Всего за 690 руб. Купить полную версию
В реальности, размер этого целевого пространства намного меньше одного процента выходного пространства.
Это понятие головоломок и доказательство работы полностью устраняет необходимость волшебного выбора случайного узла.
Вместо этого узлы просто самостоятельно конкурируют, чтобы все время решать головоломки.
Время от времени одному из них везет, и он находит случайный нонс, который удовлетворяет этому свойству.
Затем этот удачливый узел предлагает следующий блок.
Вот каким образом система полностью децентрализована.
Никто не решает, какой узел получает возможность предложить следующий блок.
Существует три важных свойства головоломки.
Во-первых, ее довольно сложно вычислить.
И эта сложность меняется со временем.
По состоянию на конец 2014 года уровень сложности составлял около 10 в 20 степени хэшей на блок.
Другими словами, размер целевого пространства составлял всего 1/(10 в 20 степени) от размера выходного пространства хэш-функции.
Это очень много вычислений например, это за пределами возможности обычного ноутбука.
Из-за этого далеко не все узлы пытаются конкурировать в этом процессе создания блока.
Этот процесс повторяющихся попыток и решений этих головоломок хэша известен как майнинг биткойна и участвующие в этом процессе узлы называются майнерами.
Хотя технически кто угодно может быть майнером, для этого сейчас высокая стоимость входа в этот процесс.
Второе свойство головоломки состоит в том, что мы хотим, чтобы стоимость решения была параметризируемой, а не фиксированной стоимостью все время.
То, как это делается, заключается в том, что все узлы в одноранговой сети Bitcoin автоматически пересчитывают размер целевого пространства в виде доли выходного пространства, каждые 2016 блоков.
Они пересчитывают диапазон таким образом, чтобы среднее время между последовательными блоками, создаваемыми в сети Биткойн, составляла около 10 минут.
С 10-минутным среднем временем между блоками, 2016 блоков работают до двух недель.
Другими словами, пересчет целевого пространства происходит примерно раз в две недели.
Давайте подумаем, что это значит.
Если вы майнер, и вы вложили определенное количество компьютерного железа в добычу биткойнов, но общая экосистема майнинга растет, в нее поступают все больше майнеров или они развертывают все более мощное аппаратное обеспечение, это означает, что за двухнедельный период, будет найдено немного больше блоков, чем ожидалось.
Таким образом, узлы будут автоматически перенастраивать диапазон головоломки, и объем работы, которую вы должны будете сделать, чтобы найти блок, будет увеличиваться.
Поэтому, если вы вложили фиксированный объем инвестиций в оборудование, скорость, с которой вы находите блоки, фактически зависит от того, что делают другие майнеры.
Есть очень хорошая формула, чтобы зафиксировать то, что вероятность того, что любой данный майнер, например, Алиса, выиграет следующий блок, пропорциональна доли глобальной хэш-мощности, которую она контролирует.
Это означает, что, если у Alice есть оборудование для майнинга, которое составляет около 0,1 процента от общей хэш-мощности экосистемы, она будет добывать примерно один из каждых 1000 блоков.
Какая цель у этой корректировки сложности головоломки?
Почему мы хотим сохранить этот 10-минутный интервал между новыми блоками?
Причина довольно проста.
Если бы блоки были очень близки друг к другу, тогда мы потеряли бы преимущества оптимизации, заключающиеся в том, что мы можем вносить много транзакций в один блок.
Нет ничего волшебного в отношении числа 10.
И было много дискуссий о идеальной латентности блока, которую альткоины или альтернативные криптовалюты должны иметь.
Но, несмотря на некоторые разногласия относительно идеальной задержки, все согласны с тем, что это должна быть фиксированная величина.
Вот почему у нас есть функция автоматического пересчета целевого пространства или сложности головоломки.
Способ настройки доказательства работы позволяет нам переформулировать наше предположение о безопасности.
Вместо того, чтобы сказать, что почему-то большинство узлов являются честными в контексте, где узлы даже не имеют идентификаторов и не понимают, что это значит, мы можем теперь четко заявить, что атаки на биткойн маловероятны, если большинство майнеров, взвешенные по хэш-мощности, следуют протоколу или, являются честными.
Это так, потому что, если большинство майнеров, взвешенные по хеш-мощности, честны, конкуренция за предложение следующего блока автоматически гарантирует, что существует по меньшей мере 50-процентный шанс, что следующий блок, который будет предложен в любой момент, исходит от честного узла.
В области исследований распределенных систем и компьютерной безопасности, как правило предполагают, что некоторый процент узлов является честным, и показывают, что система работает как предназначено, даже если другие узлы ведут себя произвольно.
Это тот же подход, которому следовали и мы, за исключением того, что мы взвешиваем узлы по хэш-мощности при определении большинства узлов.
В исходном документе Биткойн также содержится этот тип анализа.
Но теория игр дает совершенно другой, и, возможно, более сложный и реалистичный способ определения того, как будет себя вести система.