Mis on Nakamoto konsensus?
Avaleht
Artiklid
Mis on Nakamoto konsensus?

Mis on Nakamoto konsensus?

Keskmine
Avaldatud May 28, 2024VĂ€rskendatud Jul 11, 2024
8m

VÔtmepunktid

  • Nakamoto konsensus on protokoll, mis tagab, et kĂ”ik plokiahela vĂ”rgus osalejad lepivad kokku plokiahela ĂŒhes turvalises versioonis.

  • VĂ”rgu terviklikkuse sĂ€ilitamiseks ja rikkumiste vĂ€ltimiseks tugineb see töötĂ”endusele (PoW), ploki keerukuse reguleerimisele ja detsentraliseerimisele.

  • Kuigi see pakub eeliseid, nagu turvalisus ja rahaline kaasatus, seisab see silmitsi vĂ€ljakutsetega, nagu suur energiatarbimine ja vĂ”imalikud tsentraliseerimisriskid.

Sissejuhatus

Nakamoto konsensus on krĂŒptomaailma, eriti Bitcoini pĂ”hikontseptsioon. Bitcoini pseudonĂŒĂŒmi looja Satoshi Nakamoto jĂ€rgi nimetatud konsensusmehhanism muutis pöörde viisi, kuidas detsentraliseeritud vĂ”rgud saavutavad kokkuleppe ilma keskvĂ”imuta. See artikkel uurib, mis on Nakamoto konsensus, kuidas see toimib ja miks see on Bitcoini toimimise jaoks ĂŒlioluline.

Mis on Nakamoto konsensus?

Nakamoto konsensus on protokoll, mida plokiahela vÔrgud kasutavad plokiahela oleku osas kokkuleppe (konsensuse) saavutamiseks. See on oluline vÔrdÔigusvÔrkude (P2P), nagu Bitcoin, terviklikkuse ja turvalisuse sÀilitamiseks.

PĂ”himĂ”tteliselt tagab Nakamoto konsensus, et kĂ”ik vĂ”rgus osalejad lepivad kokku plokiahela ĂŒhes versioonis, vĂ€ltides selliseid probleeme nagu topeltkulutamine ja tagades tehingute kehtivuse.

Nakamoto konsensuse pÔhikomponendid

Nakamoto konsensuse toimimise mÔistmiseks on oluline mÔista selle pÔhikomponente.

1. TöötÔendus (PoW)

TöötÔendus on mehhanism, mille abil lisatakse plokiahelasse uusi plokke. See hÔlmab keeruliste matemaatiliste probleemide lahendamist, mis nÔuavad mÀrkimisvÀÀrset arvutusvÔimsust. Nn kaevandajad vÔistlevad nende probleemide lahendamise nimel. Esimene kaevandaja, kes seda teeb, saab Ôiguse lisada plokiahelasse jÀrgmine plokk ja saada ploki tasu Àsja vermitud bitcoinide ja tehingutasude nÀol.

2. Ploki keerukus

Matemaatiliste ĂŒlesannete keerukust, mida kaevandajad peavad lahendama, kohandatakse perioodiliselt. See tagab, et plokke lisatakse ĂŒhtlase kiirusega, Bitcoini puhul umbes iga 10 minuti jĂ€rel. Kuna vĂ”rguga liitub rohkem kaevandajaid ja kasutatakse rohkem arvutusvĂ”imsust (rĂ€simÀÀr), on selle kiiruse sĂ€ilitamine keerulisem.

3. Ploki tasud ja stiimulid

Kaevandajaid motiveeritakse vĂ”rgus osalema ploki tasude ja tehingutasudega. Kui kaevandaja lisab ploki edukalt plokiahelasse, saavad nad tasu vastloodud bitcoinide nĂ€ol. Lisaks koguvad kaevandajad plokis sisalduvatelt tehingutelt tehingutasusid. Need stiimulid on ĂŒliolulised, et motiveerida kaevandajaid oma arvutusvĂ”imsust vĂ”rku panustama.

4. Detsentraliseerimine

Nakamoto konsensus toimib detsentraliseeritud viisil, mis tĂ€hendab, et vĂ”rku ei kontrolli keskvĂ”im. Selle asemel saavutatakse konsensus tĂ€nu ĂŒle maailma levinud osalejate (kaevandajate) ĂŒhise jĂ”upingutuse. See detsentraliseerimine on pĂ”hifunktsioon, mis tagab vĂ”rgu turvalisuse ja vastupidavuse.

Kuidas Nakamoto konsensus toimib

Nakamoto konsensuse saavutamise protsessi vÔib jagada mitmeks etapiks.

1. Tehingu edastamine

Kui kasutaja soovib tehingut teha, edastab ta selle vĂ”rku. SeejĂ€rel vĂ”tavad selle kĂ€sile tehingu Bitcoini vĂ”rku ĂŒhendatud sĂ”lmed (arvutid).

2. Tehingu kinnitamine

SÔlmed kontrollivad tehingu kehtivust, kontrollides mitmeid tegureid, nÀiteks kas kasutajal on piisav saldo ja kas tehing jÀrgib vÔrgu reegleid.

3. Plokki kaasamine

Kontrollitud tehingud koondavad kaevandajad plokki. SeejÀrel hakkavad kaevandajad selle plokiga seotud PoW probleemi lahendamisega tegelema.

4. TöötÔenduse lahendamine

Kaevandajad vĂ”istlevad töö tĂ”endamiseks vajaliku matemaatilise ĂŒlesande (rĂ€simise) lahendamise nimel. See probleem hĂ”lmab teatud kriteeriumidele vastava rĂ€si (tĂ€hemĂ€rgijada) leidmist. Protsess on ressursimahukas ja nĂ”uab mĂ€rkimisvÀÀrset arvutusvĂ”imsust.

5. Ploki lisamine

Esimene kaevandaja, kes probleemi lahendab, edastab oma lahenduse vÔrku. Teised sÔlmed kontrollivad lahendust ja kui see on Ôige, lisatakse uus plokk plokiahelasse. Sellest plokist saab ahela viimane kirje ja kÔik jÀrgnevad plokid pÔhinevad sellel.

6. Ahela jÀrjepidevus

Kui plokk on lisatud, hakkavad kaevandajad töötama jÀrgmise ploki kallal ja protsess kordub. Plokiahel kasvab aja jooksul, kusjuures iga plokk sisaldab viidet (rÀsi) eelmisele plokile, luues turvalise ja rikkumiskindla ahela.

Turvalisus ja rĂŒnnakukindlus

Nakamoto konsensus on loodud turvaliseks ja rĂŒnnakutele vastupidavaks mitme mehhanismi kaudu.

1. Keerukuse kohandamine

TöötĂ”enduse probleemi keerukusaste kohandatakse vĂ”rgu koguarvutusvĂ”imsuse alusel. See reguleerimine tagab, et plokke lisatakse ĂŒhtlase kiirusega, vĂ€ltides ĂŒhegi kaevandaja vĂ”i kaevandajate rĂŒhma domineerimist vĂ”rgus.

2. Enamuse reegel

VĂ”rk töötab enamuse pĂ”himĂ”ttel. Plokiahela edukaks muutmiseks peab rĂŒndaja kontrollima rohkem kui 50% vĂ”rgu arvutusvĂ”imsusest, mida nimetatakse 51% rĂŒnnakuks. See on Bitcoini vĂ”rgus vĂ€ga ebapraktiline ja kulukas, kuid vĂ€iksemad vĂ”rgud vĂ”ivad sellistele rĂŒnnakutele olla vastuvĂ”tlikud.

3. Detsentraliseerimine

VĂ”rgu detsentraliseeritud olemus muudab iga ĂŒksiku ĂŒksuse jaoks keeruliseks kontrolli saavutamise. Kaevandajate laialdane levik ĂŒle maailma suurendab vĂ”rgu vastupidavust.

4. Majanduslikud stiimulid

Kaevandajad on rahaliselt motiveeritud tegutsema ausalt ja jĂ€rgima vĂ”rgu reegleid. VĂ”rku rĂŒnnata vĂ”i kehtetuid plokke luua ĂŒritades raisataks ressursse ja kaotataks vĂ”imalikke hĂŒvesid, mis heidutab pahatahtlikku kĂ€itumist.

Nakamoto konsensuse eelised

Nakamoto konsensus pakub mitmeid olulisi eeliseid, mis aitavad kaasa Bitcoini edule ja kasutuselevÔtule.

1. Usaldusetu keskkond

VĂ”rgus osalejad ei pea ĂŒksteist ega keskvĂ”imu usaldama. Konsensusmehhanism tagab, et kĂ”ik tehingud on kehtivad ning plokiahel jÀÀb turvaliseks ja vĂ”ltsimiskindlaks.

2. Turvalisus

TöötĂ”enduse, keerukuse reguleerimise ja detsentraliseerimise kombinatsioon muudab vĂ”rgu vĂ€ga turvaliseks. Edukate rĂŒnnakute tĂ”enĂ€osus on minimaalne, tagades plokiahela terviklikkuse.

3. LĂ€bipaistvus

Plokiahel on avalik arvestusraamat, mis tĂ€hendab, et kĂ”ik tehingud on kĂ”igile nĂ€htavad. Selline lĂ€bipaistvus suurendab sĂŒsteemi usaldusvÀÀrsust, kuna tehinguid ja plokiahela olekut saab igaĂŒks kontrollida.

4. Rahaline kaasatus

Nakamoto konsensuse detsentraliseeritud olemus vÔimaldab kÔigil, kellel on Interneti-juurdepÀÀs, vÔrgus osaleda, edendades rahalist kaasatust.

VĂ€ljakutsed ja kriitika

Vaatamata oma eelistele pole Nakamoto konsensus ilma vÀljakutsete ja kriitikata.

1. Energiatarbimine

TöötÔendusmehhanism nÔuab mÀrkimisvÀÀrset arvutusvÔimsust, mis toob kaasa suure energiatarbimise. See on tekitanud keskkonnaprobleeme ja nÔuab energiatÔhusamaid konsensusmehhanisme.

2. Tsentraliseerimise risk

Kuigi vÔrk on kavandatud detsentraliseerituks, on tsentraliseerimise oht, kui vÀike arv kaevandamise kogumeid kontrollib suurt osa vÔrgu arvutusvÔimsusest.

3. Skaleeritavus

Nakamoto konsensuse praegune disain piirab sekundis töödeldavate tehingute arvu. VÔrgu kasvades muutub skaleeritavus probleemiks, mis viib selle probleemi lahendamiseks selliste lahenduste vÀljatöötamiseni nagu Lightning Network .

4. Kahvlid

Kogukonnasisesed erimeelsused vÔivad viia kahvliteni, kus plokiahel jaguneb kaheks eraldi ahelaks. See vÔib tekitada segadust ja ebakindlust, nagu nÀhtub 2017. aasta jagunemisest Bitcoini ja Bitcoin Cashi vahel.

Nakamoto konsensus vs BĂŒtsantsi tĂ”rketaluvuse (BFT) sĂŒsteemid

Nii Nakamoto konsensus kui ka BĂŒtsantsi tĂ”rketaluvus (BFT) on lahendused BĂŒtsantsi kindralite probleemile. MĂ”lema kontseptsiooni eesmĂ€rk on saavutada hajutatud sĂŒsteemides kokkulepe, kuid erinevad nende meetodite ja rakenduste poolest.

BFT tagab sĂŒsteemi korrektse toimimise isegi siis, kui mĂ”ned liikmed veavad alt vĂ”i tegutsevad pahatahtlikult, tuginedes tavaliselt sĂ”lmedevahelisele hÀÀletusprotsessile ja eeldades, et vĂ€hem kui kolmandik osalejatest on ebaausad.

Seevastu Bitcoini kasutatav Nakamoto konsensus kasutab töötÔendust (PoW), et saavutada konsensus tÀielikult detsentraliseeritud ja usaldusetus keskkonnas, kus kaevandajad lahendavad keerulisi mÔistatusi, et lisada plokiahelasse uusi plokke.

Kuigi Nakamoto konsensus sisaldab BFT pĂ”himĂ”tteid, tutvustab see ainulaadseid mehhanisme, nagu PoW ja majanduslikke stiimuleid, et tagada turvalisus ja detsentraliseerimine. See on optimeeritud avatud vĂ”rkude jaoks, nagu krĂŒptoraha, vĂ”imaldades suuremahulist osalemist, kuid seisab silmitsi selliste vĂ€ljakutsetega nagu energiatarbimine ja skaleeritavus.

Traditsioonilised BFT-sĂŒsteemid on energiakasutuses ja kommunikatsioonis tĂ”husamad, kuid sobivad paremini keskkondadesse, kus on teatav usaldus ja vĂ€iksem osalus. Seega on Nakamoto konsensus BFT pĂ”himĂ”tete uuenduslik kohandamine detsentraliseeritud rakenduste jaoks.

LÔppmÀrkused

Nakamoto konsensus on murranguline uuendus, mis toetab Bitcoini turvalisust ja funktsionaalsust. Kasutades töötĂ”endust, keerukuse kohandamist ja detsentraliseeritud osalemist, vĂ”imaldab see usaldusvÀÀrset, turvalist ja lĂ€bipaistvat finantssĂŒsteemi. Kuigi vĂ€ljakutsed, nagu energiatarbimine ja skaleeritavus, on endiselt lahendamata, tegeleb kĂ€imasolev teadus- ja arendustegevus nende probleemidega.

Lisalugemist

LahtiĂŒtlus: seda sisu esitatakse sellisel kujul, nagu see on, ainult ĂŒldiseks teabeks ja hariduslikel eesmĂ€rkidel, ilma igasuguse esinduse vĂ”i garantiita. Seda ei tohiks tĂ”lgendada kui finants-, juriidilist vĂ”i muud professionaalset nĂ”uannet ega soovitust konkreetse toote vĂ”i teenuse ostmiseks. Peaksid kĂŒsima nĂ”u asjakohastelt professionaalsetelt nĂ”ustajatelt. Kui artikli on koostanud kolmandast osapoolest kaastöötaja, pane tĂ€hele, et vĂ€ljendatud seisukohad kuuluvad kolmandast osapoolest kaastöötajale ja ei pruugi kajastada Binance Academy omasid. Lisateabe saamiseks loe meie tĂ€ielikku lahtiĂŒtlust siit. Digitaalsete varade hinnad vĂ”ivad olla kĂ”ikuvad. Sinu investeeringu vÀÀrtus vĂ”ib langeda vĂ”i tĂ”usta ja sa ei pruugi investeeritud summat tagasi saada. Sina vastutad ainuisikuliselt oma investeerimisotsuste eest ja Binance Academy ei vastuta vĂ”imalike kahjude eest. Seda materjali ei tohiks tĂ”lgendada finants-, juriidilise vĂ”i muu professionaalse nĂ”uandena. Lisateabe saamiseks vaata meie kasutustingimusi ja riskihoiatust.