У своїй попередній публікації про DLT я торкнувся концепції Proof of Work і побіжно згадав Proof of Stake. У цьому блозі я розкриваю ці концепції та те, як вони є фундаментальними для ідеї ненадійного розподіленого консенсусу.
Спочатку ми повинні описати проблему, яку ми намагаємося вирішити. Біткойн намагався вирішити складну проблему створення довіри між групою недовірливих агентів.
Так у чому полягає ця проблема? Людина просить позичити у вас трохи грошей і погоджується повернути вам завтра. Оскільки ви довіряєте, ви позичаєте їм десять доларів. Наступного дня ви просите повернути гроші, вам відповідають, що вони ніколи у вас не позичали гроші. Що ти робиш? Не було жодного запису транзакції; у вас не так багато можливостей для захисту. Можливо, у майбутньому ви станете менш довірливими. Наступного разу, коли ви вводите транзакцію такого типу, ви залучаєте третю сторону для відстеження транзакції. Якщо позичальник не виконує зобов’язання, ви можете залучити третю сторону, щоб засвідчити, що транзакція відбулася. Якщо позичальник відмовляється повертати вам гроші, ви можете звернутися до судової системи та попросити їх втрутитися від вашого імені. В ідеалі третя сторона — це довірена особа, скажімо, юрист, і транзакцію можна нотаріально посвідчити, щоб підтвердити її автентичність. Уявіть, що ви хочете зробити це у великому масштабі з людьми, які живуть не в тій самій країні, що й ви. Є різні правові системи, різні засоби захисту, ох головні болі.
Розподілена книга має на меті замінити юридичну структуру ідентичністю власності, криптографічним нотаріальним засвідченням і способом встановлення довіри. Перша частина досить проста. У кожного з нас є особистість; у вигляді закритого ключа; ми можемо використовувати цю ідентичність для «підпису» будь-яких довільних даних.
Найпростіше кажучи, власники відкритого ключа можуть довести з надзвичайно високою впевненістю, що підпис належить власнику закритого ключа і лише одному закритому ключу. Цей цифровий підпис є переконливою концепцією, оскільки вона дозволяє будь-кому, хто має закритий ключ, стверджувати, що він володіє ним. Безпечно надати відкритий ключ будь-кому, оскільки немає способу взяти відкритий ключ і створити копію закритого ключа. Просто переконайтеся, що ви не втратите свій закритий ключ!
Нотаріальне посвідчення природно випливає з особи; якщо одна сторона підписує повідомлення, третя сторона може підписати підписане повідомлення. Якщо ви довіряєте особі сторони, яка нотаріально засвідчує, у вас є її відкритий ключ і ви знаєте, хто вони; вони можуть робити заяви про вихідну партію, наприклад, я знаю цю людину, і ви можете їм довіряти. Ви можете спостерігати це поняття довіри в Інтернеті кожного разу, коли відвідуєте зашифрований веб-сайт; ви покладаєтеся на сертифікат, засвідчений через ланцюг довіри. На вершині цього ланцюга знаходиться коренева сутність; у цьому прикладі це «Baltimore CyberTrust Root».
Цей ланцюжок довіри все ще залишає перед нами проблему. Якщо ви не знаєте або не хочете довіряти будь-якій центральній стороні, як нотаріально засвідчити операції, щоб вони були неспростовними? Класичний блокчейн вирішує цю проблему за допомогою процесу, який називається майнінг. Майнінг можна умовно розділити на дві категорії: Proof of Work і Proof of Stake. Про це ми поговоримо незабаром.
По-перше, ми повинні звернутись до слона в кімнаті, так званого блокчейну на основі дозволів. За останні кілька років з’явилося багато прикладів таких ланцюжків, які зазвичай пропонуються як високопродуктивні альтернативи ненадійним блокчейнам. Природа майнінгу полягає в тому, що він потребує часу та має витрати. Ці ланцюжки на основі дозволів ідентифікують одну або кілька довірених груп, які виконують нотаріальне завірення повідомлень у ланцюжку. У разі помилки або зміни думок ці довірені нотаріуси можуть переписати історію, а якщо вони погані актори, вони можуть діяти від імені інших, щоб ввести в оману. У нашому початковому прикладі паршивий нотаріус може стати на бік особи, яка позичає гроші.
З точки зору довіри, можна стверджувати, що ланцюжок на основі дозволів не кращий, ніж мати керовану та керовану базу даних третьою стороною. У цих випадках цифрова книга все ще має переваги; наприклад, кожна сторона має повну копію бухгалтерської книги, транзакції стандартизовані та криптографічний підпис транзакцій. Цифровий підпис сам по собі є вагомою причиною, подумайте про перевірку людського підпису проти його цифрового аналога. Проблеми складності, продуктивності та експлуатації зазвичай легше вирішити в традиційній базі даних, ніж у DLT.
Тепер повернемося до майнінгу. За своєю суттю майнінг — це операція, яка показує, що суб’єкт, якого зазвичай називають вузлом, створив достатню довіру, щоб він міг підписати набір транзакцій (блок у блокчейні), щоб стверджувати, що транзакції послідовні та подвійно витрачаються. безкоштовно. Подвійні витрати – це просте поняття в «реальному світі»; якщо я дам тобі доларову купюру, я зможу надати точну купюру лише один раз, якщо ти згодом не повернеш її мені. У цифровому світі це набагато складніша проблема. Класичні бази даних вирішують це шляхом реалізації транзакцій. Ви часто чуєте, що це називають транзакційною гарантією ACID.
У традиційній системі подвійного бухгалтерського обліку книга записує рух активу з одного рахунку (або гаманця) на інший. Для бухгалтерської книги, яка відстежує одну валюту, ви можете застосувати дві основні властивості. По-перше, у книзі зберігається загальна кількість будь-якого даного активу в книзі для всіх транзакцій руху. Ви не можете створити або знищити, якщо не підтримується певна одностороння транзакція. По-друге, ви можете переконатися, що ви можете перемістити актив з одного гаманця в інший, лише якщо вихідний гаманець має доступний екземпляр цього активу. У транзакції з кількома гаманцями всі гаманці повинні залишатися в балансі після транзакції. Ці правила можна узагальнити для транзакції з кількома активами, гарантуючи, що сума вартості (вартість кожного активу, перетвореного на загальний актив) дорівнює нулю для транзакції. Модель з декількома активами є більш довгостроковою.
Для DLT усі передачі токенів (або активів) повинні відповідати наведеним вище правилам. Зазвичай єдиною односторонньою транзакцією, яку підтримує ланцюжок, є створення нових токенів у процесі майнінгу. Отже, як розподілена книга це робить?
Спочатку ми беремося за підтвердження роботи, оскільки це найбільш усталена система. У Proof of Work кожен вузол майнінгу в системі «змагається» один з одним, щоб знайти рішення досить складної проблеми. Для Bitcoin ця задача обчислює хеш даних у блоці та додає значення «nonce» (ціле число), щоб обчислити криптографічний хеш блоку. Майнінг є успішним, якщо кінцевий хеш, згаданий вище, має певну кількість початкових нулів у своєму двійковому представленні. Nonce оновлюється неодноразово, доки не буде знайдено рішення. Насправді це трохи складніше, ніж це, із кількома хешами.
Кожен майнер здатний виконувати фіксовану кількість хеш-обчислень за секунду. Це обмеження встановлюється апаратним забезпеченням обчислювального вузла. Складність задачі налаштована так, що сума хешрейтів усіх майнерів знаходить блок приблизно за десять хвилин. Мережа регулює складність, щоб врахувати поточну швидкість хешування. На момент написання статті хеш-рейт мережі Bitcoin становив сто вісімдесят мільйонів терра-хешів на секунду. Цей хешрейт — це величезна кількість обчислювальних потужностей і вказує на одну з важливих дебатів щодо біткойна — його вплив на навколишнє середовище. Хоча, оскільки ціни на відновлювану енергію падають нижче, ніж на інші види енергії, рентабельність майнінгу створює стимул для переходу на найдешевше джерело енергії; наскільки це правда, стане відомо протягом наступних кількох років.
Одним із «недоліків», які часто виявляють у протоколі майнінгу біткойнів, є тривіальне паралізування операції хешування. Ця функція призвела до значної централізації потужності хешування та, ймовірно, перешкоджає децентралізованому дизайну ланцюжка. Агрегування хешів разом називається пул-майнінгом. Індивідуальний майнінг нічого не вартий для будь-яких цілей; шанси на те, що будь-який окремий вузол у мережі знайде рішення самостійно до об’єднаних хешів, нескінченно малі. Пули ділять винагороди від майнінгу прямо пропорційно хешрейту, пожертвуваному пулу. Хоча ви не отримаєте велику виплату, ви можете отримувати невелику суму кожного разу, коли пул майнить блок. Невелика кількість пулів (8) становить переважну більшість потужності хешування. Якщо ці пули змовляться разом, вони матимуть можливість зробити вибір щодо майбутніх правил ланцюжка.
Доказ роботи забезпечує довіру та цілісність, коли дорожче або переписати історію ланцюга, або контролювати достатній хешрейт (більше п’ятдесяти одного відсотка), щоб змінити протокол на користь однієї сторони над іншою, ніж отримати винагороду за майнінг. Винагорода за майнінг визначається як частина протоколу Bitcoin і включає щойно викарбувані монети та комісію за транзакції, оброблені в блоці. Наразі винагорода за майнінг за блок становить 6.25 BTC плюс комісія за транзакцію. Ця винагорода становить понад триста тисяч доларів за блок. Щодня друкується сто сорок чотири блоки, що приносить майже сорок п’ять мільйонів доларів доходу від майнінгу.
Шахтарі мають сильний стимул робити правильні речі. Цей економічний стимул також заохочує майнерів інвестувати в більше обладнання для майнінгу та допомагає гарантувати, що жодна група не має більшого контролю над ланцюгом. Цю гарантію забезпечує сама «вартість» майнінгу. У міру зростання вартості біткойнів зростає і стимул до більшого майнінгу.
Нові мережі, такі як Ethereum, реалізують Proof of Work за допомогою інших алгоритмів. Сьогодні існує багато варіантів, найпомітнішими з яких є ті, які отримують роботу від вартості переміщення даних у пам’яті (так працює Etherium) проти сирої обчислювальної потужності. Завдяки обмеженню «смуги пропускання» ланцюжки доказів роботи, такі як Etherium, забезпечують прибутковий майнінг на апаратному забезпеченні кінцевих користувачів (GPU). Щоб отримати прибуток у видобутку біткойнів, потрібно інвестувати в спеціальне обладнання ASIC.
Proof of Stake — нова заміна Proof of Work, яка намагається впоратися з енергоспоживанням (і гонки за апаратним забезпеченням), які пронизують нинішні покоління мереж. У Proof of Stake майнери публікують (або роблять ставки) певну кількість валюти ланцюжків, щоб отримати винагороду за підписання блоку у вигляді комісії за транзакцію, і можуть втратити свою частку, якщо підпишуть блок таким чином, що не узгоджується з правилом ланцюга. тобто. Без подвійних витрат.
Давайте спробуємо простий уявний експеримент. Уявімо кімнату з сімома людьми, кожен покладе стодоларову купюру на стіл посередині кімнати. Ці гроші є їхньою ставкою; тепер двоє з семи погоджуються на угоду, один позичить іншому десять доларів, які повертаються наступного дня. Вони записують угоду на аркуші паперу і кладуть його на стіл. Тепер ми навмання обираємо одного із семи людей у кімнаті для нотаріального завірення документа. Вони читають папір і додають свій підпис, щоб сказати, що це дійсна транзакція. Інші шість можуть перевірити документ і підтвердити, що умови транзакції відповідають правилам кімнати. Якщо припустити, що всі згодні, транзакція є обов’язковою. Кожен із учасників кімнати отримує невелику плату за підтвердження транзакції. Люди, які займалися торгівлею, сплачували плату. Ця плата забезпечує компенсацію за те, що активи заблоковані як частка.
Тепер уявіть, що особа, вибрана для перевірки, є однією з двох осіб, які беруть участь у транзакції або змовляються. Вони підписують документ, навіть якщо він порушує правила кімнати. Тепер, коли інші люди в кімнаті підтверджують обмін і більше п’ятдесяти відсотків кімнати вказують, що цей контракт недійсний, обмін скасовується. Ставка, що належить перевіряючому, знімається зі столу та ділиться порівну між іншими шістьма людьми. Сьома особа більше не має частки та більше не може брати участь у перевірці, і вона втратила свою частку в сто доларів. Оскільки вартість частки переважала вартість перевіряючої транзакції, брехати не в інтересах особи.
Коли у вас більше п'ятдесяти відсотків учасників діють чесно, система працює. За це вони зберігають свою частку та отримують справедливу компенсацію за свої дії. Тоді як для однієї транзакції, можливо, варто обдурити систему; якщо ви подивіться на загальну суму, то в їхніх інтересах бути чесними.
Цікаве зауваження щодо підтвердження ставки полягає в тому, що предмети, які ви робите, мають бути цінними. Це спостереження є однією з основних причин, чому Ethereum почав із системи Proof of Work і працює над переходом на Proof of Stake тепер, коли Ether високо цінується.
Нам ще належить побачити масштабну роботу системи Proof of Stake із високим рівнем ризику. Протягом наступних кількох років ми побачимо, наскільки добре вони замінять Proof of Work.
Я сподіваюся, що цей блог допоможе пояснити деякі терміни, наступного разу про розумні контракти.
- рахунки
- агенти
- Угода
- алгоритми
- ВСІ
- Основниеопераціі
- активи
- Активи
- справжність
- Білл
- Біткойн
- Видобуток бікінів
- blockchain
- Блог
- Запозичення
- БТД
- сертифікат
- зміна
- контроль
- Монети
- товар
- загальний
- Компенсація
- обчислення
- довіра
- Консенсус
- споживання
- контракт
- контрактів
- створення
- Валюта
- Поточний
- дані
- Database
- базами даних
- день
- угода
- Децентралізований
- дизайн
- знищити
- цифровий
- Розподілена книга
- DLT
- Долар
- доларів
- подвійні витрати
- Економічний
- енергія
- Навколишнє середовище
- Ефір
- Ефіріума
- EU
- EV
- Розширювати
- експеримент
- особливість
- Інформація про оплату
- Перший
- форма
- Безкоштовна
- Повний
- майбутнє
- Group
- апаратні засоби
- мішанина
- швидкість хешу
- хешування
- Високий
- історія
- Як
- hr
- HTTPS
- ia
- ідея
- ідентифікувати
- Особистість
- Impact
- інтерес
- інтернет
- IT
- ключ
- вести
- провідний
- Гросбух
- легальний
- Більшість
- Робить
- середа
- мільйона
- шахтарі
- Mining
- модель
- гроші
- рухатися
- багатоактивність
- мережу
- поняття
- Можливість
- Опції
- Інше
- Папір
- Платити
- оплата
- Люди
- продуктивність
- перспектива
- басейн
- Басейни
- влада
- приватний
- Private Key
- рентабельність
- доказ
- громадськість
- публічний ключ
- Гонки
- ставки
- Сировина
- Реальність
- Причини
- облік
- відновлювальна енергія
- revenue
- Нагороди
- Risk
- Правила
- сейф
- шкала
- обраний
- комплект
- Поділитись
- Ознаки
- простий
- SIX
- невеликий
- розумний
- Спритні контракти
- So
- ВИРІШИТИ
- витрачати
- розкол
- частка
- Стейкінг
- почалася
- стан
- успішний
- Підтриманий
- перемикач
- система
- Systems
- Земля
- Джерело
- час
- Жетони
- топ
- Відстеження
- торгувати
- угода
- Transactions
- Довіряйте
- us
- значення
- цінний
- Wallet
- Гаманці
- веб-сайт
- Що таке
- ВООЗ
- Work
- працює
- світ
- вартість
- лист
- років
- нуль