Блокчейн децентрализован одноранговая сеть который хранит данные только для добавления (добавить в конец) и проверяет целостность этой информации в сети. Коллективная проверка точности указанных данных (достижение консенсуса) является одной из определяющих характеристик блокчейна.
Идея блокчейна восходит к по крайней мере, 1990-е годы, Основная теория заключалась в том, чтобы копировать данные через сеть компьютеров, используя консенсус алгоритм согласовать любые данные, которые будут добавлены. Затем используйте криптографический хэш-цепочка сделать базу данных практически неизменной.
Для получения дополнительной информации о блокчейнах и хешировании, проверьте наша статья о блокчейне, Ниже, однако, мы сосредоточимся конкретно на различных способах достижения различными типами блокчейнов единого мнения о данных, добавляемых в их последовательности (цепочки) данных (блоки) по следующим темам:
Основные различия в различных механизмах достижения консенсуса в блокчейне заключаются в том, как право на добавление данных в блокчейн распределяется между участниками сети, и как эти данные проверяются сетью как точный учет транзакций.
Набор компьютерных процессов, которые решают эти проблемы, называется алгоритмом консенсуса, который, как упоминалось, является механизмом, ответственным за безопасное обновление состояния данных в данной сети цепочки блоков.
Каждый узел (компьютер) в сети независимо проверяет и обрабатывает каждую транзакцию и поэтому должен иметь доступ к текущему состоянию базы данных, модификации, запрошенной данной транзакцией, и цифровой подписи, подтверждающей происхождение и точность транзакции. Тогда возникает вопрос, как все узлы достигают консенсуса (согласия) в отношении данных. Самая большая проблема, которую стремятся решить блокчейны, называется «Проблема византийских генералов».
Эта проблема, которая существует дольше, чем сама блокчейн, в основном заключается в следующем: как сохранить сеть сущностей, которые ориентированы на одну и ту же цель, в выравнивании, основываясь исключительно на сообщениях, передаваемых между ними, без повреждения информации злонамеренным актер в сети? Например, если кто-то пытается отправить криптовалюту через сеть, как вы можете быть уверены, что детали транзакции не были изменены и изменены злонамеренным узлом в сети?
Вот тут-то и возникает консенсусный механизм, который гарантирует, что сеть остается синхронизированной и данные остаются неизменными. Ниже приведены некоторые из решений, предложенных различными группами для достижения этого результата.
Доказательство работы в настоящее время является самым популярным механизмом консенсуса для блокчейнов. «Доказательство работы», которое описывает имя, - это процесс, посредством которого сеть блокчейн доказывает, что шахтер Сетевой узел (сетевые узлы, которые группируют транзакции в блоки и проверяют их) выполнили работу, необходимую для создания допустимого блока (группы транзакций). Хотя узлам сложно создать действительный блок (это занимает много вычислительной мощности компьютера), сети очень легко проверить, что блок действителен.
Все это делается через то, что называется хеш-функция, который создает уникальный цифровой отпечаток для данного фрагмента данных. Поскольку хеши очень чувствительны к изменениям, и даже крошечная модификация приведет к совершенно другому результату хэширования, хэши можно использовать для проверки и защиты блоков.
Чтобы блок был подтвержден как действительный, майнеры должны создать два хеша: хеш всех транзакций в блоке и хеш, доказывающий, что они потратили энергию, необходимую для генерации блока, решая специальную криптографическую головоломку с предварительно установить уровень трудность, В частности, задача состоит в том, чтобы найти число, которое при объединении с данными в транзакциях и прохождении через алгоритм хэширования дает число в пределах указанного диапазона, установленного программой криптовалюты.
Сложность решения головоломки автоматически корректируется в системах PoW для создания согласованного периода времени для блоков транзакций, добавляемых в цепочку блоков, и для освобождения от платы за пользование сетью и вновь созданных вознаграждений за криптовалюту майнерам.
Хеш - это односторонняя функция, Это не может быть полностью изменено. Таким образом, можно подтвердить, что каждый блок требует работы для его генерации. Каждый блок также содержит хэш предыдущего блока, поэтому после объединения всех блоков в блокчейне их практически невозможно изменить, поскольку для этого потребуется повторить всю работу, выполненную для генерации каждого отдельного блока в блокчейне.
Таким образом, майнер создает блок действительных транзакций, а затем запускает алгоритм PoW, чтобы найти действительный хэш, соревнуясь со всеми остальными майнерами, чтобы сначала решить головоломку. Когда через такое действие генерируется действительный блок, блок добавляется в цепочку блоков, и майнер получает плату за сеть, а также вновь созданную криптовалюту.
Существуют различные алгоритмы хеширования, используемые для механизмов согласования PoW, наиболее распространенными SHA-256 (например Bitcoin) и расширение Scrypt (например, Litecoin). Другие включают SHA-3, CryptoNight, Блейк-256, Кварк, Scrypt-джейн и гибридные системы, которые используют более одной функции хеширования.
Хотя PoW теоретически почти невозможно взломать, так как он использует ресурсы в физическом мире для защиты сети, это также является одной из самых больших его критических замечаний: используемый ресурс - это электричество, и его много.
На самом деле, научный журнал Проводник материнской платысообщает, что 1.6 американских домохозяйств могут получать электроэнергию на один день от электричества, используемого для одной транзакции Биткойн. К 2020 году Биткойн может потреблять столько же электроэнергии, сколько вся страна Дания. И это только одна криптовалюта (хотя и самая популярная).
С точки зрения эффективности и охраны окружающей среды, это не идеально, и было бы очень трудно масштабировать для широкого использования. Что еще хуже, затраты на вычислительную мощность и электроэнергию, необходимые для сохранения конкурентоспособности в горнодобывающей промышленности, со временем резко возросли. Это привело к значительной централизации в горнодобывающих сетях, поскольку только самые крупные и мощные организации могут реально конкурировать.
Несколько крупных компаний и майнинговых пулов в настоящее время доминируют в самых популярных блокчейнах, что полностью противоречит основополагающему принципу децентрализации блокчейнов.
Помимо сомнительной этики этой проблемы, централизация также приводит к потенциальной проблеме безопасности, называемой 51% атаки. Это когда майнер, вероятно, пул или большой конгломерат, контролирует 51% вычислительной мощности сети блокчейна. Если это когда-либо произойдет, они могут нарушить работу всей сети, сделав недействительными реальные транзакции или проверив свои собственные мошеннические транзакции, чтобы «удвоить расходы» (используя одни и те же средства более одного раза).
К счастью, эти проблемы с PoW не без потенциальных решений.
PoS основан на предположении, что, когда узлы в сети являются заинтересованными сторонами (то есть, когда они владеют валютой данной цепочки блоков), у них будет стимул оставаться честным и доброжелательным в действующих узлах сети.
PoS работает майнерами, блокирующими некоторые из своих собственных криптовалют, поэтому они не могут быть использованы в специальных «ставках» аккаунтах. Узлы, которые разбили токены, могут затем проверять блоки транзакций так же, как в системах PoW, но криптографические вычисления, необходимые для проверки блоков, намного проще (и, следовательно, требуют гораздо меньше вычислительной мощности компьютера). Вместо того, чтобы использовать сложные головоломки, которые дают преимущества более мощным компьютерам, как в PoW, системы PoS структурированы таким образом, что узлы, которые имеют больше криптовалютных ставок, имеют более высокий шанс разгадать криптографическую головоломку.
Таким образом, хотя PoS более эффективен, чем PoW, он не решает полностью проблему централизации майнинга, поскольку логически существует риск того, что валюта, используемая такими системами, все еще будет концентрироваться в все меньшем и большем количестве рук.
Одной из других ключевых проблем PoS является проблема «ничего не поставлено на карту», в которой майнеры могут ничего не потерять, проголосовав за несколько историй блокчейна в случае разветвления (блокчейн разделится на две части). В случае разветвления наиболее прибыльной стратегией для майнера является майнинг на каждой цепочке, что позволяет получать вознаграждение независимо от того, какой разветвитель распознается сетью.
Теоретически это может привести к тому, что сеть никогда не достигнет консенсуса, или к удвоению расходов, когда злоумышленник сможет отправить транзакцию, а затем запустить ответвление блокчейна из одного блока за транзакцией и отправить деньги себе вместо куда это было отправлено раньше. Это более возможно в системе PoS, чем в PoW, поскольку стоимость работы в нескольких цепочках значительно ниже.
Однако одной из проблем, которые PoS помогает смягчить, является проблема 51%. Даже если бы майнер владел 51% криптовалюты, он не был бы в их интересах атаковать систему, в которой им принадлежало большинство акций. Это, конечно, не учитывает злонамеренных, хорошо финансируемых игроков, которые могут просто захотеть сломать сеть блокчейнов любой ценой.
Некоторыми примерами блокчейнов, использующих этот консенсусный механизм, являются NEO, Stellar и Cardano.
При использовании классического PoS майнеры с небольшим балансом вряд ли будут добывать блок, точно так же, как майнеры PoW с малой вычислительной мощностью вряд ли будут майнить блок. Мало того, что это может рассматриваться как менее справедливое, это также может привести к менее защищенной сети, поскольку, если бы небольшие майнеры были лучше мотивированы, сеть имела бы больше узлов и, следовательно, была бы более безопасной.
LPoS стимулирует менее мощные узлы, позволяя им сдавать в аренду свои криптовалютные баллы «узлам разбивки», которые имеют больше разбитых токенов и, следовательно, с большей вероятностью добывают действительный блок. Все монеты, сданные в аренду таким узлам, увеличивают «вес» узла ставок, что увеличивает его шансы на добавление блока в цепочку блоков. Награды, полученные узлами ставок, затем пропорционально распределяются между всеми арендаторами. Арендаторы все еще могут перемещать или тратить свои жетоны в любое время, таким образом автоматически «нарушая аренду», так сказать.
Таким образом, проблема централизации майнинга и / или денежной власти может быть лучше ограничена, позволяя всем узлам иметь потенциал для получения вознаграждений за майнинг.
Основным примером проекта, использующего этот тип консенсусного алгоритма, является Waves.
В DPoS держатели токенов криптовалюты используют свои балансы для выбора списка узлов, которые смогут разбивать блоки для добавления в цепочку блоков. Например, с еще не запущенным блокчейном EOS будет 21 «узел производителей блоков», которые будут выбраны сетью.
Хотя это решает некоторые проблемы, такие как вероятность возникновения разветвлений (все узлы не переключатся на разветвление, которое не завершено 15 из 21 узлов-производителей), а также проблемы масштабируемости, возникающие с PoW и PoS, блокчейном DPoS по определению является более централизованным и не предоставляет никому доступных точек входа для майнинга блоков и получения вознаграждений.
Проекты, которые используют этот тип консенсусного механизма, включают Bitshares и EOS.
Блокчейны не должны соглашаться только на один тип консенсусного механизма. Наиболее популярным типом гибридной цепочки является гибрид PoW / PoS, который обычно использует первоначальный консенсус PoW ограниченным образом, а затем использует PoS для проверки блоков, добавленных в цепочку блоков. Использование PoS решает проблему атаки на 51% при использовании меньшего количества энергии; PoW решает проблему «ничто на кону», обеспечивая еще один уровень неизменности блокчейна.
Peercoin - это один блокчейн, использующий этот гибридный метод.
PoI похож на PoS, но механизм консенсуса также учитывает другие факторы, которые дают узлам преимущество в блоках майнинга.
Например, с NEM, первым блокчейном, в котором реализована PoI, узлы получают вознаграждение за свою производительность в сети, которая включает их баланс, а также их количество и стоимость транзакций, среди прочих факторов «репутации».
В этом механизме согласования каждый узел публикует открытый ключ. Транзакции, проходящие через узел, подписываются узлом и проверяются, и как только в сети достигается достаточно идентичных ответов, достигается согласие относительно того, что транзакция действительна. Этот простой механизм не требует хэширования и особенно полезен для систем хранения.
У PBFT есть две потенциальные проблемы. Во-первых, все вовлеченные стороны должны согласовать точный список доверенных участников. Во-вторых, членство в такой системе соглашений обычно устанавливается центральным органом. Хотя эти факторы могут не сделать его пригодным для публичной децентрализованной криптовалюты, это может быть полезно для других вещей, таких как частные платформы хранения цифровых активов.
PBFT - это согласованный механизм, используемый Hyperledger.
До появления блокчейнов не было практического способа гарантировать, что данные в распределенной сети (например, регистр цифровой валюты) будут защищены от взлома вредоносными или взломанными узлами. С появлением Bitcoin и PoW, целое поколение программистов и инженеров принялись за решение этой проблемы.
В результате возникло множество механизмов достижения консенсуса, наиболее значимых для решения одной и той же проблемы (византийских генералов). Поскольку блокчейн все еще является относительно новой областью, неясно, какие механизмы консенсуса окажутся наиболее полезными, а какие выйдут из строя. В настоящее время различные механизмы достижения консенсуса являются одним из фундаментальных факторов, которые отличают разные криптовалюты.
Источник: https://unhashed.com/cryptocurrency-coin-guides/blockchain-consensus-mechanisms/
- 2020
- Атака 51%
- доступ
- Учетная запись
- Действие
- плюс
- ДОГОВОР
- алгоритм
- алгоритмы
- Все
- Позволяющий
- среди
- около
- активы
- Крупнейшая
- Bitcoin
- блокчейн
- Cardano
- шансы
- изменение
- Coins
- Общий
- Компании
- компьютеры
- вычисление
- Консенсус
- потреблять
- Расходы
- криптовалюты
- криптовалюта
- Валюта
- Текущий
- Текущее состояние
- данным
- База данных
- день
- Децентрализация
- децентрализованная
- Интернет
- Цифровой актив
- цифровая валюта
- срывать
- затрат
- электричество
- энергетика
- окружающий
- EOS
- этика
- События
- ярмарка
- Особенности
- Сборы
- First
- Фокус
- вилка
- функция
- фундированный
- средства
- Отдаете
- группы
- мотыга
- хэш
- Хеширования
- Как
- HTTPS
- Гибридный
- Hyperledger
- идея
- Увеличение
- информация
- интерес
- вовлеченный
- вопросы
- IT
- Основные
- большой
- вести
- Ledger
- уровень
- Ограниченный
- Список
- Litecoin
- Mainstream
- Большинство
- Создание
- Вопросы
- Шахтеры
- Горнодобывающая промышленность
- Горные бассейны
- деньги
- Самые популярные
- двигаться
- Возле
- NEM
- NEO
- сеть
- сетей
- узлы
- операционный
- Другие контрактные услуги
- перспектива
- Платформы
- бассейн
- Пулы
- Популярное
- PoS
- PoW
- мощностью
- частная
- Произведенный
- производитель
- производительность
- FitPartner™
- Проект
- доказательство
- доказывает
- что такое варган?
- публичный ключ
- ассортимент
- Отчеты
- ресурс
- Полезные ресурсы
- Награды
- Снижение
- Масштабируемость
- Шкала
- Наука
- безопасность
- набор
- Поделиться
- общие
- просто
- небольшой
- So
- Решения
- РЕШАТЬ
- тратить
- Расходы
- раскол
- доля
- Стейкинг
- Начало
- Область
- оставаться
- Stellar
- диск
- магазины
- Стратегия
- Коммутатор
- система
- системы
- время
- знак
- Лексемы
- терпимость
- Темы
- сделка
- Сделки
- нам
- ценностное
- голосование
- волны
- Что такое
- КТО
- Википедия.
- в
- Работа
- работает
- Мир