В предыдущей части мы описали основную идею децентрализованной цифровой валюты и ее практическую реализацию в виде Биткойна.
Как и любая новая концепция, Биткойн на практике столкнулся со множеством проблем, связанных с сетевым протоколом и защитой целостности базы.
В этой статье мы обсудим текущие ограничения сети, альтернативные валюты с решениями определенных проблем Биткойна и почему крупный бизнес заинтересован в блокчейне.
Часть 1. Биткойн
Часть 2. Другие (не)популярные разновидности Биткойна, блокчейна
Часть 3. Эфириум
Блоки
Биткойн показал не только жизнеспособность идеи p2p-платежной системы, но и предложил решение проблемы общественного (децентрализованного) консенсуса.Первоначальному читателю архитектура Биткойна может показаться слишком сложной.
Например, если есть общие правила и мы можем просто игнорировать некорректные/мошеннические транзакции, то зачем нам блоки и майнинг? Для этого нам нужно понять, как реализованы транзакции и предотвращение двойных расходов.
Сделка
В Биткойне при формировании транзакции вход объединяет множество предыдущих транзакций, а выход предполагает переводы на другие счета (см.рисунок).
Получающиеся в результате переводы называются неизрасходованными транзакциями (UTXO), пока они не войдут в другую транзакцию.
При создании новой транзакции UTXO тратится полностью, но если вам нужно потратить только часть, то еще один перевод просто добавляется вместе с остатком на ваш собственный счет. Если у нас нет уверенности в валидности предыдущей транзакции, то нам придется каждый раз перепроверять всю цепочку транзакций, вплоть до момента выдачи.
Чтобы этого избежать, транзакции упаковываются в блок, который, в свою очередь, скрепляется красивым хешем и связывается другими блоками с обеих сторон.
Это дает нам некоторую гарантию того, что транзакция, включенная в блок, действительна и на нее уже можно ссылаться.
Суммируя все UTXO, адресованные определенному счету, мы можем узнать его баланс, поэтому в любой момент времени сумма всех UTXO равна общему количеству денег в системе.
Двойные траты
В децентрализованных системах сложно синхронизировать записи всех пользователей, возникают проблемы с последовательностью транзакций и двойными тратами.Представим себе ситуацию, когда некий пользователь запускает (почти) одновременно несколько транзакций, использующих один и тот же UTXO. Из-за задержек в сети участники получат эти сообщения в другом порядке или даже могут пропустить часть (см.
схему).
Конечно, если бы у нас была система, предоставляющая универсально точное время всем участникам, мы могли бы избежать этой путаницы, но это обратная централизация, от которой мы изначально отказались.
Для решения этой проблемы были придуманы блоки и майнинг, определяющие как порядок, так и подтверждение этих транзакций.
Одновременно майнится несколько веток, но сложность майнинга настраивается так, чтобы в течение 3-4 блоков одна ветка прорывалась вперед, что навсегда фиксирует все транзакции в истории.
Доказательство работы
Как мы помним из предыдущей статьи, PoW защищает целостность базы данных.Но что такое атака 51% и какие действия теоретически можно совершить, если кто-то (назовем его злоумышленником) обладает внушительными ресурсами.
- Злоумышленник сможет вырастить цепочку быстрее других (и забрать львиную долю вознаграждения), но только честным путем.
Корректность блока легко проверить, и как только такая активность будет обнаружена, добросовестные участники будут игнорировать такие блоки и транзакции.
- Злоумышленник может отменить транзакцию и вернуть свои деньги (см.
схему).
В целом такое положение вещей не принесет особого вреда в краткосрочной перспективе, кроме отката собственных транзакций и блокировки чужих.
Но из-за того, что один участник заберет большую часть вознаграждения, другие майнеры разбегутся, а это означает конец сети.
В 2014 году пул Ghash.io за несколько часов накопил 51% своей мощности, и некоторые майнеры покинули пул по собственному желанию, чтобы не подорвать доверие к Биткойну.
Другие децентрализованные механизмы консенсуса
Одним из основных недостатков PoW является энергопотребление.В качестве энергоэффективной альтернативы был разработан протокол консенсуса Proof-of-Stake, где вероятность создания следующего блока выше для участника с большей долей.
Здесь Этот механизм и другие виды консенсуса очень хорошо описаны.
Текущие проблемы Биткойна
По правилам сети в среднем 1 блок создается за 10 минут. Рекомендуется подождать около шести блоков, чтобы транзакция считалась явно зафиксированной в блокчейне, а это уже час.По сравнению с межбанковским переводом это конечно очень быстро, но для мелкой торговли все равно не подходит. Размер блока ограничен одним мегабайтом, учитывая время создания блока, майнерам выгоднее обслуживать транзакции с высокой комиссией.
Недавно была попытка обновить протокол, изменив структуру и размер блока, что в конечном итоге привело к разветвлению сети на классический Bitcoin (BTC) и Bitcoin Cash (BCH).
Еще одним недостатком является высокий входной барьер для майнеров; нет смысла заниматься майнингом без ASIC-машин.
Помимо этого, майнеры объединяются в пулы ради стабильной прибыли, а это своего рода централизация.
Разновидности
неймкоин — самый первый форк Биткойна, который позволяет регистрировать имена, вводя их в блокчейн.Есть пробелы d/ — для доменных имен в зоне .
bit и id/ для регистрации имени с сопутствующей информацией.
Благодаря общественному консенсусу внутри сети вам гарантировано право собственности на определенное имя, если вы регулярно за него платите.
Эта модель является достойной альтернативой нынешней системе ICANN и теоретически устранит проблемы с регистраторами.
Лайткоин — один из популярных форков.
Транзакция происходит в 4 раза быстрее и имеет более низкую комиссию по сравнению с биткойнами.
Кроме того, для PoW был выбран алгоритм, который должен был усложнить майнинг на видеокартах и ASIC-машинах.
ПирКоин — первая валюта с гибридной моделью PoW и PoS. Zerocoin — полностью анонимная валюта, позволяющая отслеживать движение денег.
Эфириум — платформа, служащая виртуальной машиной для децентрализованных приложений.
Например, разрабатывается какой-то смарт-контракт, наполняется деньгами (типа комиссии, здесь это называется топливом) и отправляется в сеть.
Майнеры, в свою очередь, при обработке блоков исполняют байт-код этих приложений и берут топливо от этих приложений в качестве оплаты за свою работу.
А как насчет блокчейна?
То, как Биткойн хранит данные, в сочетании с методами консенсуса, превратилось в отдельную тему.Перспективы реализации могут быть в любой сфере, где есть необходимость в консенсусе и прозрачной основе:
- Финансы, торговля;
- Страхование, букмекерский бизнес;
- Публичные базы данных, реестры;
- Голосование, электронное правительство.
Примером может служить частный межбанковский блокчейн, где анонимность исключена и участники изначально доверяют друг другу.
Соответственно, механизмы защиты сети упрощаются, и у банков просто будет инструмент для синхронизации базы данных и совместного управления отдельными активами.
Другими необходимыми требованиями могут быть обмен приватными данными между участниками, подключение контролирующих органов и т.д. Изначально блокчейн решил проблему двойного расходования цифровых активов, но в таких областях, как отслеживание товаров и страхование, существует потребность в эффективном методе сериализации физических объектов, предотвращающем различные виды мошенничества.
Здесь Подробнее об обзоре блокчейн-платформ можно прочитать здесь.
В следующей части будет описана платформа Ethereum и обсуждены примеры смарт-контрактов.
Теги: #blockchain #криптовалюта #Криптовалюты #bitcoin #p2p-платежи
-
Человек Известен По Блогу, Который Он Ведет
19 Oct, 24 -
Mozilla Не Планирует Возвращаться На Ios
19 Oct, 24 -
Скромное Обаяние Буржуазии
19 Oct, 24 -
Google Web Toolkit С Открытым Исходным Кодом
19 Oct, 24 -
«Хабрахабр» Получил Первый Пиар
19 Oct, 24
