Алгоритмы и протоколы, используемые в блокчейне – crypto.news

Едва ли найдутся компоненты блокчейна, более важные, чем алгоритмы и протоколы. Более определенная фраза для обоих была бы «они являются двигателями блокчейна». Когда Биткойн был представлен миру в 2009 году, такие термины, как протокол консенсуса, стали более распространенными среди общественности. Это единственный способ, которым децентрализованные системы могут договориться о запуске процесса.

Определение ключевых терминов

Прежде всего, что такое алгоритм? Что такое протокол? Алгоритм относится к набору правил или процессов, которым необходимо следовать в процессе решения таких задач, как вычисления. Они в основном применимы в компьютерах, но не ограничиваются ими.

С другой стороны, протокол — это установленная процедура или система правил, регулирующих реализацию чего-либо. Протокол консенсуса, в свою очередь, предназначен для управления тем, что блокчейн должен содержать в любой момент времени. Наиболее важным из того, что определяется, является то, является ли добавляемый блок блоком, согласованным всеми узлами в сети. Термины «протокол консенсуса» и «алгоритм консенсуса» могут использоваться как синонимы.

Протокол консенсуса/алгоритм консенсуса 

Как было установлено, протокол консенсуса играет ключевую роль в определении того, какие блоки добавляются в блокчейн. Именно это определение посредством соглашений между всеми узлами в сети блокчейна называется сетью, проверяющей транзакцию. 

Этот процесс необходим для блокчейна, который работает как система децентрализованных реестров. Это также то, что обеспечивает целостность блокчейна, из-за чего злоумышленнику очень сложно обмануть или взломать систему. Нужно преодолеть правило атаки 51%, чтобы иметь возможность изменить блок и обмануть систему. Это крайне маловероятно, особенно для любой крупной сети блокчейнов, поскольку приходится одновременно контролировать тысячи компьютерных узлов. Однако это не невозможно.

Основные типы консенсусных протоколов

Однако единого консенсусного протокола не существует. Само пространство за эти годы претерпело огромные инновации и изменения. Каждый новый протокол консенсуса придает блокчейну свои характеристики, а иногда и преимущество над предыдущими системами блокчейна. Ключевым среди краев является то, как блокчейн решает уязвимость атаки 51% или как повысить скорость транзакций. Ниже приведены два основных типа консенсусных протоколов.

Доказательство работы

Протокол консенсуса «доказательство работы» был первым, который использовался в блокчейне, он был в первых блокчейнах, таких как биткойн и лайткойн. Протокол работает для проверки транзакций путем вычисления хеш-значений. 

Чтобы вычислить хеш-значение, майнер должен решить сложную криптографическую головоломку. Определенное количество конечных нулей, найденных в хеш-значении, — это то, на что нацелен процесс. Число, которое генерирует хеш-значение с указанным количеством завершающих нулей в хеш-функции, называется одноразовым номером.

Протокол консенсуса предназначен для открытых публичных реестров. Чтобы достичь консенсуса, вычислительная мощность узлов в системе используется для решения криптографической головоломки и генерации хэшей. 

Блоки расположены линейно, каждый представляет группу транзакций. Каждая транзакция в блоке проверяется и подписывается цифровой подписью с использованием закрытого и открытого ключей каждого пользователя.

недостаток

PoW очень требователен к мощности. Например, процесс добычи биткойнов потребляет больше энергии, чем Аргентинская Республика. Другие более новые протоколы по сравнению с ними менее энергоемки.

Доказательство ставки

Протокол подтверждения доли также является одним из старейших, используемых в блокчейне. Ethereum, который является вторым по величине блокчейном, ознаменовал появление ведущих игроков, выбравших протокол. 

В отличие от доказательства работы, майнеры не генерируют хэши. Для проверки транзакции каждому майнеру назначается блок. Они, в свою очередь, должны выделить определенную часть своих криптохолдингов, чтобы начать проверку. Этот процесс известен как ставка, отсюда и название «доказательство доли». При успешной проверке транзакции майнер получает криптовалюту, которую он ранее поставил, а также комиссию за транзакцию.

Майнеры, выполняющие проверку, выбираются в соответствии с их экономической долей в сети блокчейна. Таким образом, протокол может децентрализовать центры майнинга, а также предоставить возможность делать ставки каждому участнику блокчейна. Чрезмерное потребление электроэнергии ограничено.

недостаток

PoS увеличивает уязвимости безопасности. Злоумышленнику необходимо контролировать чуть более 50% всех узлов по сравнению с 51% в PoW. Также существует вероятность взяточничества. Злоумышленник может отменить транзакцию жертвы, а затем подкупить злоумышленников для подтверждения транзакции.

Другое использование алгоритмов и протоколов в блокчейне

Хотя протоколы консенсуса являются основным применением протоколов и алгоритмов в блокчейне, существуют и другие варианты использования. Во-первых, при проведении торгов. Алгоритмы криптоторговли выполняют торговые приказы, используя автоматические торговые инструкции. Инструкции предварительно запрограммированы и предназначены для учета важных переменных, таких как время, объем сделки и цены.

Другое использование алгоритмов — в виде смарт-контрактов. Они представляют собой самоисполняющиеся контракты между двумя сторонами и записываются непосредственно в код программы. Они незаменимы в пространстве децентрализованных финансов, которое в настоящее время является самым динамичным пространством в блокчейне. Он отвечает за создание токенов и их радикальные инновации, такие как невзаимозаменяемые токены (NFT).

отнимать

Алгоритмы и протоколы, пожалуй, самый важный аспект криптовалют. Они составляют основу самых основных операций блокчейна.

С помощью согласованных протоколов алгоритмы и протоколы определяют, как транзакции проверяются большой сетью децентрализованных узлов. Они повышают безопасность самого блокчейна и делают его защищенным от несанкционированного доступа. Хорошо объяснены два основных протокола консенсуса, Proof of Work и Proof of Stake. Существует гораздо больше, таких как Proof of Space, Proof of Elapsed-time и т. д.

Торговые алгоритмы и смарт-контракты представляют собой другие способы, которыми алгоритмы жизненно важны для блокчейнов. Такие знания имеют решающее значение для всех, кто интересуется технологией Blockchain.