Алгоритми и протоколи, използвани в Blockchain – crypto.news

Едва ли има компоненти на блокчейн, които са по-важни от алгоритмите и протоколите. По-категорична фраза и за двете би била „те са двигателите на блокчейн“. Когато Bitcoin беше представен на света през 2009 г., термини като протокол за консенсус станаха по-разпространени за обществеността. Това е единственият начин децентрализираните системи да се споразумеят за стартиране на процес.

Определение на ключови термини

Първо, първо, какво е алгоритъм? Какво е протокол? Алгоритъмът се отнася до набор от правила или процеси, които трябва да се следват по време на процес на решаване на проблеми като изчисления. Те са най-вече приложими в компютрите, но не само.

Протоколът от друга страна е определена процедура или система от правила, които управляват изпълнението на нещо. Протоколът за консенсус от своя страна е предназначен да управлява какво трябва да съдържа блокчейн във всеки даден момент. Най-важното от това, което се определя, е дали добавеният блок е този, съгласен от всички възли в мрежата. Термините консенсусен протокол и консенсусен алгоритъм могат да се използват взаимозаменяемо.

Протоколът за консенсус/алгоритъм за консенсус 

Както беше установено, протоколът за консенсус играе ключова роля при определянето кои блокове се добавят към блокчейн. Именно това определяне чрез споразумения от всички възли в блокчейн мрежата се нарича мрежа, проверяваща транзакция. 

Процесът е незаменим за блокчейн, който работи като система от децентрализирани регистри. Това е също така, което гарантира целостта на блокчейна, което прави много трудно за актьора да мами или хакне системата. Човек трябва да победи правилото за 51% атака, за да може да промени блок и да измами системата. Това е много малко вероятно, особено за която и да е голяма блокчейн мрежа, тъй като човек трябва да контролира хиляди компютърни възли наведнъж. Това обаче не е невъзможно.

Основните видове протоколи за консенсус

Там обаче няма единен протокол за консенсус. Самото пространство е постигнало огромни иновации и промени през годините. Всеки нов консенсусен протокол дава на блокчейна неговите характеристики и понякога предимство пред предишни блокчейн системи. Ключът сред ръбовете е как блокчейнът решава уязвимостта от атаки от 51% или как да се подобри скоростта на транзакциите. По-долу са посочени двата основни типа протоколи за консенсус.

Доказателство за работа

Протоколът за консенсус за доказване на работа беше първият, използван в блокчейн, след като беше в първите блокчейн като Bitcoin и Litecoin. Протоколът работи за валидиране на транзакции чрез изчисляване на хеш стойности. 

За да изчисли хеш стойност, миньорът трябва да реши труден криптографски пъзел. Определен брой последващи нули, открити в хеш стойността, е това, към което се цели процеса. Числото, което генерира хеш стойността с посочения брой крайни нули в хеш функцията, се нарича еднократно.

Протоколът за консенсус е предназначен за публични книги без разрешение. За да се постигне консенсус, изчислителната мощност от възлите в системата се използва за решаване на криптографски пъзел и генериране на хешове. 

Блоковете са подредени линейно, като всеки представлява група от транзакции. Всяка транзакция в блока е валидирана и цифрово подписана с помощта на частни и публични ключове на всеки потребител.

недостатък

PoW е ​​много взискателен по отношение на мощността. Процесът на копаене на биткойн например консумира повече енергия от Република Аржентина. Други по-нови протоколи са по-малко енергоемки в сравнение.

Доказателство за залога

Протоколът за доказване на залога също е сред най-старите, използвани в блокчейн. Ethereum, който е вторият по големина блокчейн, отбеляза появата на топ играчи, избрали протокола. 

За разлика от доказателството за работа, миньори не генерират хешове. За да потвърди транзакция, на всеки миньор се присвоява блок. Те от своя страна трябва да заделят определена част от своите криптовалути, за да започнат да валидират. Процесът е известен като залагане, откъдето идва и името proof of stake. При успешно валидиране на транзакция, миньорът получава криптовалутата, която преди това е заложил, както и таксите за транзакция.

Миньорите, извършващи валидирането, се избират според техния икономически дял в блокчейн мрежата. По този начин протоколът може да децентрализира центровете за копаене, както и да предостави възможност за залагане на всеки участник в блокчейна. Прекомерната консумация на електроенергия е ограничена.

недостатък

PoS увеличава уязвимостите в сигурността. Нападателят трябва да контролира малко над 50% от всички възли в сравнение с 51% в PoW. Съществува и възможност за атака с подкуп. Нападателят може да отмени транзакцията на жертва и след това да подкупи нападателите, за да потвърдят транзакцията.

Други употреби на алгоритми и протоколи в Blockchain

Докато консенсусните протоколи са основното приложение на протоколите и алгоритмите в блокчейн, има и други случаи на употреба. Първият е при извършване на сделки. Алгоритмите за крипто търговия изпълняват търговски поръчки, използвайки автоматизирани инструкции за търговия. Инструкциите са предварително програмирани и проектирани да отчитат важни променливи като време, обем на търговията и цени.

Другото използване на алгоритми е под формата на интелигентни договори. Те са самоизпълняващи се договори между две страни и са записани директно в кода на програмата. Те са незаменими в пространството за децентрализирани финанси, което в момента е най-оживеното пространство в блокчейн. Той е отговорен за създаването на токени и техните широки иновации като незаменими токени (NFT)

Отнемам

Алгоритмите и протоколите са може би най-важният аспект на криптовалутите. Те формират гръбнака на най-основните блокчейн операции.

Чрез консенсусни протоколи, алгоритмите и протоколите определят как транзакциите се валидират от голямата мрежа от децентрализирани възли. Те подобряват сигурността на самата блокчейн и я правят защитена от подправяне. Двата основни протокола за консенсус, Доказателството за работа и Доказателството за залог са добре обяснени. Съществуват много други, като Доказателство за пространство, Доказателство за изтекло време и т.н.

Алгоритмите за търговия и интелигентните договори представляват другите начини, по които алгоритмите са жизненоважни за блокчейн. Такива знания са от решаващо значение за всеки, който се интересува от технологията Blockchain.