Урок 2

Как работает Блокчейн?

Изучите технологии, лежащие в основе блокчейна: криптография, механизм консенсуса и узлы.

Введение

В последней главе мы рассказали, что такое блокчейн, как он появился и почему он важен. В этой главе мы собираемся исследовать, как работает "блокчейн". Это вопрос, связанный с такими технологиями, как криптография и механизмы консенсуса.

Криптография

Блокчейн открыт, прозрачен и неизменен, но если кто-то случайно отправит неправильные записи транзакций на блокчейн, это определенно вызовет проблемы. Поэтому метод шифрования довольно важен.

Каждый блок данных находится в «запертом» состоянии с помощью «открытого ключа». Для проверки данных первым шагом является «вставка» открытого ключа в замок для проверки возможности расшифровки.

Асимметричное шифрование: открытый и закрытый ключи

Перед тем как перейти к асимметричному шифрованию, давайте начнем с симметричного шифрования. В симметричном шифровании используется один и тот же ключ как для шифрования, так и для дешифрования.

Что такое «асимметричное шифрование»? Оно использует два пароля, которые мы называем «открытым ключом» и «закрытым ключом».

Приватный ключ очень важен. Это похоже на пароль вашего личного аккаунта и не должен передаваться никому еще; открытый ключ доступен для всех и используется для расшифровки файлов, подписанных приватным ключом.

Как мы уже знаем, блокчейн состоит из множества «блоков», соединенных последовательно, и операции, сгенерированные на каждой цепи, должны быть проверены и зашифрованы с помощью открытых и закрытых ключей.

При инициировании транзакции необходимо подписать данные с использованием частного ключа. Чтобы другие люди на блокчейне могли прочитать содержимое данных, им нужно использовать другой ключ - публичный ключ - для доступа к нему.

Механизм консенсуса

Помимо узлов, для проверки законности представленных данных в блокчейне и обеспечения того, что все участники сети блокчейна обновлены с правильной информацией и достигли консенсуса, также требуются определенные механизмы консенсуса. Каждый механизм консенсуса применяет различные алгоритмы и имеет свои преимущества.

Proof of Work (PoW) и Proof of Stake (PoS) - два наиболее распространенных механизма согласия

Самым распространенным механизмом консенсуса является PoW, который требует, чтобы майнеры решали сложные криптографические головоломки, чтобы добавлять блоки в блокчейн. BTC, крупнейшая криптовалюта по рыночной капитализации, принимает доказательство работы. Биткоин существует уже более 13 лет, и его безопасность действительно подтверждена. С другой стороны, Биткоин довольно контроверсиален из-за высокого энергопотребления и проблем масштабируемости.

Доказательство доли (PoS), созданное позже, считается более эффективной и безопасной альтернативой PoW. Оно приобрело увеличенную популярность со временем. Следует признать, что PoW, как первый алгоритм консенсуса, отстает от времени.

Ethereum, с наиболее процветающей экосистемой и многочисленными приложениями, завершил The Merge в сентябре 2022 года, сигнализируя официальный переход от PoW к PoS. После этого стейкинг ETH становится единственным методом участия в валидации, заменяя PoW майнинг, потребляющий вычислительную мощность. Таким образом, Ethereum может обеспечить как устойчивость, так и безопасность, что готовит почву для будущих решений масштабирования.

Механизм консенсуса крайне важен для безопасности и целостности сети блокчейн. Обеспечивая согласие всех участников относительно общедоступного реестра, алгоритм консенсуса защищает сеть от злонамеренных действий и гарантирует, что в блокчейн добавляются только действительные, законные транзакции.

Кто обеспечивает безопасность сети

В отличие от банков, которые используют сторонние организации для проверки транзакций, блокчейны (такие как Bitcoin и Ethereum) используют компьютерные сети, распределенные по всему миру, для проверки подлинности транзакций. Эти компьютерные сети называют узлами или майнерами.

Узлы - ключевые роли в поддержании работы блокчейна

Узлы играют критическую роль в записи, верификации и обработке всех данных на блокчейне. Они позволяют осуществлять платежи между сверстниками с использованием криптовалют, таких как BTC и ETH, анонимным и безопасным способом. Они также помогают dApps выполнять более сложные транзакции.

Узлы важны в любой сети блокчейн. Они похожи на 'стражей', которые постоянно мониторят различные поведения на цепи, чтобы различать 'законные' транзакции и 'ложные' транзакции, тем самым избегая записи неверных данных.

Основные моменты

Блокчейн состоит из последовательности блоков. Каждый блок содержит хэш-значение, временную метку и данные транзакции предыдущего блока.
Различные блокчейны применяют различные механизмы консенсуса для проверки законности представленных данных. Самые часто используемые - PoW и PoS.
Блокчейн Ethereum перешел с PoW на PoS в сентябре 2022 года, заменив метод майнинга вычислительной мощности более эффективным и энергосберегающим ETH стейкингом, заложив основу для будущих решений масштабирования.
Узлы играют важные роли в поддержании работы блокчейн системы. Они отвечают за запись, проверку и обработку всех данных.

Основное видео

Связанные статьи

Отказ от ответственности

* Криптоинвестирование сопряжено со значительными рисками. Будьте осторожны. Курс не является инвестиционным советом.

* Курс создан автором, который присоединился к Gate Learn. Мнение автора может не совпадать с мнением Gate Learn.

Каталог