Блокчейн от А до Я. Все о технологии десятилетия

Анализ Юбера де Воплана[27]

«Как блокчейн способен установить доверие (теоретически без ошибок) между двумя членами сети, живущими в разных странах? Эта математическая проблема, которая также называется проблемой византийских генералов, заключается в том, чтобы убедиться, что совокупность информационных компонентов, работающих совместно, может справиться с отказами или злонамеренными действиями.

Система должна поддерживать свою надежность даже в том случае, если меньшая доля ее составляющих пошлет ложную или вредоносную информацию с целью обойти проверки на двойные затраты (мошенничество). Чтобы решить эту проблему, протокол использует криптографические системы, основанные на децентрализованной системе проверок: решение такой задачи требует использования большой вычислительной мощности компьютеров, предоставляемой майнерами.

Майнеры – это агенты, функция которых заключается в подпитке сети вычислительными мощностями для того, чтобы обеспечить обновление децентрализованной базы данных (в случае биткойна – списка транзакций). Для обновления базы данных майнеры должны подтвердить новые “блоки” посредством дешифровки данных (классическая работа криптографии). Чем больше майнеров, тем труднее присвоить решение.

Таким образом, протокол может стать практически неприкосновенным при условии, что конкуренция сильна в каждом узле сети – это означает, что ни одна группа майнеров не становится большинством».

Алгоритм византийских генералов[28], или отказоустойчивость

Устойчивость к византийским сбоям, или Byzantine Fault Tolerance (BFT), – это способность системы продолжать функционировать, в ряде случаев в сокращенном объеме, не выходя полностью из строя, когда часть ее компонентов работает неправильно.

Исторически эту систему отказоустойчивости разработали военные во время холодной войны для обеспечения непрерывной работы сложной замкнутой сети, в данном случае сети ARPA[29].

Говоря языком информатики, поскольку алгоритмы родились не одновременно с технологией блокчейна, а в 1970-х годах, проблема византийских генералов – это абстрактное представление класса программ, активизирующих ряд участников, таких как процессоры в компьютере, компьютеры в сети, роботы на заводе или узлы в цепочке (с блоками или без них).

Таким образом, в области распределенных вычислений, и в частности в блокчейнах, ответные действия на сбои будут обеспечены Paxos[30] и Tendermint[31] – семействами протоколов, позволяющими находить консенсус в сети с ненадежными узлами и, таким образом, способными справляться со сбоями.

Определение Tendermint

«Технология блокчейна – это просто переформулирование BFT в более современный контекст с упором на одноранговые сети и криптографическое определение подлинности. Название технологии происходит от способа группирования информации в блоки, каждый блок цепи содержит криптографический хеш предыдущего блока, образуя цепочку. На практике структура данных блоков цепочки оптимизирует концепцию BFT».

Биткойн: майнеры и вознаграждения