Bitcoin konszenzus algoritmus, A kiterjesztett blokklánc algoritmusokról | FinTechZone


Az egész egy átverés. Semmi esélye a túlélésre. Több áramot zabál, mint egész Magyarország. Ehhez hasonló, és sok más kritika éri folyamatosan a bitcoint, és a mögötte álló technológiát gyakorlatilag az első pillanattól fogva.

Nos, azt kell hogy mondjuk, bizony látni már a Bitcoin technológia végét, de persze nem azért, mert a JP Morgan vezére, Jamie Dimon hülyeségeket nyilatkozik a médiában, hanem mert esetleg felváltja egy alapvetően hatékonyabb technológia.

A Portfolio legtöbb tartalma ingyenesen hozzáférhető, ahogy ez a cikk is.

Blokklánc alapú konszenzus algoritmusok

A médiapiaci helyzet azonban folyamatosan változik: ha támogatni bitcoin konszenzus algoritmus a minőségi gazdasági újságírást, és szeretnél részese lenni a Portfolio közösségnek, akkor fizess elő a Portfolio Signature cikkeire. Tudj meg többet Mi is az a blokklánc Ahhoz, hogy jobban megértsük miről is van szó, kicsit térjünk ki arra, hogy általánosságban miből is áll össze egy blokklánc algoritmus itt és itt már bitcoin konszenzus algoritmus bővebben a témáról : Tranzakciók: a blokklác fő felhasználási területe tranzakciók decentralizált feldolgozása.

Hogy pontosan mik is ezek a tranzakciók elég nagy spektrumban szórhatnak. A legegyszerűbb esetben a tranzakciók egyszerűen pénz mozgást reprezentálnak, kicsit pontosabban egy tranzakció leírja, hogy Alice Bobnak egy bizonyos összegű valutát vagy kriptovalutát utalt át.

Ezt az elvet használja például a Bitcoin vagy a Ripple protokol is. Bonyolultabb esetekbe a tranzakciók nem feltétlen pénz mozgást írnak le, hanem valamiféle vagyon vagy vagyontárgynak a mozgását illetve ennek a vagyontárgynak a tulajdonjogának az átruházását, például egy ingatlannak vagy egy szerzői jognak az adás-vételét. Ilyen jellegű rendszereket lehet könnyen megvalósítani például a Hyperledger Fabric-al.

Általános esetben egy tranzakció A gyors pénzkeresés nem az internet lehet, például kvázi fogadás egy jövőbeli eseményre, vagy egy számítási platformhoz hozzáférés.

Mi az a proof-of-work?

Általános decentralizált tranzakciós rendszerek megvalósítására szolgál például az Ethereum. Technikailag egy tranzakciót általában nyilvános kulcsú kriptográfiával valósítanak meg.

P2P Hálózat: a blokklánc alapú hálózatok egyik legfontosabb eleme, hogy a rendszer mögött nem központosított adatbázis áll, hanem egy egyenrangú és egymástól független csomópontokból álló hálózat, melyben minden egyes csomópont egymástól függetlenül képes a tranzakciók validálására.

bitcoin konszenzus algoritmus

Gyakorlati szempontból fontos megkülönböztetni a nyilvános, és a konzorcium hálózatokat. Nyilvános blokklánc hálózatoknál, mint például a Bitcoin vagy az Ethereum a világon mindenki képes egy új csomóponttal csatlakozni a hálózathoz, melynek természetesen a legnagyobb veszélye, hogy hackerek számára is fennáll ez a lehetőség.

bitcoin konszenzus algoritmus

Bitcoin konszenzus algoritmus ellenére a nyilvános hálózatnak biztosítania kell algoritmikus módon a stabil működést. Konzorcium blokklánc megoldások esetén, mint például a Hyperledger, pusztán előre meghatározott szereplők csatlakozhatnak egy új csomóponttal a rendszerhez, íly módon a hackelhetőség veszélye is cskélyebb. Ledger: a ledger gyakorlatilag egy adatbázis, mely minden egyes csomópontban letárolásra kerül. Ennek az adatbázisnak az a célja, hogy csak érvényes tranzakciókat tartalmazzon, ahol a tranzakciók egy érvényes sorrendben vannak rendezve, íly módon elkerülhetőek olyan jellegű problémák, ahol egy adott kripto tokent kétszer költenek el double spendingvagy egy olyan tokent költenek el, ami még nem létezik a tranzakciók rossz sorrendje.

A legtipikusabb megvalósításban a tranzakciókat blokkokba szervezik, és a blokkok egymással egy kriptográfiai bitcoin konszenzus algoritmus az úgynevezett hash függvénnyel vannak összekötve, mely szinte lehetetlenné teszi egy már érvényesnek kimondott tranzakciónak a meghackelését vagy törlését.

Konszenzus: talán a legnehezebb, de legfontosabb része minden blokklánc alapú protokollnak a konszenzus mechanizmus.

Miért nem tudod lefizetni a blokkláncokat? A digitális Nagy Falat blokkláncnak hívják

Mivel a csomópontok a világon teljesen szétszorva találhatóak és általánosságban egyenértékűek tehát nincsen egy kitüntetett csomópont aki tudná az általános igazságot minden egyes csomópont a tranzakciók más halmazát és más sorrendjét látja.

A bitcoin konszenzus algoritmus bitcoin konszenzus algoritmus, hogy ezt a különböző tudást integrálja, és egy olyan globális adatbázist hozzon létre, melyben csak az érvényes tranzakciók vannak jelen, egy sorrendben, és ebben a globális adatbázisban mindenki egyetért. Legtipikusabb megvalósításnál a tranzakciókat blokkokba foglalják és propagálják a hálózaton.

Ezen kívül gyakorlatilag egy csomópontnak a blokkját fogadja el a hálózat minden egyes körbe, annak a csomópontnak a blokkját aki megnyeri az úgynevezett kriptográfiai versenyt a proof of work-t.

bitcoin konszenzus algoritmus

Érdekes megoldásokat hozhat a blokklánc, de jelenleg komoly hátrányai is vannak A konszenzus megvalósítására többféle megoldás is létezik, azonban fontos megjegyezni, hogy minden egyes megvalósítás arra szolgál, hogy a tranzakcióknak egy érvényes sorrendjét fogadja el, oly módon, hogy ebben a világon lévő minden egyes csomópont általánosan egyetért. A blokklánc alapú megoldásoknál ez gyakorlatilag egy érvényes blokkot jelent bitcoin konszenzus algoritmus a teljes hálózat egyetért.

A fontosabb konszenzus mechanizmusok a következőek. Nakamoto konszenzus: a Nakamoto konszenzusnál a teljes hálózat direkt vagy indirekt módon kiválaszt egy csomópontot bányász aminek a blokkját a teljes hálózat elfogadja.

PoW Proof of Work esetén annak a blokkját fogadja el mindenki, akinek először sikerült megoldania egy kriptográfiailag nehéz problémát.

Ez pillanatnyilag az egyik legjobban működő konszenzus mechanizmus, gyakorlatilag az egyetlen ami 8 éve folyamatosan működik. A fő motivációja, hogy megakadályozza az úgynevezett Sybil támadást, mely során a hacker egy sok csomópontból álló bot hálózatot hoz létre és ezen keresztül próbálja az érvényes tranzakciókat vagy ezek sorrendjét befolyásolnia.

Ez azért nem sikerülhet, mert annak az esélye, hogy valaki a következő blokkot létrehozza nem a csomópontok számától, hanem a mögötte lévő számítási kapacitástól függ.

PoS Proof of Stake esetén egy csomópont kerül minden körben kiválasztására, aki előállítja a következő blokkot. A motiváció a helyes tranzakciós sorrend és helyes blokk előállítására egy pénzügyi deposit-ban rejlik: csak annak van esélye a következő blokknak az előállatására, aki ezt az előleget leköti.

Amennyiben egy csomópont megpróbálja a hálózatot meghackelni, ez a pénzügyi előleg elveszik. Konzorcium hálózatoknál egyéb mechanizmusokat is szoktak használni ennek a kritikus csomópontnak a kiválasztására, ilyen például a PoET Proof of Elapsed Time mechanizmus, mely előfeltétele, hogy a kód nagy megbízhatóságú Intel hardveren fut.

Quorum: a Quorum esetén több mint egy csomópontot választanak ki, melyek közötti szavazás segítségével döntik el, mi legyen a következő érvényes blokk. A különböző quorum bitcoin konszenzus algoritmus főleg konzorcium megoldásoknál használnak, ahogy az előbb említettük itt a biztonsági követelmények általában egy kicsit máshogy néznek ki mint a nyilvános blokkláncoknál mivel a konzorcium tagok többé kevésbé ismerik egymást, adott esetben egy meghackelt csomópontról megállapítható, hogy rosszul működik és akár ki is kicserélhető vagy megjavítható.

Bitcoin konszenzus algoritmus alapon működnek például a Kereset gyorsan írni Proof of Authority konszenzus mechanizmusok. Quorum megoldásoknál a legnagyobb probléma a szavazás hatékony decentralizált megvalósítása. Praktikus probléma, hogy a résztvevő csomópontok számával arányosan exponenciálisan nő a hálózaton keresztül kiküldött üzenetek száma Jelen használatos konszenzus mechanizmusok hagynak sajnos kívánnivalót maguk után.

A legjobban bizonyított Proof of Work energia felhasználása lassan eléri a közepesebb bitcoin konszenzus algoritmus.

Bejegyzés navigáció

A Proof of Stake kiküszöböli természetesen az energiafogyasztás problémáját, azonban még igazából nem lett kipróbálva éles körülmények között, szóval kérdéses, hogy mi fog történni, ha több milliárd dollárt tárol. Elméletileg mindig felmerülhet egy hosszabb blokk ami végülis nyerni fog a rövidebb blokkokkal szemben, még akkor is ha ennek az esélye egy bizonyos blokkszám után mikroszkópikusan kicsi tipikusan 6 blokk után a bitcoinnál illetve 10 blokk esetén az ethereumnál.

További probléma még a Proof of Worknél, hogy elég sok erőfeszítés megy kárba, ezek gyakorlatilag azok a blokkok, melyeket valaki előállít de végülis nem nyerik meg a számítási kapacitás versenyt vagyis nem lesznek beépítve a blokkláncba. Szintén probléma még, hogy a csomópont amelyik az érvényes blokkot előállítja, erősen befolyásolhatja milyen tranzakciók kerüljenek, vagy ne kerüljenek be egy érvényes blokkba.

Ez problémát okozhat akár viszonylag egyszerű esetekben bitcoin konszenzus algoritmus például a bitcoin esetén főleg azok a tranzakciók kerülnek be egy blokkba melyek kis méretűek és sok rajtuk a tranzakciós illeték, míg nagy méretű tranzakciók viszonylag kis értékű bitcoin konszenzus algoritmus díjjal általában elég lassan mennek át a hálózaton. Ez a tranzakció szelekció azonban konkrét esetekben akár cenzúraként és működhet. Talán a legnagyobb problémájuk azonban ezen konszenzus mechanizmusoknak a skálázhatóga: A bitcoin hálózat teljes sebessége megközelítőleg tranzakció bitcoin konszenzus algoritmus, az Ethereum megközeítőleg 15 tranzakció másodpercenként, ami nagyon messze van a PayPal több százas vagy a VISA több ezres, vagy tízezres másodpercenkénti tranzakció számától.

Természetesen a területen több aktív kutatási irány létezik a skálázhatóság javítására, mint például Sharding, Payment channels, lightning network. bitcoin konszenzus algoritmus

Jelen cikkünkben a blokklánc és fenntarthatóság témakört elemezzük két viszonylag különböző mégis a fenntarthatósághoz kapcsolódó megközelítésből.

Megvan a megoldás: hashgráf Az előzőkben említett problémák kiküszöbölésére illetve javítására született meg a Hashgráf alapú megközelítés, mely bitcoin konszenzus algoritmus egy konszenzus mechanizmus, ahol maga a Ledger, a decentralizált adatbázis, nem egy blokklánc alapú adatstruktúrában tárolódok.

Ilyen szempontból ha hashgráfról beszélünk, akkor egy olyan decentralizált technológiát distributed ledger értünk alatta, mely hasonló alapelvekre épül mint amit a legelején a bitcoin konszenzus algoritmus összefoglaltunk, azonban mind a konszenzus mechanizmus, mind pedig a tranzakciók tárolási módja egyedi. A hashgráf alapvetően egy pletyka protokolon Gossip protocol alapul, ahol a csomópontok megosztják egymással azt az információt amit tudnak.

bitcoin konszenzus algoritmus

Ez tipikusan tranzakciók halmaza, de elméletileg a protokollnál nem feltétlenül kell tranzakciókat megosztani, elvileg a jövőben bármilyen információra használható melyről egy közös decentralizált konszenzust bitcoin konszenzus algoritmus elérni. Az első ábrán látható ennek az alapmechanizmusa, ahol négy egymástól független csomópontot A,B,C,D -t látunk, ahol a B csomópont felveszi D-vel a kapcsolatot és megosztja vele azon tranzakciókat melyet B tud.

Ezt a tranzakció megosztás egy eseményben rögzítik,mely nemcsak a tranzakciókat tárolja, hanem referenciát tartalmaz a két előző csomópont állapotára is B és D egy kriptográfiai referencia az úgynevezett hash pointer segítségével.

A blokklánc technológia jelenti a legtöbb kriptopénz-rendszer mögöttes technológiáját és segítségével megakadályozható, hogy a digitális pénzünk másolható vagy elpusztítható legyen. A Coinmixed.

Kép forrása: Swilds Whitepaper Fontos megjegyezni, hogy a blokklánc alapú megoldásokkal szemben itt a csomópontok nem pusztán a tranzakciókat cserélik ki egymással, hanem a teljes információcserét bitcoin konszenzus algoritmus gráfot.

Gyakorlatilag minden egyes ilyen információcserét egy eseményként a legnagyobb kereskedési központok kör -ként reprezentálunk és egy adott csomópont egy adott információcsere esetén nem csak az új tranzakciókat tudja meg, hanem az bitcoin konszenzus algoritmus előző információ cserét eseményt is. Az ábrákon a függőleges tengely az időt mutatja, ahogy az egyes kommunikációs információcserék lezajlanak: Kép forrása: Swilds Whitepaper Természetesen minden egyes információcserénél a tranzakciók validálva lesznek, de persze előfordulhatnak elméletileg olyan csomópontok amiket hackerek üzemeltetnek, és így hamis információkat közvetítenek.

Mivel az egyes információáramlásnál nem csak tranzakciók kerülnek átadásra hanem az egész az egész információterjedés, így egy adott pillanatban egy adott csomópont nem csak azt látja, hogy mik az érvényes tranzakciók, hanem azt is, hogy a többi csomópont szerint mik az érvényes tranzakciók.

  1. Mi az a bitcoin és hogyan működik?
  2. Blokklánc alapú konszenzus algoritmusok - Virtuális Cash
  3. Hogyan lehet gyorsan egymilliót keresni
  4. A kiterjesztett blokklánc algoritmusokról | FinTechZone

Íly módon egy indirekt többségi szavazás valósítható a nélkül, hogy ténylegesen a szavazást végre kéne hajtani. Például a harmadik ábrán látható gráfot feltételezve, a B2 csomópont mind az A3, B3, D3 csomópontnak a kommunikációs útvonalán megtalálható így ezekben az időpontokban mind az A, B és D csomópont azt gondolta, hogy a B2 esemény és a benne lévő tranzakciók érvényesek voltak.

Természetesen ebben az időpontban még nem tudta egymásról az Bitcoin konszenzus algoritmus, B, és D csomópont, hogy a hálózat maradék része is érvényesnek gondolja a B2 eseményt és a benne lévő tranzakciókat.

The TRUTH About Bitcoin - Bitcoin: Beyond the Bubble - Reel Truth Documentaries

Azonban ha tovább haladunk a gráfon és az időben a B4 eseményhez jutunk, akkor látjuk hogy B4 eseményből mind az A3, B3 és D3 esemény is látható és azt is látjuk, hogy ezen események mindegyikéből látható a B2 esemény, vagyis gyakorlatilag olyan mintha a B4 eseményből tudnánk, hogy mind az A, mind a B, mind a D csomópont a B2 csomópontra szavazott, vagyis gyakorlatilag egy többségi szavazást kaptunk arra nézve, hogy a B2-ben lévő tranzakciók érvényesek.

Természetesen a konkrét algoritmus ennél egy kicsit komplexebb, de megfelelő idő elteltével az online csomópontok tudni fogják a rendszerben lévő tranzakciók egy olyan halmazát, és sorrendjét amit a többi csomópont legalább két harmada szintén érvényesnek tart és azt is tudni fogják, hogy a többi csomópont is ugyanezt tartja érvényesnek.

Kép forrása: Swilds Whitepaper Konklúzió A bitcoin konszenzus algoritmus algoritmus egy nagyon szép elvi konszenzus megoldást nyújt számos problémára, mellyel a blokklánc alapú konszenzusok napjainkban küzdenek: A megoldás elvileg gyors, egy alapkonfiguráció segítségével is elérhető tranzakció másodpercenként, melyet további trükkökkel akár több tízezerig is fel lehet skálázni.

bitcoin konszenzus algoritmus

A megoldás során nincs kiválasztott csomópont, vagy bányász aki bármilyen módon is befolyásolni tudná mely tranzakciók kerülnek be egy blokkba és melyek nem. A megoldásnak nagyon szép matematikai háttere van, ellentétben több hasonló blokklánc megoldásnál a hashgráfnál matematikailg is bizonyított a működés.

A megoldás hatékony, kiküszöböli például a Proof of Work azon problémáját, hogy bizonyos előállított blokkok végül nem kerülnek be a blokkláncba Természetesen felvetődik a kérdés, hogy a hashgráf alapú konszenzus véglegesen fel fogja bitcoin konszenzus algoritmus váltani a blokkláncot. Habár a hashgráf algortimus sok helyen jobbnak tűnik mint a mostani konszenzus mechanizmusok, nehéz ezt a kérdést megválaszolni. Az algoritmus egyelőre elméleti szinten létezik és kisérleti konzorcium megoldásai vannak, melyeket a Swirlds cég gyárt, és az algoritmus is elég új.

Habár tervbe van véve nyilvános hálózat is, ez egyelőre még nem ment élesbe. Ahhoz, hogy ténylegesen meg tudja ítélni az ember a hashgráf teljesítményét fontos, hogy nyilvános hálózat is létezzen egy ideje, konkrét alkalmazásokkal. Ellenkező esetben elképzelhető, hogy bizonyos paraméterekben vagy támadási formátumok ellen, amire esetleg senki nem gondolt eddig, a rendszer igenis alulteljesít vagy erősen támadható.

Címlapkép forrása: Shutterstock.