Что такое блокчейн?

31 октября 2008 года удостоверение личности, подписанное Сатоши Накамото, решило эту проблему с помощью 9-страничной статьи о том, как платить мне в полностью анонимной и децентрализованной сети.

Теперь мы знаем, что таинственный человек, известный как Сатоши Накамото, и эти девять страниц создали буквально из воздуха эквивалент 100 миллиардов юаней в биткойнах и технологии, которая его поддерживает, - блокчейне.

Без доверенной третьей стороны самая большая проблема заключается в том, что никто из нас не может доверять друг другу, поэтому в мире блокчейнов переводы должны будут транслироваться, чтобы каждый знал историю каждого доллара каждого человека в мире. сеть. Люди проверят, действительно ли это то, что я сказал, с помощью электронной подписи, а затем внесут перевод в бухгалтерскую книгу. Этот реестр и есть блок. Соединение блоков вместе - это блокчейн. Он записывает все транзакции Биткойн с момента его создания до сегодняшнего дня, и теперь существует около 600000 блоков, по две или три тысячи транзакций, записанных в каждом блоке, и каждая учетная запись, включая вашу и мою, точно помнит, сколько денег у нее есть, где он появился там, где был потрачен, и он прозрачный и открытый.

В сети блокчейнов каждый ведет идентичный и обновляемый реестр в реальном времени. Неудивительно, что надежность реестра является краеугольным камнем цифровой валюты, и если бухгалтерская книга выйдет из строя, никакая валюта не будет работать хорошо.

Но здесь возникают два новых вопроса: кто хранит книги для всех? Как вы гарантируете, что книги не подделаны?

Если бы каждый мог вести реестр, транзакции и последовательность транзакций, содержащихся в каждом блоке, могли бы быть разными, а если бы были преднамеренные ложные записи, это было бы еще более хаотичным. Невозможно получить бухгалтерскую книгу, приемлемую для всех.

Таким образом, человек, ведущий книги, должен убедить всех принять их, чтобы все книги были единообразными. Это также известно как механизм консенсуса.

Сегодня существует множество различных механизмов консенсуса для различных блокчейнов, и решение Сатоши - решить эту проблему. Тот, кто первым придет к ответу, имеет право хранить книги. Этот механизм называется PoW: Proof-of-Work, Proof of Workload.

Подтверждение рабочей нагрузки носит исчерпывающий характер, и чем больше вычислительных мощностей имеет ваше устройство, тем выше вероятность найти ответ.

Для этого используется хеш-шифрование.

Возьмем, к примеру, алгоритм SHA256: любая строка символов, зашифрованная с его помощью, дает уникальную строку из 256-битных двоичных чисел. Если исходный ввод каким-либо образом изменить, зашифрованный хеш-номер будет совершенно другим.

Для этого используется хеш-шифрование.

Когда мы открываем блок, мы можем видеть количество транзакций, записанных в этом блоке, детали транзакции, заголовок блока и другую информацию.

Заголовок блока - это метка блока, содержащая такую информацию, как временная метка, хэш корня дерева Мерка, случайное число и хэш предыдущего блока, и выполнение второго вычисления SHA256 в заголовке блока даст нам хэш этого блока.

Чтобы отслеживать, вы должны упаковать различную информацию в блок, а затем изменить это случайное число в заголовке блока, чтобы входное значение можно было хешировать, чтобы получить значение хеш-функции, где первые n цифр равны 0 после вычисления хеш-функции. .

На самом деле существует только две возможности для каждой цифры: 1 и 0, поэтому вероятность успеха для каждого изменения случайного числа составляет одну n-ю от 2. Например, если n равно 1, то есть до тех пор, пока первое число равно 0, то вероятность успеха - 1 из 2.

Чем больше вычислительных мощностей в сети, тем больше нулей нужно подсчитать и тем сложнее доказать рабочую нагрузку.

Сегодня n в сети Биткойн составляет примерно 76, что составляет 1 из 76 частей на 2, или почти 1 из 755 триллионов.

С видеокартой RTX 2080Ti за 8000 долларов это примерно 1407 лет.

Действительно нелегко получить правильные математические расчеты, но как только вы это сделаете, каждый сможет мгновенно убедиться, что вы все сделали правильно. Если это действительно правильно, каждый подключит этот блок к леджеру и начнет упаковку в следующем блоке.

Таким образом, у всех в сети будет идентичный реестр, обновляемый в реальном времени.

А чтобы у всех была мотивация заниматься бухгалтерией, первый узел, который завершит упаковку блока, будет вознагражден системой, которая теперь составляет 12,5 биткойнов, или почти 600000 юаней. Этот процесс также известен как майнинг.

С другой стороны, чтобы предотвратить вмешательство в реестр, каждый новый добавленный блок должен записывать хеш-значение предыдущего блока, также известное как хеш-указатель, в заголовке блока. Такой постоянный указатель вперед в конечном итоге будет указывать на первый основополагающий блок, плотно связывая все блоки вместе.

Если вы изменяете любой из символов в любом блоке, вы изменяете хеш-значение этого блока, делая недействительным хеш-указатель следующего блока.

Таким образом, вам нужно изменить хеш-указатель следующего блока, но это, в свою очередь, влияет на хеш-значение этого блока, поэтому вам также необходимо пересчитать случайное число, и после того, как вы закончите расчет, вы должны затем изменить следующий блок этого блока, пока вы не измените все блоки после этого блока, что очень громоздко.

Это лишает бухгалтера возможности отслеживать подделки, даже если бы он захотел. Из-за электронной подписи бухгалтер не может подделать перевод от кого-то себе самому, а из-за истории книги он не может обменять денежную сумму буквально из воздуха.

Но здесь возникает новый вопрос: если два человека одновременно завершают вычисления и упаковывают новый блок, кого они должны слушать?

Ответ - тот, у кого хватит времени слушать, и теперь каждый может паковать вещи после обоих блоков. Например, если первый человек, который завершит расчет в следующем раунде, решит подключиться к B, то цепочка B будет длиннее, и все остальные с большей вероятностью также подключатся к B.

В пределах шести блоков упаковки обычно определяется победитель, и прерванная цепная торговля снимается и помещается обратно в торговый пул для упаковки.

Но поскольку тот, кто дольше всех, слушает того, кто дольше всех, до тех пор, пока вы умеете считать лучше, чем все остальные, и ваша сила счета превышает 51%, вы можете самостоятельно вычислить самую длинную цепочку, а затем управлять бухгалтерской книгой. .

Таким образом, чем больше вычислительная мощность майнеров в мире биткойнов, тем больше нулей приходится считать каждому, гарантируя, что никто не сможет контролировать реестр.

Но другие блокчейны с небольшим количеством участников не так успешны, например, атака 51% на цифровую валюту под названием Bitcoin Gold 15 мая 2018 года.

Сначала злоумышленники перевели на биржу свое собственное битовое золото на сумму 10 миллионов долларов, и этот перевод был записан в блоке A. Злоумышленники также смогли перевести на биржу свое битовое золото на сумму 10 миллионов долларов. В то же время злоумышленник тайно подготовил блок B, в котором передача не происходила, и вычислил новый блок после блока B. Злоумышленник также тайно подготовил блок B, в котором передача не происходила.

После подтверждения передачи по цепочке A злоумышленник может вывести бит-золото на биржу. Но поскольку вычислительная мощность злоумышленника на 51% больше, чем вся сеть, цепочка B в конечном итоге будет длиннее, чем цепочка A, и, выпуская более длинную цепочку B для всей сети, история будет переписана, цепочка B заменит Цепочка как настоящая основная цепочка, и перевод на биржу в блоке A будет отозван, что принесет злоумышленнику 10 миллионов зря.

Сегодня самый простой способ получить цифровую валюту для обычного человека, не обладающего арифметическими способностями, - это купить ее на бирже и вывести на адрес своего кошелька.

Этот адрес берется из вашего закрытого ключа, который зашифрован, а открытый ключ, который зашифрован, получает адрес.

В анонимной сети, такой как блокчейн, только частный ключ может доказать, что вы являетесь вами, и пока передача сопровождается электронной подписью, созданной вашим личным ключом, каждый может подтвердить, что передача действительна. Таким образом, если закрытый ключ скомпрометирован, любой может притвориться вами и перевести деньги.

Время публикации: сен-10-2020