Algorytmy i protokoły używane w Blockchain – crypto.news

Nie ma prawie żadnych elementów blockchainu ważniejszych niż algorytmy i protokoły. Bardziej definitywnym sformułowaniem dla obu byłoby „są motorami blockchain”. Kiedy w 2009 roku Bitcoin został wprowadzony na świat, terminy takie jak protokół konsensusu stały się bardziej powszechne w społeczeństwie. Tylko w ten sposób zdecentralizowane systemy mogą zgodzić się na prowadzenie procesu.

Definicja kluczowych terminów

Po pierwsze, czym jest algorytm? Co to jest protokół? Algorytm odnosi się do zestawu zasad lub procesów, których należy przestrzegać podczas procesu rozwiązywania problemów, takich jak obliczenia. Mają one zastosowanie głównie, ale nie wyłącznie, w komputerach.

Z drugiej strony protokół to ustalona procedura lub system zasad regulujących wdrażanie czegoś. Protokół konsensusu ma z kolei regulować, co łańcuch bloków powinien zawierać w danym momencie. Najważniejsze jest to, czy dodawany blok jest blokiem uzgodnionym przez wszystkie węzły w sieci. Terminy protokół konsensusu i algorytm konsensusu można stosować zamiennie.

Protokół konsensusu/algorytm konsensusu 

Jak ustalono, protokół konsensusu odgrywa kluczową rolę w określaniu, które bloki zostaną dodane do łańcucha bloków. To właśnie ustalenie w drodze porozumień wszystkich węzłów w sieci blockchain nazywa się siecią weryfikującą transakcję. 

Proces ten jest niezbędny w przypadku blockchainu, który funkcjonuje jako system zdecentralizowanych rejestrów. Zapewnia to również integralność łańcucha bloków, co bardzo utrudnia aktorowi oszukanie lub zhakowanie systemu. Aby móc zmienić blok i oszukać system, należy pokonać zasadę 51% ataku. Jest to wysoce nieprawdopodobne, szczególnie w przypadku jakiejkolwiek większej sieci blockchain, ponieważ trzeba kontrolować tysiące węzłów komputerowych jednocześnie. Nie jest to jednak niemożliwe.

Główne typy protokołów konsensusowych

Nie ma jednak jednolitego protokołu konsensusu. Sama przestrzeń osiągnęła na przestrzeni lat ogromne innowacje i zmiany. Każdy nowy protokół konsensusu nadaje blockchainowi jego cechy, a czasami przewagę nad poprzednimi systemami blockchain. Najważniejsze z nich to sposób, w jaki blockchain rozwiązuje 51% podatność na ataki lub jak poprawić szybkość transakcji. Poniżej znajdują się dwa główne typy protokołów konsensusu.

Dowód pracy

Protokół konsensusu Proof of Work był pierwszym zastosowanym w blockchainie, będąc już w pierwszych blockchainach, takich jak Bitcoin i Litecoin. Protokół działa w celu sprawdzania poprawności transakcji poprzez obliczenie wartości skrótu. 

Aby obliczyć wartość skrótu, górnik musi rozwiązać trudną zagadkę kryptograficzną. Celem procesu jest określona liczba końcowych zer znalezionych w wartości skrótu. Liczba generująca wartość skrótu z określoną liczbą zer końcowych w funkcji skrótu nazywana jest wartością jednorazową.

Protokół konsensusu jest przeznaczony dla ksiąg publicznych niewymagających pozwolenia. Aby osiągnąć konsensus, moc obliczeniowa węzłów systemu jest wykorzystywana do rozwiązania zagadki kryptograficznej i wygenerowania skrótów. 

Bloki są ułożone liniowo, a każdy reprezentuje grupę transakcji. Każda transakcja w bloku jest sprawdzana i podpisana cyfrowo przy użyciu kluczy prywatnych i publicznych każdego użytkownika.

Wada

PoW jest bardzo wymagający, jeśli chodzi o moc. Na przykład proces wydobywania Bitcoina zużywa więcej energii niż Republika Argentyny. W porównaniu z nimi inne nowsze protokoły są mniej energochłonne.

Dowód stawki

Protokół dowodu stawki jest również jednym z najstarszych stosowanych w blockchain. Ethereum, drugi co do wielkości łańcuch bloków, zapoczątkował pojawienie się czołowych graczy, którzy zdecydowali się na ten protokół. 

W przeciwieństwie do dowodu pracy, górnicy nie generują żadnych skrótów. Aby zatwierdzić transakcję, każdemu górnikowi przydzielany jest blok. Oni z kolei muszą odłożyć określoną część swoich zasobów kryptowalut, aby rozpocząć walidację. Proces ten nazywany jest stakowaniem, stąd nazwa dowód stawki. Po pomyślnym zatwierdzeniu transakcji górnik otrzymuje kryptowalutę, którą wcześniej postawił, a także opłaty transakcyjne.

Górnicy dokonujący walidacji są wybierani na podstawie ich udziału ekonomicznego w sieci blockchain. W ten sposób protokół może zdecentralizować centra wydobywcze, a także zapewnić możliwość stakowania każdemu uczestnikowi łańcucha bloków. Nadmierne zużycie energii elektrycznej jest ograniczone.

Wada

PoS zwiększa luki w zabezpieczeniach. Osoba atakująca musi kontrolować nieco ponad 50% wszystkich węzłów w porównaniu do 51% w przypadku PoW. Istnieje również możliwość ataku łapówkowskiego. Osoba atakująca może cofnąć transakcję ofiary, a następnie przekupić atakującego w celu potwierdzenia transakcji.

Inne zastosowania algorytmów i protokołów w Blockchain

Chociaż protokoły konsensusu są głównym zastosowaniem protokołów i algorytmów w łańcuchu bloków, istnieją inne przypadki użycia. Pierwszym z nich jest przeprowadzanie transakcji. Algorytmy handlu kryptowalutami wykonują zlecenia handlowe przy użyciu automatycznych instrukcji handlowych. Instrukcje są wstępnie zaprogramowane i zaprojektowane tak, aby uwzględnić ważne zmienne, takie jak czas, wolumen transakcji i ceny.

Innym zastosowaniem algorytmów są inteligentne kontrakty. Są to umowy samowykonujące się pomiędzy dwiema stronami, zapisywane bezpośrednio w kodzie programu. Są niezastąpieni w przestrzeni zdecentralizowanych finansów, która obecnie jest najbardziej tętniącą życiem przestrzenią blockchain. Jest odpowiedzialny za tworzenie tokenów i związanych z nimi innowacji, takich jak tokeny niezamienne (NFT).

Zabierać

Algorytmy i protokoły są prawdopodobnie najważniejszym aspektem kryptowalut. Stanowią one podstawę najbardziej podstawowych operacji blockchain.

Za pomocą protokołów konsensusu algorytmy i protokoły określają, w jaki sposób transakcje są sprawdzane przez dużą sieć zdecentralizowanych węzłów. Poprawiają bezpieczeństwo samego łańcucha bloków i czynią go odpornym na manipulacje. Dwa główne protokoły konsensusu, Proof of Work i Proof of Stake, są dobrze wyjaśnione. Istnieje wiele innych, takich jak dowód przestrzeni, dowód upływu czasu itp.

Algorytmy handlowe i inteligentne kontrakty reprezentują inne sposoby, w jakie algorytmy są niezbędne dla łańcuchów bloków. Taka wiedza jest kluczowa dla każdego zainteresowanego technologią Blockchain.