Mis on Nakamoto konsensus ja kuidas see Bitcoini toidab?

Bitcoini üks unikaalsemaid omadusi on selle konsensusalgoritm, mis loob pretsedendi Bütsantsi tõrketaluvusega (BFT) peer-to-peer valuutasüsteemi jaoks. Bitcoini konsensusalgoritmi kõige levinum määratlus, täpsemalt määratlus, millele enamik veebiallikaid osutab, on töötõend (PoW), konsensusmehhanism, mis tugineb osalejatele, kes lahendavad uue teabe kinnitamiseks krüptograafilisi mõistatusi. Kuigi PoW on oluline osa Bitcoini üldisest konsensusmudelist, ei hõlma see kogu seda, kuidas plokiahelasse uusi plokke lisatakse. Pigem on PoW osa suuremast konsensusalgoritmist, mis on üldtuntud kui "Nakamoto konsensus", mis on nime saanud Bitcoini enda pseudonüümi looja järgi. Nakamoto konsensus on see, mis muutis Bitcoini erinevaks lugematutest digitaalse valuuta rakendustest, mis olid enne seda, nagu DigiCash või b-money. Bitcoini ainulaadne konsensusmudel võimaldas sellel olla esimene BFT (Bütsantsi tõrketaluv) süsteem, mida saab orgaaniliselt skaleerida ja seega luua pretsedendi järgmistele krüptovaluutadele, mis jätkavad oma protokollide toiteks Nakamoto konsensuse variatsiooni kasutamist.

Märkimisväärne osa Nakamoto konsensusest, vähemalt Bitcoinis, on PoW. PoW viitab krüptograafilisele mehhanismile, mis tugineb sellele, et osalejad suudavad lahendada raskeid arvutusprobleeme, et omada võrgus suuremat osalust. Bitcoini puhul on PoW sisuliselt hajutatud viis, kuidas ahelas osalejad saavad määrata kõige kehtiva ploki. Iga osaleja (või kaevandaja) P katsed eelseisva tehinguploki jaoks kehtiva lahenduse leidmiseks. See hõlmab väärtuse leidmist h näiteks kui h räsitakse räsimisalgoritmiga SHA-256, leitakse vajalik väärtus. See on sageli iteratiivne protsess; nonces (üks kord kasutatud numbrid) lisatakse räsitava stringi lõppu igas järjestikuses voorus, kuni saadakse vajalik väärtus. Üks kord P suudab PoW-le lahenduse leida, edastavad nad oma ploki ülejäänud võrku, kus see siis kinnitatakse, kui ühtegi tehingut pole ajatempli alusel juba kulutatud. P seejärel saab tasu bitcoinis hüvitisena arvutusvõimsuse eest, mida nad kulutasid järgmise tehinguploki kinnitamiseks.

Bitcoinis kaevandamine on tegelikult teatud arvu arvutusressursside sidumine ainsa eesmärgiga lahendada arvutuslikult raskeid probleeme ja valideerida uusi plokke. Mida suurem on üksikul sõlmel arvutusvõimsus, seda tõenäolisem on SHA-256 räsi jaoks õige väärtus leida ja seeläbi selle konkreetse ploki PoW-ga seotud krüptograafiline räsi lahendada. PoW võimaldab Bitcoinil olla nii täielikult detsentraliseeritud kui ka täielikult turvaline. Kaevandamises võivad osaleda kõik, ilma et selleks oleks vaja eelnevalt teatud arvu bitcoine. Tegelikult on täiesti teadmata, kes on igal ajahetkel järgmise kaevanduspreemia võitja, kusjuures täiendav arvutusvõimsus suurendab ainult üksiku sõlme õnnestumise tõenäosust. Lisaks motiveerib kaevandamisprotsess sõlmesid ausalt tegutsema, kuna õige ploki edastamisega kaasnevad hüved. See tähendab, et võrgu ülevõtmiseks peab pahatahtlik ründaja kontrollima üle 51% võrgu arvutus-/räsivõimsusest ja takistama legitiimsete plokkide valideerimist. Seda nimetatakse tavaliselt "51% rünnakuks". Bitcoini võrgu praeguse suuruse tõttu on praegu võrgus olevast räsivõimsusest üle 51% kogunemise majanduslik kulu suur ja seega äärmiselt keeruline.

Nakamoto konsensuse teine ​​osa võimaldas Bitcoinil olla esimene skaleeritav BFT valuutaplatvorm. Nakamoto konsensus paneb suurt rõhku pikimale ahelale, väites, et pikim kett, mis kehtib ka ajatemplite järgi (ükski plokk ei ole kehtetu näiteks topeltkulutatud tehingute tõttu), on kõige õiguspärasem, kuna sellel oli suurim sellele pühendatud arvutusressursside hulk. See loob usalduse muidu usaldamatu süsteemi vastu, võimaldades seega Bitcoini võrgul toimida ilma tsentraliseeritud asutuseta. Näiteks kui osaleja on olnud passiivne või äsja liitunud, saab ta lihtsalt aktsepteerida praegust pikima ahelat kui tõendit sellest, mis võrgus varem juhtus. Nad ei pea lootma kolmandale isikule või mingisugusele asutusele; pigem hakkavad nad lihtsalt toetuma kõige pikemale kehtivale ahelale, saavutades seeläbi võimaluse saada preemiaid, pakkudes arvutuslikult kehtivat plokki. Tegelikult võimaldas "pikima ahela reegel", nagu seda on nimetanud krüptovaluutade kogukond, Bitcoinil edu saavutada seal, kus varasemad PoW digitaalsed valuutad olid ebaõnnestunud. See võimaldas osalejatel võrgustiku vastu usaldada ja seadis ka standardi, mille kaudu kaevurid said alustada liitumist ja lahkuda oma soovi järgi, ilma et nad peaksid võimule alluma. Pikima ahela reegli on kasutusele võtnud paljud digitaalsete varade süsteemid ja plokiahelad, mis tulid pärast Bitcoini.

Nakamoto Consensus muutis lõpuks revolutsiooni nii digitaalses valuutas kui ka kaasaegses krüptograafias, tuues kasutusele BFT-lahenduse, mis oli skaleeritav, võimaldades seeläbi Bitcoinil edu saavutada usaldusväärse võrdõigusliku tehingusüsteemina. Täpsemalt suutis Nakamoto Consensus luua plokiahela kehtivuse mõõtmise standardi: sellele kulutatud arvutusressursside hulga. Kuigi Nakamoto konsensuse mudel on saanud oma osa kriitikat, mis on suuresti tingitud selle kalduvusest lubada ahelal hargneda, on see endiselt üks tõhusamaid ja edukamaid konsensuse mehhanisme detsentraliseeritud võrkude seas. Kinnitades plokiahelaga nappi ressursi (arvutusvõimsuse), annab Nakamoto Consensus Bitcoinile kaudse väärtuse, turvalisuse ja usalduse teiste valuutasüsteemide ees.

See on Archie Chaudhury külalispostitus. Avaldatud arvamused on täielikult nende omad ja ei pruugi kajastada BTC Inc. või Bitcoin ajakiri.

Allikas: https://bitcoinmagazine.com/guides/what-is-nakamoto-consensus-bitcoin