ТЕХНОЛОГИЯ БЛОКЧЕЙН. СУТЬ РАБОТЫ МАЙНЕРОВ

Блокчейн - по существу это база данных, где информация хронологически хранится в непрерывно растущей цепи блоков данных, осуществленных в децентрализованной сети способом, которая создает целостность данных, доверие и безопасность для узлов, без потребности центральных властей или посредников. В его самой материальной форме это - машинный код, который говорит каждый компьютер, в котором это осуществлено, чтобы хранить данные в местном масштабе. Это - также часть глобальной сети с тысячами других компьютеров, также храня данные с тем же самым (послушным) кодом программы.

Вышеупомянутое определение блокчейна немного более широкое, чем обычно. Большинство определений относится к биткоину или другим криптовалютам, так как блокчейн технология была изобретена как возможный биткоин для создания механизма. В случае биткоина и других находящихся в блокчейне криптовалют, блоки данных содержат сделки. По сути, блокчейн является глобально распределенной и общественной бухгалтерской книгой всех сделок биткоина, когда-либо сделанных, содержа полную информацию обо всех адресах и балансах в каждом пункте вовремя в истории сети биткоина.

Так как сделки и внутренние криптовалюты - краеугольные камни в большинстве внедрений блокчейна сегодня, эти особенности часто включаются в общие блокчейн определения. Стоит отметить, что может быть возможно осуществить различные виды блокчейна в будущем с наборами данных кроме тех для сделок и без внутренней валюты. В целях этого отчета более широкое определение было поэтому выбрано, чтобы также включать будущие возможные внедрения.

Процесс создания блока и верификации транзакций (в биткоине), называется «добыча». Майнеры непрерывно «слушают» сеть, проверяют и добавляют транзакции к блоку, который сейчас обрабатывается.

Блок-это блок данных транзакций, которые хэшируются вместе в хэш-дерево, создавая корень хэш-дерева. [3] Понятие называют Деревом Меркла, названным после его изобретателя Ральфа Меркла (рисунок 1).

Рисунок 1. Дерево Меркла

Криптографический хэш-алгоритм, используемый в Биткойне, - SHA-256. Вычислительная мощность майнера определяет его скорость хэша с точки зрения того, сколько хэшей он может произвести на второй. Каждый блок в блокчейне содержит корневой хэш всех транзакций, временную метку, номер версии блока и параметр nonce. Они хэшируются в «Заголовок» блока вместе с хэшем заголовка блока из предыдущего блока, который криптографически связывает их вместе (рис. 2).

Рисунок 2. Блокчейн структура

Чтобы быть найденным допустимым, хэш заголовка блока должен соответствовать определенному критерию, называемому трудность. В Биткойне трудность-это количество нулей, ожидаемое в начале допустимого хэша заголовка блока. Целевая сложность блока также присутствует в заголовок блока.

Майнеры вычисляют хэш заголовка блока и проверяют, соответствует ли он целевой критерии сложности. Если нет, блок изменяется (обычно путем увеличения параметр nonce), и хэш вычисляется и проверяется снова-и так далее. Когда майнер находит блок, который соответствует критерию, он используется совместно с остальной сетью, проверенной другими майнерами и добавленной в блокчейн.

Майнеры всегда работают по самой длинной цепочке. Сложность скорректирована на общую вычислительная мощность (скорость хеширования) сети через определенные интервалы блоков. Таким образом, общая скорость хэширования сети необходима для статистического решения проблемы критерий проверки нового блока в среднем каждые 10 минут. Это автоматически регулирует темп создания новых блоков. Он также обеспечивает безопасность и кворум вычислительной мощности, так как любое меньшинство с точки зрения скорости хеширования пытается делать что-то самостоятельно будет быстро отставать. С каждым новым блоком, сверху из всех сделок, включенных, дополнительная специальная сделка с определенной суммой создается новая «биткоин-компания».

Эти новые биткоины награждают майнеров создающим блоком. Блок награда-это встроенный в экономической стимул для майнеров предоставлять вычислительные мощности для проверки транзакций и обезопасить сеть. Это также механизм для распределять контролируемое денежное предложение с течением времени без Центрального банка или другого центрального органа, делится между всеми майнерами по соотношению их внесенной хэш-ставки.

Все биткоины, которые существуют были созданы таким образом, в качестве вознаграждения майнерам за проверку блоков в блокчейн. В Биткойне вознаграждение за блок начинается с 50 биткойнов, а затем уменьшается вдвое каждые 210 000 блоков. Так как блок находится приблизительно каждые 10 минут, сокращение, блочных премиальных биткоина вдвое, происходит каждые четыре года. Всего, будет не больше, чем 21 миллион биткоинов, из которого 75% уже находится в обращении. (Рис. 3).[3]

Рисунок 3. Денежная инфляция Биткоина

Поскольку владение и контроль биткойн-адресов связаны с обработкой из приватных ключей, которые являются чистой информацией, многие биткоины могут стать навсегда недоступный.

В лучшем из миров, все ключи резервируются и обрабатываются в безопасном способ такой, что никто, кроме владельца ключей доступа к ним, но в несовершенный мир, это не так. Некоторые Приватные ключи теряются навсегда сбои памяти, сбои компьютера и небрежность. Кроме того, это технически возможно для построения адресов, которые даже не имеют ключей, связанных с ними в первое место. Биткоины, отправленные на такие адреса, будут видны в блокчейне, но практичность разрушена, так как никто никогда не сможет получить к ним доступ. От этого в перспективе общее количество доступных биткоинов составит менее 21 миллиона.

В Биткоине, помимо блочного вознаграждения, есть еще один стимул для майнеров в виде комиссии за транзакцию. Добровольное включение комиссии при отправке транзакции – пользователи могут выбрать, чтобы добавить любую плату или вообще. Майнер, который проверяет блок решая доказательство работы получает транзакционные сборы за все операции в блок. Если в 10-минутном периоде больше транзакций, чем может поместиться в следующем блока, майнеры заинтересованы включают в себя сделки с высоких сборов операция. Теоретически, важность комиссий за транзакции будет возрастать с течением времени, по мере увеличения объема транзакций и блокировки вознаграждения сокращаются. Большинство кошельков (клиент приложения) имеют настройку по умолчанию, которая автоматически выбирает рекомендуемую транзакцию гонорар. Выбранная обычная Комиссия за транзакцию основана на количестве данных в поэтому сделка и не зависит от суммы отправки. Средняя величина плата за сделку составляет от 1 до 2 долларов США по состоянию на май 2018.

Явление, при котором существует более одной версии последнего действительного блока, проработанного различными частями майнинг-сети, называется форком. Из-за природы блокчейна вилки в цепочке естественны и происходят все время. Пример общей, вилки-когда разные майнеры находят допустимый блок примерно в одно и то же время. Они отправляют свои блоки в сеть, и каждый узел принимает действительный блок, который они получили сначала, и отклоняет другой. Конфликт, естественно, решается всякий раз, когда одна из ветвей находит следующий блок после этого. Так как действительная цепочка всегда самая длинная, как только одна ветка длиннее другой, майнеры и узлы на проигравшей ветке быстро перейдут к победившей ветке. Блоки, отвергнутые блокчейном, называются устаревшими блоками. Процесс внедрения и принятия решения о новых возможностях в коде или протоколе блокчейна очень похож. Вилка создается частью сети, которая реализует новые функции, в то время как другая продолжает использовать старые правила. Ветвь с большинством в терминах хэш-курса скоро будет иметь более длинную цепочку, заставляя ветвь меньшинства либо принять новые правила, либо продолжить свою недавно созданную бесполезную. Общая мощность обработки майнинга (21,100,000 Петафлопс), обеспечивающая биткоин блокчейн по состоянию на сентябрь 2016 года, примерно в 200,000 раз превышает мощность самого быстрого суперкомпьютера в мире, Sunway TaihuLight (93 Петафлопс).[1]. К сожалению информация на 2018 год нет, однако по прогнозам на 2020 год мощность обработки возрастет до 1 Эксафлопса.

Список литературы:

1. China Races Ahead in TOP500 Supercomputer List, Ending US Supremacy. [Электронный ресурс] сайт. – URL: https://www.top500.org/news/china-races-ahead-in-top500-supercomputer-list-ending-us-supremacy/
2. David Bauman BLOCKCHAIN DECENTRALIZED TRUST. /2016.
3. Merkle, R. C. A digital signature based on a conventional encryption function. /1987