Алгоритмы и достижение консенсуса в блокчейне

Система блокчейн объединяет тысячи пользователей, которые распределены за принципом блочной модели. Здесь работает административный центр, задача которого – конфигурация узлов сети. Они работают каждый по своему принципу, получается децентрализованное построение структуры блокчейн. И поэтому актуальным становится принцип консенсуса, который будет обеспечивать одинаковую величину транзакций блокчейна.

Что такое консенсус в блокчейне?

Понятие консенсуса в системе означает решение, которое принято в результате самого процесса согласования конечного результата. Для этого надо рассмотреть два основных вида сообщений, которые применимы в блокчейне. Это транзакции и блоки (списки).

Чтобы пользователи, отправляя биткоины, формировали транзакции, консенсуса не нужно. А вот для блоков это актуально. Они являются конечным результатом алгоритма консенсуса и определяют порядок включения транзакций в журнал.

Если консенсус в блокчейн отсутствует, то возможна двойная трата средств, когда обе транзакции будут одобрены. Если же узлы сети согласованы, то при исполнении первой транзакции вторая считается некорректной.

Достижение консенсуса в блокчейне

Согласованность действий в области торговли криптовалютой проявляется в одобрении и включении в блок очередных транзакций, следующих из разных узлов. Получается, что информация постоянно обновляется и любой участник имеет доступ к ней.

Такая технология позволяет держателям криптовалют работать бесперебойно. Кроме того, работа в системе становится безопасной, а экономические достижения протокола растут.

Алгоритмы консенсуса блокчейна

Консенсусные алгоритмы призваны удостоверить транзакции участников торговли. Современные блокчейн алгоритмы имеют уникальные преимущества и стабилизируют цепочки системы.

Такая слаженность работы достигается следующими методами:

• Доказательство работы (PoW). Используются трудные математические вычисления, прежде чем транзакция подтверждается.
• Подтверждение ёмкости (PoC). Задействованное дисковое пространство используется для создания резервных копий.
• Доказательство ставки (PoS). Предъявляет к пользователю требование доступа к сети и достаточного наличия валюты на счёте.
• Система Peercoin. Устанавливает для пользователей ограничения для подтверждения очередного блока.

Ко всем алгоритмам предъявляется требование достичь наибольшего масштаба охвата участников при определённой степени децентрализации.

Задача византийских генералов

Алгоритм наиболее важен в ситуации, когда возникает ситуация, описываемая в задаче византийских генералов. Это появление среди держателей блоков участника, распространяющего ложную информацию – «генерала-предателя». Достижение консенсуса в таком случае происходит за счет других узлов системы, «верных генералов». Взаимосвязанность блоков приводит к быстрому обнаружению «предателя» и отказу от ложной информации. Основное преимущество этого механизма – высокая скорость написания блоков и эффективность сети, несмотря на ограниченное количество пользователей.

Цель алгоритма – создание доверительных отношений между сторонами сети, не связанными друг с другом. Задача – совершение переводов на быстрой основе, обеспечение пользователей быстрым обменом сообщениями, контроль за состоянием сети.

Существуют и другие алгоритмы, которые активно применяются в работе владельцами криптовалют. Механизмы описывают сбор, хранение и использование виртуальных денежных средств.