Как работает #blockchain?

Как работает блокчейн Биткойн

Аналогия с электронной таблицей

Представьте себе блокчейн в виде электронной таблицы. Каждый имеет доступ к данным в каждой отдельной ячейке и сохраняет копию на свой персональный компьютер. Данные в электронной таблице используются несколькими людьми. Однако никто не может изменить отдельную ячейку или изменить существующую информацию. В мире блокчейнов мы называем это «неизменным» – неспособность что-либо изменить или модифицировать с течением времени.. 

Теперь представьте, что вы хотите добавить новую ячейку в электронную таблицу. Для этого потребуется одобрение участников, у которых есть доступ к данным электронной таблицы. После того, как большинство владельцев таблиц одобрит новую ячейку, данные будут добавлены в основную таблицу.. 

Вернуться к биткойнам

Кроме того, вы заметите, что мы используем «биткойн» с заглавной буквой B для обозначения всей цепочки блоков и «биткойн» со строчной буквой b для обозначения криптовалюты сети биткойн.. 

Затем давайте применим вышеупомянутые концепции, чтобы лучше понять, как работает блокчейн Биткойн. Если бы Алиса обменяла один биткойн на Боба, эта транзакция была бы записана в бухгалтерскую книгу цепочки биткойнов. Просмотр бухгалтерской книги покажет, сколько биткойнов было обменено, когда транзакция произошла, и соответствующие биткойн-адреса Алисы и Боба, которые отправили и получили транзакции.. 

Биткойн-майнеры

После того, как транзакция была совершена, она должна быть проверена людьми, называемыми майнерами. Когда происходит транзакция, такая как транзакция Алисы с Бобом, она группируется в математически защищенный «блок» с другими транзакциями, которые произошли в тот же период времени. Затем майнеры используют компьютеры с невероятной вычислительной мощностью для математического решения блока. Первые майнеры, решившие блокировку и подтвердившие транзакции, награждаются биткойнами. Это единственный способ создания биткойнов. Наконец, каждый блок подключается к ранее проверенному блоку, создавая цепочку блоков, отсюда и название блокчейн (мы знаем, суперкреатив).. 

Еще одна вещь, которую вам нужно понять о блокчейне, – это то, что он неизменяем, что означает, что после добавления данных в блок они никогда (как никогда) не могут быть изменены. На практике, когда Алиса торгует своим биткойном и транзакция подтверждается, она не может вернуть его или отменить сделку. Его больше нет. Однако стоит отметить, что это выгодно частным лицам и компаниям, которые занимаются транзакциями по кредитным картам, расчеты по которым не производятся до более поздних дат. Злоумышленник, используя кредитную карту, может приобрести товар, а затем отменить транзакцию, в результате чего физическое лицо или бизнес потеряют доход..   

Алгоритм консенсуса 

Когда Алиса обменивает свой биткойн Бобу, транзакция представляется в виде блока, который необходимо транслировать в сеть цепочки блоков. Сеть блокчейн состоит из узлов или участников сети, которые проверяют и ретранслируют транзакции для передачи информации..  

Все узлы работают добровольно и используются для проверки правильности транзакций в цепочке блоков. Узлы следуют правилам консенсуса, которые согласовываются сообществом. Изменение правил консенсуса требует одобрения 95% сообщества, что делает невероятно трудным для одной группы изменение программного обеспечения Биткойн. Другие алгоритмы консенсуса требуют меньшего процента для изменения программного протокола. Узлы ретранслируют транзакции блоков и проверки другим узлам, чтобы сеть оставалась обновленной. Узлы не майнят биткойны. Однако все майнеры обычно используют полный узел для эффективной проверки и ретрансляции биткойн-транзакций. Поскольку как майнеры, так и немайнеры выполняют проверку и ретрансляцию с помощью операционных узлов, все они участвуют в процессе консенсуса.. 

Биткойн Майнинг 

Биткойн-майнеры проверяют законные транзакции и создают новые биткойны в качестве вознаграждения за свою работу.. 

Транзакция считается проверенной, как только майнер решает криптографическую (математическую) головоломку. Биткойн использует протокол, называемый доказательством работы, который имеет широкую цель – предотвратить кибератаки со стороны любого отдельного объекта или группы. В частности, Биткойн использует 256-битный алгоритм безопасного хеширования (SHA-256). Компьютерные чипы могут запускать алгоритм SHA-256 для генерации выходных данных, которые называются «хешами». Хеширование, процесс создания нескольких хешей, используется для решения математической задачи, в которой конечным ответом является известное и ожидаемое значение хеш-функции.. 


Упрощенный пример 

  • Чтобы решить эту проблему, значение хеш-функции должно начинаться с трех нулей: «000».
  • Затем вводимые данные меняют каждое число, находя совпадение для «Решения». 
  • Требуется 6 518 попыток найти значение, в первых трех цифрах которого содержится «000».. 

Решение 1 ——— 088djldkh2h5h3kjhk24gd5h2h5h3kjhk24gd5kh2h5h

Решение 2 ——— 73485jfljroi5635h3kjhk24gd5we94ee356h2hkh2h5h

Решение 3 ——— d89sdf8sge9nxc894opl8qjroi5635h3kjhk24gd5we94

……

Решение 6517 ——— 088djldkh2h5h3kjhk24gdjroi5635h3kjhk24gd5we

Решение 6518 ——— 00088djldkh2h5h3kjhk24gdjhk24gd5h2hk24g4f4

Учитывая ввод «Решения 6518», любой майнер может проверить, что это несомненно создает хеш с тремя нулями в первых трех цифрах. Первый майнер, решивший эту проблему, транслирует свой ответ в сеть и получает вознаграждение в биткойнах. Тогда блок будет считаться проверенным и будет добавлен в цепочку блоков. Эта головоломка представляет собой тип головоломки, которую должен решить биткойн-майнер, а не настоящая головоломка.. 

Подтверждение сложности

Стандартный биткойн-блок требует миллионов хэшей для решения головоломки. В блокчейне Биткойн сложность головоломки меняется каждые 2016 блоков, чтобы гарантировать, что среднее время подтверждения блока занимает десять минут. Таким образом, проблема может упроститься, если подтверждения постоянно занимают больше десяти минут. Хотя обычно проблемы становится сложнее решить, что делает процедуру подтверждения блоков очень дорогой и требует много времени.. 

Первоначально биткойн можно было добывать с помощью вычислительных чипов потребительского уровня. Однако из-за этого увеличения сложности майнинг биткойнов в настоящее время требует огромной мощности хеширования, и в отрасли используются микросхемы интегральных схем (ASIC) для конкретных приложений. ASIC настроены специально для майнинга биткойнов, а не для универсальных функций. Эти микросхемы также невероятно дороги, что привело к тому, что избранная группа или пул майнеров доминируют в львиную долю деятельности по добыче биткойнов. 

Блок за блоком

Другой важный аспект заключается в том, что каждый блок содержит решенный хеш из родительского или предыдущего блока. Для каждого нового блока требуется хэш родительского блока, обеспечивающий хронологический порядок блоков. Например, хэш блока 30 необходим для блока 31. Блок 31 не может существовать, пока блок 30 не будет проверен и добавлен в цепочку блоков. Это гарантирует, что каждый блок подключен до первого блока, который обычно называют «генезисным блоком». Чтобы изменить любой отдельный блок, потребуется изменить каждый предыдущий блок одновременно. Наконец, каждый блок неизменяем, что опять же означает, что если транзакция произошла, ее нельзя отменить. Это дополнительно гарантирует, что после добавления блоки в цепочке блоков нельзя будет изменить.. 

Поставлять

Предложение биткойнов ограничено 21 миллионом биткойнов, что, по оценкам, произойдет примерно в 2140 году. Количество биткойнов, вознагражденных майнерам, уменьшается вдвое каждые 210 000 блоков. Таким образом, вознаграждение будет продолжать делиться до тех пор, пока не будет создан двадцать один миллионный биткойн, после чего майнеры будут получать только комиссию за транзакцию.. 

Почему майнеры не читают? 

Биткойн имеет глубокие корни в криптографии, информатике, экономике и различных других дисциплинах. Одной из таких дисциплин является теория игр, которая использует математические модели для предсказания реакции рациональных игроков на индивидуальный выбор или ситуацию. Биткойн использует концепции теории игр, чтобы стимулировать желаемые действия майнеров и пользователей..

Чем Эфириум отличается от Биткойн

Блокчейн, объясненный Джо Любином

Чем Эфириум отличается от Биткойн

Смотреть видео

Как работает блокчейн Ethereum

Блокчейн Ethereum функционирует аналогично блокчейну Биткойн, но с несколькими важными отличиями.. 

Учетные записи: адреса кошельков

Есть два типа учетных записей Ethereum:

  • Контрактные счета
  • Счета во внешнем владении (EOA)

Учетные записи с внешним владением похожи на адреса биткойнов и управляются закрытыми ключами. Учетные записи Ethereum также имеют как публичные, так и частные адреса, с которыми пользователи могут взаимодействовать для передачи эфира. Контрактные учетные записи, которые используются для связи со смарт-контрактами, контролируются их кодом контракта и активируются через EOA. Эфир необходим для каждой транзакции в сети (контрактные учетные записи и EOA) для предотвращения злонамеренных атак, таких как рассылка сетевого спама.. 

Сделки

Сеть Ethereum требует, чтобы пользователи платили комиссию за транзакцию при использовании блокчейна. Это защищает блокчейн Ethereum от несерьезных или злонамеренных вычислительных задач, таких как рассылка спама пользователями сети бесполезными транзакциями. Чем сложнее транзакция (больше строк кода), тем дороже комиссия. Эти сборы оплачиваются в эфире (ETH) и называются «ценой на газ». 

Сеть Ethereum

Как и биткойн, Ethereum использует узлы, которые используются добровольно, для проверки правильности транзакций в цепочке блоков. Узлы содержат такую ​​информацию, как: 

  • вся история транзакций Ethereum
  • самая свежая информация о состоянии смарт-контрактов
  • остатки на счетах
  • и многое другое

Есть два типа узлов

  • А полный узел синхронизирует цепочку блоков, загружая всю цепочку, от блока генезиса (первый блок) до текущего блока. 
  • А световой узел не загружает всю цепочку, но может эффективно проверять транзакции. 

Узлы не майнят блокчейн Ethereum. Однако все майнеры обычно используют полный узел для эффективной проверки и ретрансляции транзакций Ethereum. Поскольку как майнеры, так и немайнеры выполняют проверку и ретрансляцию с помощью операционных узлов, все они участвуют в процессе консенсуса.. 

Виртуальная машина Ethereum

В основе этих программируемых приложений лежит виртуальная машина Ethereum (EVM), которая представляет собой исполняемую среду без доверия для смарт-контрактов. EVM выполняет контракт с теми правилами, которые изначально были запрограммированы разработчиком, например, отправка денег от Алисы Бобу. Сеть состоит из тысяч компьютеров, обрабатывающих выполнение программ. Следовательно, каждый узел в сети Ethereum фактически запускает EVM, и, следовательно, каждый узел выполняет один и тот же код. EVM может выполнять эти программы через язык байт-кода. Однако разработчики также могут использовать язык программирования Ethereum Solidity для написания смарт-контрактов и других более сложных приложений.. 

Как работает майнинг Ethereum?

Майнеры Ethereum проверяют законные транзакции и создают новый эфир в качестве вознаграждения за свою работу.. 

Транзакция считается проверенной, как только майнер решает криптографическую (математическую) головоломку. Подобно Биткойну, Ethereum использует протокол доказательства работы (PoW), который имеет широкую цель – предотвратить кибератаки со стороны любого отдельного объекта или группы. Одним из заметных различий между майнингом биткойнов и майнингом Ethereum является время подтверждения блока. В то время как для подтверждения блока биткойнов требуется в среднем 10 минут, блок Ethereum подтверждается примерно за 14 секунд. И, как и в случае с Биткойн, алгоритм автоматически регулирует сложность криптографических проблем, так что среднее время блока составляет 14 секунд.. 

С биткойнами майнеры часто работают над тем, чтобы добыть один и тот же блок, и иногда эти блоки подтверждаются в очень похожее время, и в этом случае первый является вознаграждением и добавляется к существующей цепочке, а второй подтвержденный блок называется «сиротой». 

В Биткойне осиротевшие блоки в основном бесполезны и не являются частью основной цепочки. Ethereum работает с использованием аналогичной концепции, называемой протоколом GHOST (Greedy Heaviest Observed Subtree), что по сути означает, что цепочка, в которой выполняется большая часть вычислений (не обязательно самая длинная), является основной цепочкой блоков Ethereum.. 

Быстрое время блока Ethereum приводит к увеличению количества потерянных блоков, которые называются «дядями» в цепочке блоков Ethereum. Основное отличие состоит в том, что Ethereum стимулирует дядей майнинга и предоставляет вознаграждение, в отличие от Bitcoin, который вознаграждает только первый подтвержденный блок..

Горные дяди дают две важные выгоды

  • Это снижает централизацию, стимулируя отдельных майнеров добывать бесхозные блоки, что означает, что им не обязательно быть частью большого майнингового пула, потому что они по-прежнему могут получать вознаграждение.. 
  • Это увеличивает безопасность цепочки, потому что все блоки, включая дядей, должны следовать одному и тому же протоколу майнинга, что увеличивает объем работы в основной (самой тяжелой) цепочке.. 

Доказательство ставки

Сеть Ethereum в настоящее время использует алгоритм доказательства работы и переходит на использование алгоритма доказательства доли под названием Casper.. 

Доказательство доли (PoS) – это согласованный алгоритм, который требует, чтобы каждый майнер имел долю в национальной валюте, в данном случае эфире. Стоит отметить, что не все протоколы PoS одинаковы, но схожи по основной концепции. Протоколы доказательства работы (PoW), такие как Биткойн, вознаграждают усилия (проверки) майнинга отдельными биткойнами. Алгоритм Proof of Stake Casper – это смарт-контракт, в котором майнеры – теперь называемые «валидаторами» – должны отправить депозит или «ставку» на контракт Casper. Теперь валидаторы или стейкеры по очереди предлагают и голосуют за следующий блок, каждый из которых имеет один голос за блок. Голоса также взвешиваются по сумме ставки, поэтому валидатор, который ставит 100 ETH, будет иметь более значимый голос, чем валидатор, который ставит 40 ETH. Если эти валидаторы производят что-то, что протокол Casper считает недействительным, валидаторы теряют свою долю, что побуждает валидаторов следовать консенсусу.. 

Что такое эфир?

Допустим, вы хотите купить эфир, криптовалюту, встроенную в блокчейн Ethereum. Самый простой способ сделать это – создать учетную запись на одной из многих широко используемых криптовалютных бирж, таких как Coinbase или Kraken. Эти биржи позволяют вам настроить кошелек Ethereum, чтобы вы могли покупать, продавать, отправлять и получать эфир от любого, у кого также есть кошелек с блокчейном, который может отправлять и получать эфир..

Когда вы покупаете эфир, ваша транзакция становится частью блока в цепочке блоков Ethereum. Этот блок содержит запись самых последних транзакций Ethereum, которые были совершены в любой точке мира кем-либо, кто использует протокол Ethereum. Он также включает запись криптографического хэша (математического алгоритма) последнего проверенного блока в цепочке блоков Ethereum..

Этот блок с вашей записью транзакции не станет частью блокчейна Ethereum, пока один из многих компьютеров, на которых работает сеть Ethereum, не решит или не обнаружит криптографический хеш, соответствующий уникальному хешу, связанному с этим блоком. Этот процесс решения широко известен как «добыча полезных ископаемых». Когда хэш решен или обнаружен, блок с вашей записью транзакции мгновенно добавляется в конец цепочки блоков, поддерживаемой каждым из этих компьютеров, и ваша транзакция становится частью постоянной записи цепочки блоков Ethereum..

Стоит отметить, что «эфир» и «Ethereum» часто используются как синонимы для обозначения криптовалюты, которая работает в блокчейне Ethereum. Это технически неверно, поскольку эфир – это термин для токена криптовалюты, используемого на платформе блокчейна Ethereum. Если бы мы представили эти отношения с точки зрения компьютерного программного обеспечения (а оно и есть), Эфириум был бы операционной системой, а эфир – приложением. По аналогии с программным обеспечением, не связанным с компьютером, Ethereum можно сравнить с транспортным средством, в то время как эфир действует как топливо, которое приводит в действие и позволяет машине работать эффективно..

Узнать больше о технологии блокчейн

  • База знанийЧто такое Ethereum?
  • Корпоративные сценарии использования блокчейнов и приложения Ethereum по отраслям
  • Академия ConsenSysBlockchain и обучение Ethereum для новичков, разработчиков и предприятий

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
Adblock
detector
map