Mi az a peer-to-peer (P2P)?
Az informatikában a peer-to-peer (P2P) hálózat olyan eszközök csoportjából áll, amelyek közösen tárolják és osztják meg a fájlokat. Minden résztvevő (csomópont) önálló peerként működik. Jellemzően minden csomópont egyforma teljesítménnyel bír és azonos feladatokat lát el.
A pénzügyi technológiában a peer-to-peer kifejezés általában a kriptovaluták vagy digitális eszközök elosztott hálózaton keresztül történő kereskedésére utal. A P2P platform lehetővé teszi a vevők és az eladók számára, hogy közvetítők nélkül bonyolítsák le kereskedéseiket. Egyes esetekben a weboldalak P2P-környezetet is biztosíthatnak, amely összekapcsolja a hitelnyújtókat a hitelfelvevőkkel.
A P2P-architektúra számos felhasználási lehetőséggel rendelkezik, de különösen népszerűvé az 1990-es években vált, amikor az első fájlmegosztó programok létrejöttek. Napjainkban a P2P-hálózatok alkotják a legtöbb kriptovaluta alapját, ezáltal a blokkláncipar nagy részét kiteszik. Azonban más elosztott számítástechnikai alkalmazásokban is használják őket, beleértve a webes keresőmotorokat, streaming platformokat, online piactereket és az InterPlanetary File System (IPFS) webes protokollt.
Hogyan működik a P2P?
A P2P-rendszert lényegében a felhasználók elosztott hálózata tartja fenn. Általában nincs központi adminisztrátor vagy szerver, mivel minden csomópont rendelkezik a fájlok egy-egy másolatával, így egyszerre működnek kliensként és szerverként más csomópontok számára. Így minden csomópont képes fájlokat letölteni más csomópontokról, illetve fájlokat feltölteni hozzájuk. Ez különbözteti meg a P2P-hálózatokat a hagyományosabb kliens-szerver rendszerektől, amelyekben a klienseszközök egy központi szerverről töltik le a fájlokat.
A P2P-hálózatokon a csatlakoztatott eszközök megosztják a merevlemezükön tárolt fájlokat. Az adatmegosztás közvetítésére tervezett szoftveralkalmazások segítségével a felhasználók lekérdezhetik majd letölthetik a fájlokat a hálózat más eszközeiről. Ha egy felhasználó letöltött egy adott fájlt, akkor az adott fájl forrásaként működhet.
Másképpen fogalmazva, amikor egy csomópont kliensként működik, fájlokat tölt le más hálózati csomópontokról. Amikor azonban szerverként működnek, ők jelentik a forrást, ahonnan más csomópontok fájlokat tölthetnek le. A gyakorlatban azonban mindkét funkciót egyszerre is végre lehet hajtani (pl. "A" fájl letöltése és "B" fájl feltöltése).
Mivel minden csomópont tárolja, továbbítja és fogadja a fájlokat, a P2P-hálózatok általában gyorsabbak és hatékonyabbak, ahogy a felhasználói bázisuk növekszik. Emellett az elosztott felépítésük miatt a P2P-rendszerek nagyon ellenállóak a kibertámadásokkal szemben. A hagyományos modellekkel szemben a P2P-hálózatokban egy olyan pont sincs, amelytől a rendszer működése függ.
A peer-to-peer rendszereket felépítésük szerint csoportosíthatjuk. A három fő típust strukturálatlan, strukturált és hibrid P2P-hálózatoknak nevezzük.
Strukturálatlan P2P hálózatok
A strukturálatlan P2P-hálózatok nem rendelkeznek a csomópontok sajátos szerveződésével. A résztvevők véletlenszerűen kommunikálnak egymással. Ezeket a rendszereket robusztusnak tekintik a nagymértékű lemorzsolódással (azaz a hálózathoz gyakran csatlakozó és onnan távozó csomópontokkal) szemben.
Bár könnyebb felépíteni, a strukturálatlan P2P-hálózatok nagyobb CPU- és memóriahasználatot igényelnek, mivel a keresési lekérdezéseket a lehető legtöbb peernek elküldi. Ez hajlamos elárasztani a hálózatot a lekérdezésekkel, különösen akkor, ha csak kevés csomópont kínálja a kívánt tartalmat.
Strukturált P2P hálózatok
Ezzel szemben a strukturált P2P-hálózatok szervezett felépítésűek, lehetővé téve a csomópontok számára a fájlok hatékony keresését, még akkor is, ha a tartalom nem széles körben elérhető. A legtöbb esetben ezt az adatbázisban való keresést megkönnyítő hash-funkciók használatával érik el.
Bár a strukturált hálózatok hatékonyabbak lehetnek, általában magasabb szintű központosítást jelentenek, és általában magasabb beállítási és karbantartási költségeket igényelnek. Ettől eltekintve a strukturált hálózatok kevésbé robusztusak a nagy arányú lemorzsolódással szemben.
Hibrid P2P hálózatok
A hibrid P2P-hálózatok ötvözik a hagyományos kliens-szerver modellt a peer-to-peer architektúra egyes aspektusaival. Például tervezhet egy központi szervert, amely megkönnyíti a kapcsolatot a peerek között.
A másik két típushoz képest a hibrid modellek jobb általános teljesítményt nyújtanak. Általában egyesítik a különböző megközelítések főbb előnyeit, és egyszerre érnek el jelentős fokú hatékonyságot és decentralizációt.
Elosztott vs. decentralizált
Bár a P2P-architektúra alapból elosztott, fontos megjegyezni, hogy a decentralizáció különböző mértékű. Tehát nem minden P2P-hálózat decentralizált.
Valójában sok rendszer egy központi hatóságra támaszkodik a hálózati tevékenység irányításában, ami némileg centralizálttá teszi. Egyes P2P fájlmegosztó rendszerek például lehetővé teszik a felhasználók számára, hogy más felhasználóktól fájlokat kérjenek le és töltsenek le, de más folyamatokban, például a keresési lekérdezések kezelésében nem tudnak részt venni.
Ezenfelül a korlátozott felhasználói bázis által irányított, közös célokkal rendelkező kis hálózatokról is elmondható, hogy a centralizált hálózati infrastruktúra hiánya ellenére is magasabb fokú centralizációval rendelkeznek.
A P2P szerepe a blokkláncokban
A Bitcoin korai szakaszában Satoshi Nakamoto „Peer-to-Peer elektronikus készpénzrendszerként” határozta meg. A Bitcoin a pénz digitális formájaként jött létre. Egy P2P-hálózaton keresztül lehet átutalni egyik felhasználótól a másiknak, amely egy blokkláncnak nevezett elosztott főkönyvet kezel.
Ebben az összefüggésben a blokklánc technológiában rejlő P2P-architektúra teszi lehetővé, hogy a Bitcoin és más kriptovaluták világszerte átutalhatók legyenek, közvetítők és központi szerverek nélkül. Emellett bárki létrehozhat egy Bitcoin-csomópontot, ha részt kíván venni a blokkok hitelesítésében és validálásában.
A Bitcoin hálózatban tehát nincsenek bankok, amelyek feldolgozzák vagy rögzítik a tranzakciókat. Ehelyett a blokklánc egy digitális főkönyvként működik, amely nyilvánosan rögzít minden tevékenységet. Alapvetően minden csomópont rendelkezik a blokklánc egy példányával, és összehasonlítja azt más csomópontok másolataival, hogy biztosítsa az adatok pontosságát. A hálózat hamar elutasít minden rosszindulatú tevékenységet vagy pontatlanságot.
A kriptovaluta blokkláncok esetében a csomópontok számos különböző szerepet tölthetnek be. A teljes csomópontok például azok, amelyek a hálózat biztonságáról gondoskodnak azáltal, hogy a tranzakciókat a rendszer konszenzusszabályai alapján ellenőrzik.
Minden teljes csomópont rendelkezik a blokklánc egy teljes, frissített példányával, mely lehetővé teszi számukra, hogy részt vegyenek az elosztott főkönyv valós állapotának közös ellenőrzésében. Érdemes megjegyezni, hogy nem minden teljes validáló csomópont bányász.
Előnyök
A blokkláncok peer-to-peer felépítése számos előnnyel jár. A legfontosabbak közé tartozik, hogy a P2P-hálózatok nagyobb biztonságot nyújtanak, mint a hagyományos kliens-szerver rendszerek. A blokkláncok több csomópontra történő elosztása gyakorlatilag immunissá teszi őket a számos rendszert sújtó Denial-of-Service (DoS) támadásokkal szemben.
Hasonlóképpen, mivel a csomópontok többségének konszenzust kell kialakítania az adatok blokklánchoz való hozzáadása előtt, szinte lehetetlen, hogy egy támadó megváltoztassa az adatokat. Ez különösen igaz az olyan nagy hálózatokra, mint a Bitcoin. A kisebb blokkláncok jobban ki vannak téve a támadásoknak, mivel egy személy vagy csoport előbb vagy utóbb megszerezheti a csomópontok többsége feletti ellenőrzést (ez az úgynevezett 51 százalékos támadás).
Ennek eredményeként az elosztott peer-to-peer hálózat és a többségi konszenzus követelménye viszonylag nagyfokú ellenállást biztosít a blokkláncoknak a rosszindulatú tevékenységekkel szemben. Többek között a P2P modellnek köszönhető az, hogy a Bitcoin (és más blokkláncok) képesek voltak felállítani az úgynevezett bizánci hibatűrést.
A biztonságon túlmenően a P2P architektúra használata a kriptovaluta blokkláncokon ellenállóvá teszi azokat a központi hatóságok általi cenzúrával szemben is. A hagyományos bankszámlákkal ellentétben a kriptotárcákat a kormányok nem tudják befagyasztani vagy lecsapolni. Ez az ellenállás kiterjed a privát fizetésfeldolgozó és tartalomszolgáltató platformok cenzúrázási törekvéseire is. Egyes tartalomkészítők és online kereskedők kriptovalutás fizetést alkalmaznak annak elkerülése érdekében, hogy fizetéseiket harmadik felek blokkolják.
Korlátok
Számos előnyük ellenére a P2P-hálózatok blokkláncokon való használatának vannak bizonyos korlátai is.
Mivel az elosztott főkönyveket nem egy központi szerveren, hanem minden egyes csomóponton frissíteni kell, a tranzakciók blokklánchoz való hozzáadása hatalmas mennyiségű számítási teljesítményt igényel. Ez ugyan nagyobb biztonságot nyújt, de jelentősen csökkenti a hatékonyságot, és ez az egyik fő akadálya a skálázhatóságnak és a széles körű elfogadásnak. Ennek ellenére a kriptográfusok és a blokkláncfejlesztők olyan alternatívákat vizsgálnak, amelyek skálázási megoldásként használhatók. Kiemelkedő példák közé tartozik a Lightning Network, az Ethereum Plasma és a Mimblewimble protokoll.
Egy másik lehetséges korlátozás a hard fork események során felmerülő támadásokkal kapcsolatos. Mivel a legtöbb blokklánc decentralizált és nyílt forráskódú, a csomópontok csoportjai szabadon másolhatják és módosíthatják a kódot, és leválhatnak a fő láncról, hogy új, párhuzamos hálózatot hozzanak létre. A hard forkok teljesen normálisak, és önmagukban nem jelentenek veszélyt. Ha azonban bizonyos biztonsági módszereket nem megfelelően alkalmaznak, mindkét lánc sebezhetővé válhat a replay támadásokkal szemben.
Sőt, a P2P hálózatok elosztott jellege miatt viszonylag nehéz ellenőrizni és szabályozni őket, nem csak a blokklánc terén. Számos P2P-alkalmazás és vállalat keveredett illegális tevékenységekbe és szerzői jogok megsértésébe.
Záró gondolatok
A peer-to-peer architektúra sokféleképpen fejleszthető és használható, és ez képezi a kriptovalutákat lehetővé tevő blokkláncok alapját. A tranzakciós főkönyvek nagy csomóponthálózatokra történő elosztásával a P2P-architektúra biztonságot, decentralizációt és cenzúramentességet kínál.
A blokklánc technológiában való hasznosságuk mellett a P2P-rendszerek más elosztott számítástechnikai alkalmazásokat is szolgálhatnak, a fájlmegosztó hálózatoktól kezdve az energiakereskedési platformokig.