に追加)のデータを格納し、ネットワーク全体でその情報の整合性を検証します。 上記のデータの正確さをまとめて検証する(合意に達する)ことは、ブロックチェーンの特徴のXNUMXつです。
ブロックチェーンの考え方は、 少なくとも1990年代。 基本的な理論は、コンセンサスの一種を使用してコンピューターのネットワーク全体にデータをコピーすることでした アルゴリズム 追加するデータに同意します。 次に、暗号を使用します ハッシュ連鎖 データベースを実質的に不変にする。
ブロックチェーンとハッシュの詳細については、チェックアウトしてください 私たちのブロックチェーンの記事。 ただし、以下では、これらのトピックを通じて、さまざまな種類のブロックチェーンがデータ(ブロック)のシーケンス(チェーン)に追加されたデータについて合意に達するさまざまな方法に特に焦点を当てます。
さまざまなブロックチェーンコンセンサスメカニズムの主な違いは、ブロックチェーンにデータを追加する権限がネットワーク参加者間でどのように分散されるか、およびこのデータがトランザクションの正確なアカウントとしてネットワークによって検証される方法に集中しています。
これらの問題を解決する一連のコンピュータープロセスはコンセンサスアルゴリズムと呼ばれます。これは、ほのめかされているように、特定のブロックチェーンネットワーク全体でデータの状態を安全に更新するメカニズムです。
ネットワーク内の各ノード(コンピューター)は、すべてのトランザクションを個別に検証および処理するため、データベースの現在の状態、特定のトランザクションによって要求された変更、およびトランザクションの起源と正確性を証明するデジタル署名にアクセスできる必要があります。 次に問題は、すべてのノードがどのようにしてデータについて合意(合意)に到達するかです。 ブロックチェーンが解決しようとする最大の問題は「ビザンチン将軍の問題"。
ブロックチェーン自体よりも長い間存在していたこの問題は、基本的には次のとおりです。悪意のあるユーザーによって情報が破損することなく、エンティティ間でやり取りされるメッセージのみに基づいて、同じ目標に集中しているエンティティのネットワークをどのように維持するのですか?ネットワーク内の俳優? たとえば、ネットワークを通じて暗号通貨を送信しようとしている場合、トランザクションの詳細がネットワーク内の悪意のあるノードによって改ざんおよび変更されていないことをどのように確認できますか?
これは、ネットワークの同期を維持し、データが改ざんされないようにするためのコンセンサスメカニズムの出番です。 以下は、この結果を達成するためにさまざまなグループが考え出したソリューションのいくつかです。
作業証明は現在、ブロックチェーンの最も一般的なコンセンサスメカニズムです。 名前が説明する「作業の証明」は、ブロックチェーンネットワークがそれを証明するプロセスです。 鉱山労働者 ネットワークノード(トランザクションをブロックにグループ化して検証するネットワークノード)は、有効なブロック(トランザクションのグループ)を作成するために必要な作業を行いました。 ノードが有効なブロックを生成することは困難ですが(コンピューターの処理能力を大量に消費します)、ネットワークがブロックが有効であることを確認するのは非常に簡単です。
これはすべて、いわゆる ハッシュ関数、特定のデータに対して一意のデジタル指紋を作成します。 ハッシュは変更に対して非常に敏感であり、小さな変更でも完全に異なるハッシュ出力が生成されるため、ハッシュを使用してブロックを検証および保護できます。
ブロックが有効であると確認されるには、鉱山労働者はXNUMXつのハッシュを作成する必要があります。ブロック内のすべてのトランザクションのハッシュと、事前に特別な暗号化パズルを解いてブロックを生成するために必要なエネルギーを消費したことを証明するハッシュ設定レベル 難しさ。 特に、パズルは、トランザクション内のデータと組み合わされ、ハッシュアルゴリズムを通過したときに、暗号通貨のプログラムによって設定された指定範囲内の数値を生み出す数を見つけることです。
パズルを解く難易度は、PoWシステムで自動的に調整され、トランザクションのブロックがブロックチェーンに追加される一貫した期間が作成され、ネットワーク料金と新しく作成された暗号通貨報酬が鉱夫に解放されます。
ハッシュは 一方向関数。 元に戻すことはできません。 このようにして、各ブロックがそれを生成するために必要な作業を持っていることを確認することができます。 各ブロックには前のブロックのハッシュも含まれているため、すべてのブロックがブロックチェーンで結合されると、ブロックチェーン内のすべてのブロックを生成するために行われたすべての作業をやり直す必要があるため、ブロックを変更することは事実上不可能になります。
要約すると、鉱山労働者は有効なトランザクションのブロックを作成し、その上でPoWアルゴリズムを実行して有効なハッシュを見つけ、他のすべての鉱山労働者と競争して最初にパズルを解決します。 このようなアクションによって有効なブロックが生成されると、ブロックはブロックチェーンに追加され、マイナーはネットワーク料金と新しく作成された暗号通貨を受け取ります。
PoWコンセンサスメカニズムに使用されるさまざまなハッシュアルゴリズムがあり、最も一般的なものは次のとおりです。 SHA-256 (例えば Bitcoin)と スクランプ (例Litecoin)。 その他に含まれるもの SHA-3, CryptoNight, ブレイク256, クォーク, scrypt、ジェーン また、複数のハッシュ関数を使用するハイブリッドシステム。
PoWは物理的な世界のリソースを使用してネットワークを保護するため、理論的にはハッキングするのはほぼ不可能ですが、PoWの最大の批判のXNUMXつもここにあります。
実際、科学雑誌 マザーボード副、報告によると、単一のビットコイン取引で使用された電力によって、1.6世帯が2020日電力を供給される可能性があります。 XNUMX年までに、ビットコインはデンマークの国全体と同じだけの電力を消費する可能性があります。 そして、それはたったXNUMXつの暗号通貨です(もっとも一般的ですが)。
効率と環境の観点からは、これは理想的ではなく、主流の使用法に合わせるのは非常に困難です。 さらに悪いことに、鉱業で競争力を維持するために必要なコンピューティング能力と電力コストは、時間とともに劇的に増加しています。 これは、最大かつ最も強力な組織だけが実際に競争できるため、鉱業ネットワークの大幅な集中化をもたらしました。
いくつかの大企業とマイニングプールが、最も人気のあるブロックチェーンを支配しています。これは、ブロックチェーンの創設の分散原理に完全に対抗しています。
この問題の疑わしい倫理に加えて、一元化は51%の攻撃と呼ばれる潜在的なセキュリティ問題にもつながります。 これは、鉱山労働者(おそらくプールまたは大規模な複合企業)がブロックチェーンネットワークのコンピューティングパワーの51%を制御している場合です。 これが発生した場合、実際のトランザクションを無効にするか、自分の不正なトランザクションを検証して「同じ費用を複数回」使用して(同じ資金を複数回使用する)、ネットワーク全体を混乱させる可能性があります。
幸いなことに、PoWに関するこれらの問題には、潜在的な解決策がないわけではありません。
PoSは、ネットワーク内のノードが利害関係者である場合(つまり、特定のブロックチェーンの通貨を所有している場合)、ネットワークノードの運用において正直で良性を維持するインセンティブを持っているという想定に基づいています。
PoSは、マイナーが独自の暗号通貨をロックして、特別な「賭け」アカウントに使用できないようにします。 トークンを賭けたノードは、PoWシステムと同様にトランザクションのブロックを検証できますが、ブロックを検証するために必要な暗号計算ははるかに単純です(したがって、必要なコンピューター能力ははるかに少なくなります)。 PoWのようにより強力なコンピューターに利点をもたらす複雑なパズルを使用する代わりに、PoSシステムは、暗号通貨の賭けが多いノードが暗号パズルを解く可能性が高くなるように構成されています。
このように、PoSはPoWより効率的ですが、論理的には、そのようなシステムで使用される通貨が依然としてますます少ない手に集中するリスクがあるため、鉱業力の集中化の問題は完全には解決されません。
PoSの他の重要な問題のXNUMXつは、「問題ありません」問題です。フォーク(XNUMXつに分割されたブロックチェーン)のイベントで、複数のブロックチェーン履歴に投票することにより、マイナーは何も失うことがありません。 フォークが発生した場合、マイナーにとって最も有利な戦略は、各チェーンでマイニングすることです。そのため、ネットワークで認識されているフォークに関係なく報酬を獲得できます。
これにより、理論的にはネットワークがコンセンサスに到達しない、または攻撃者がトランザクションを送信し、トランザクションの背後のXNUMXつのブロックからブロックチェーンのフォークを開始し、代わりに自分自身にお金を送信できるという二重の支出につながる可能性があります以前に送信された場所。 複数のチェーンで作業するコストがはるかに低いため、PoSシステムではこれがPoWよりも可能です。
ただし、PoSが緩和に役立つ問題の51つは51%の問題です。 鉱山労働者が暗号通貨のXNUMX%を所有していたとしても、彼らが株式の過半数を所有しているシステムを攻撃することは彼らの利益にはなりません。 もちろん、これは、コストをかけてブロックチェーンネットワークを停止させたいだけの悪意のある、資金が豊富なアクターを考慮に入れていません。
このコンセンサスメカニズムを使用したブロックチェーンのいくつかの例は、NEO、Stellar、およびCardanoです。
従来のPoSでは、残高が少ないマイナーがブロックをマイニングする可能性は低く、コンピューター能力がほとんどないPoWマイナーがブロックをマイニングする可能性は低いです。 これは公平性が低いと見なされるだけでなく、ネットワークの安全性が低下する可能性もあります。これは、小規模な鉱山労働者のインセンティブが高ければ、ネットワークのノード数が増加し、安全性が高まるためです。
LPoSは、暗号通貨の残高を、より多くのトークンを保有し、その結果、有効なブロックをマイニングする可能性が高い「ステーキングノード」にリースできるようにすることで、より強力でないノードにインセンティブを与えます。 そのようなノードにリースされたすべてのコインは、ステーキングノードの「重量」を増加させ、ブロックチェーンにブロックを追加する可能性を高めます。 ステーキングノードが受け取った報酬は、すべてのリース業者間で比例的に共有されます。 リース業者はトークンをいつでも移動または使用できるため、いわば自動的に「リースを解除」します。
このようにして、すべてのノードがマイニング報酬を獲得する可能性を持つことを許可することにより、マイニングおよび/または金融力の集中化の問題をより制限することができます。
このタイプのコンセンサスアルゴリズムを使用するプロジェクトの主な例は、Wavesです。
DPoSでは、cryptocurrencyトークンホルダーは残高を使用して、ブロックを杭打ちしてブロックチェーンに追加できるノードのリストを選択します。 たとえば、まだリリースされていないEOSブロックチェーンでは、21の「ブロックプロデューサーノード」がネットワークによって選択されます。
これにより、フォークが発生する可能性(すべてのノードが15のプロデューサーノードのうち21でファイナライズされないフォークに切り替わらない)や、PoWとPoS、DPoSブロックチェーンで発生するスケーラビリティの問題などのいくつかの問題は解決します定義により一元化されており、誰もがブロックを掘って報酬を獲得するためのアクセス可能なエントリポイントを提供していません。
このタイプのコンセンサスメカニズムを使用するプロジェクトには、ビットシェアやEOSなどがあります。
ブロックチェーンは、51種類の合意メカニズムだけで解決する必要はありません。 最も一般的なタイプのハイブリッドチェーンはPoW / PoSハイブリッドです。これは通常、限られた方法で最初のPoWコンセンサスを使用し、次にPoSを使用してブロックチェーンに追加されたブロックを検証します。 PoSを使用すると、XNUMX%の攻撃の問題を解決しながら、より少ないエネルギーを使用できます。 PoWは、ブロックチェーンの不変性の別のレイヤーを確保しながら、問題の何も問題を解決しません。
ピアコインは、このハイブリッド方式を使用したXNUMXつのブロックチェーンです。
PoIはPoSに似ていますが、コンセンサスメカニズムは、ノードにマイニングブロックの利点を与える他の要因も考慮します。
たとえば、PoIを実装した最初のブロックチェーンであるNEMを使用すると、ノードはネットワークでの生産性を評価されます。これには、他の「評判」要素の中で、ノードのバランスやトランザクションの数と値が含まれます。
このコンセンサスメカニズムでは、各ノードが公開鍵を公開します。 ノードを通過するトランザクションはノードによって署名され、検証されます。ネットワーク内で十分に同一の応答に到達すると、トランザクションが有効であるというコンセンサスが得られます。 この単純なメカニズムは、ハッシュ能力を必要とせず、ストレージシステムに特に役立ちます。
PBFTにはXNUMXつの潜在的な問題があります。 まず、関係者全員が、信頼できる参加者の正確なリストに同意する必要があります。 第二に、そのような合意システムのメンバーシップは、通常、中央当局によって設定されます。 これらの要因により、公共の分散型暗号通貨には適さない場合がありますが、プライベートデジタル資産保有プラットフォームなどの他の用途には役立つ場合があります。
PBFTは、Hyperledgerで使用されるコンセンサスメカニズムです。
ブロックチェーンが登場する前は、分散ネットワーク(たとえば、デジタル通貨元帳)のデータが悪意のあるノードや侵害されたノードによる改ざんから保護されていることを保証する実際的な方法はありませんでした。 ビットコインとPoWの誕生により、まったく新しい世代のプログラマーとエンジニアがこの問題の解決に取り組み始めました。
その結果、多くのコンセンサスメカニズムが急増し、ほとんどが同じ(ビザンチン将軍)問題を解決しようとしています。 ブロックチェーンはまだ比較的新しい分野であるため、どのコンセンサスメカニズムがそれ自体が最も有用であると証明され、どのメカニズムが支持されなくなるかは不明です。 現在のところ、異なるコンセンサスメカニズムは、異なる暗号通貨を区別する基本的な要素のXNUMXつです。
ソース:https://unhashed.com/cryptocurrency-coin-guides/blockchain-consensus-mechanisms/
- 2020
- 攻撃の51%
- アクセス
- Action
- 利点
- 契約
- アルゴリズム
- アルゴリズム
- すべて
- 許可
- 間で
- 周りに
- 資産
- 最大の
- Bitcoin
- ブロックチェーン
- Cardano
- チャンス
- 変化する
- コイン
- コマンドと
- 企業
- コンピューター
- コンピューティング
- コンセンサス
- 消費する
- コスト
- 暗号通貨
- cryptocurrency
- 通貨
- 電流プローブ
- 現在の状態
- データ
- データベース
- 中
- 地方分権化
- 分権化された
- デジタル
- デジタル資産
- デジタル通貨
- 混乱する
- 効率
- 電気
- エネルギー
- 環境の
- EOS
- 倫理
- イベント
- フェア
- 特徴
- 費用
- 名
- フォーカス
- フォーク
- function
- 積立
- 資金
- 与え
- グループ
- ハック
- ハッシュ
- ハッシュ
- 認定条件
- HTTPS
- ハイブリッド
- ハイパールガー
- アイデア
- 増える
- 情報
- 関心
- 関係する
- 問題
- IT
- キー
- 大
- つながる
- 元帳
- レベル
- 限定的
- リスト
- Litecoin
- 主流
- 大多数
- 作成
- 事態
- 鉱夫
- 鉱業
- 鉱山プール
- お金
- 一番人気
- 近く
- NEM
- NEO
- ネットワーク
- ネットワーク
- ノード
- オペレーティング
- その他
- 視点
- プラットフォーム
- プール
- プール
- 人気
- PoS
- 捕虜
- 電力
- プライベート
- 生産された
- プロデューサー
- 生産性
- 演奏曲目
- プロジェクト
- 証明
- 証明する
- 公共
- 公開鍵
- 範囲
- レポート
- リソースを追加する。
- リソース
- 報酬
- リスク
- スケーラビリティ
- 規模
- 科学
- セキュリティ
- セッションに
- シェアする
- shared
- 簡単な拡張で
- 小さい
- So
- ソリューション
- 解決する
- 過ごす
- 支出
- split
- 利害関係
- ステキング
- start
- 都道府県
- 滞在
- ステラー
- ストレージ利用料
- 店舗
- 戦略
- スイッチ
- システム
- 時間
- トークン
- トークン
- 公差
- トピック
- トランザクション
- 取引
- 私達
- 値
- 投票
- 波浪
- 何ですか
- 誰
- Wikipedia
- 以内
- 仕事
- 作品
- 世界