Хэш транзакции что это: Ошибка 404 — страница не существует.

Что такое Хэширование? Под капотом блокчейна / Хабр

Очень многие из вас, наверное, уже слышали о технологии блокчейн, однако важно знать о принципе работы хэширования в этой системе. Технология Блокчейн является одним из самых инновационных открытий прошлого века. Мы можем так заявить без преувеличения, так как наблюдаем за влиянием, которое оно оказало на протяжении последних нескольких лет, и влиянием, которое оно будет иметь в будущем. Для того чтобы понять устройство и предназначение самой технологии блокчейн, сначала мы должны понять один из основных принципов создания блокчейна.

Так что же такое хэширование?

Простыми словами, хэширование означает ввод информации любой длины и размера в исходной строке и выдачу результата фиксированной длины заданной алгоритмом функции хэширования. В контексте криптовалют, таких как Биткоин, транзакции после хэширования на выходе выглядят как набор символов определённой алгоритмом длины (Биткоин использует SHA-256).

Input- вводимые данные, hash- хэш

Посмотрим, как работает процесс хэширования. Мы собираемся внести определенные данные. Для этого, мы будем использовать SHA-256 (безопасный алгоритм хэширования из семейства SHA-2, размером 256 бит).

Как видите, в случае SHA-256, независимо от того, насколько объёмные ваши вводимые данные (input), вывод всегда будет иметь фиксированную 256-битную длину. Это крайне необходимо, когда вы имеете дело с огромным количеством данных и транзакций. Таким образом, вместо того, чтобы помнить вводимые данные, которые могут быть огромными, вы можете просто запомнить хэш и отслеживать его. Прежде чем продолжать, необходимо познакомиться с различными свойствами функций хэширования и тем, как они реализуются в блокчейн.

Криптографические хэш-функции

Криптографическая хэш-функция — это специальный класс хэш-функций, который имеет различные свойства, необходимые для криптографии. Существуют определенные свойства, которые должна иметь криптографическая хэш-функция, чтобы считаться безопасной. Давайте разберемся с ними по очереди.

Свойство 1: Детерминированние
Это означает, что независимо от того, сколько раз вы анализируете определенный вход через хэш-функцию, вы всегда получите тот же результат. Это важно, потому что если вы будете получать разные хэши каждый раз, будет невозможно отслеживать ввод.

Свойство 2: Быстрое вычисление
Хэш-функция должна быть способна быстро возвращать хэш-вход. Если процесс не достаточно быстрый, система просто не будет эффективна.

Свойство 3: Сложность обратного вычисления
Сложность обратного вычисления означает, что с учетом H (A) невозможно определить A, где A – вводимые данные и H(А) – хэш. Обратите внимание на использование слова “невозможно” вместо слова “неосуществимо”. Мы уже знаем, что определить исходные данные по их хэш-значению можно. Возьмем пример.

Предположим, вы играете в кости, а итоговое число — это хэш числа, которое появляется из кости. Как вы сможете определить, что такое исходный номер? Просто все, что вам нужно сделать, — это найти хэши всех чисел от 1 до 6 и сравнить.

Таким образом, можно пробить функцию обратного вычисления с помощью метода «грубой силы», но потребуется очень много времени и вычислительных ресурсов, поэтому это бесполезно.

Свойство 4: Небольшие изменения в вводимых данных изменяют хэш
Даже если вы внесете небольшие изменения в исходные данные, изменения, которые будут отражены в хэше, будут огромными. Давайте проверим с помощью SHA-256:

Видите? Даже если вы только что изменили регистр первой буквы, обратите внимание, насколько это повлияло на выходной хэш. Это необходимая функция, так как свойство хэширования приводит к одному из основных качеств блокчейна – его неизменности (подробнее об этом позже).

Свойство 5: Коллизионная устойчивость
Учитывая два разных типа исходных данных A и B, где H (A) и H (B) являются их соответствующими хэшами, для H (A) не может быть равен H (B). Это означает, что, по большей части, каждый вход будет иметь свой собственный уникальный хэш.

Как вы заметили, намного легче разрушить коллизионную устойчивость, нежели найти обратное вычисление хэша. Для этого обычно требуется много времени. Итак, если вы используете такую функцию, как SHA-256, можно с уверенностью предположить, что если H (A) = H (B), то A = B.

Свойство 6: Головоломка
Свойства Головоломки имеет сильнейшее воздействие на темы касающиеся криптовалют (об этом позже, когда мы углубимся в крипто схемы). Сначала давайте определим свойство, после чего мы подробно рассмотрим каждый термин.

Для каждого выхода «Y», если k выбран из распределения с высокой мин-энтропией, невозможно найти вводные данные x такие, что H (k | x) = Y.

В чем смысл «высокой мин-энтропии»?
Это означает, что распределение, из которого выбрано значение, рассредоточено так, что мы выбираем случайное значение, имеющее незначительную вероятность. 61 хэша.

Структура данных — это специализированный способ хранения данных. Если вы хотите понять, как работает система «блокчейн», то есть два основных свойства структуры данных, которые могут помочь вам в этом:

1. Указатели
2. Связанные списки

Указатели
В программировании указатели — это переменные, в которых хранится адрес другой переменной, независимо от используемого языка программирования.

Например, запись int a = 10 означает, что существует некая переменная «a», хранящая в себе целочисленное значение равное 10. Так выглядит стандартная переменная.

Однако, вместо сохранения значений, указатели хранят в себе адреса других переменных. Именно поэтому они и получили свое название, потому как буквально указывают на расположение других переменных.

Связанные списки
Связанный список является одним из наиболее важных элементов в структурах данных. Структура связанного списка выглядит следующим образом:

*Head – заголовок; Data – данные; Pointer – указатель; Record – запись; Null – ноль

Это последовательность блоков, каждый из которых содержит данные, связанные со следующим с помощью указателя. Переменная указателя в данном случае содержит адрес следующего узла, благодаря чему выполняется соединение. Как показано на схеме, последний узел отмечен нулевым указателем, что означает, что он не имеет значения.

Важно отметить, что указатель внутри каждого блока содержит адрес предыдущего. Так формируется цепочка. Возникает вопрос, что это значит для первого блока в списке и где находится его указатель?

Первый блок называется «блоком генезиса», а его указатель находится в самой системе. Выглядит это следующим образом:

*H ( ) – Хэшированные указатели изображаются таким образом

Если вам интересно, что означает «хэш-указатель», то мы с радостью поясним.
Как вы уже поняли, именно на этом основана структура блокчейна. Цепочка блоков представляет собой связанный список. Рассмотрим, как устроена структура блокчейна:

* Hash of previous block header – хэш предыдущего заголовка блока; Merkle Root – Корень Меркла; Transactions – транзакции; Simplified Bitcoin Blockchain – Упрощенный блокчейн Биткоина.

Блокчейн представляет собой связанный список, содержащий данные, а так же указатель хэширования, указывающий на предыдущий блок, создавая таким образов связную цепочку. Что такое хэш-указатель? Он похож на обычный указатель, но вместо того, чтобы просто содержать адрес предыдущего блока, он также содержит хэш данных, находящихся внутри предыдущего блока. Именно эта небольшая настройка делает блокчейн настолько надежным. Представим на секунду, что хакер атакует блок 3 и пытается изменить данные. Из-за свойств хэш-функций даже небольшое изменение в данных сильно изменит хэш. Это означает, что любые незначительные изменения, произведенные в блоке 3, изменят хэш, хранящийся в блоке 2, что, в свою очередь, изменит данные и хэш блока 2, а это приведет к изменениям в блоке 1 и так далее.

* Prev_Hash – предыдущий хэш; Tx – транзакция; Tx_Root – корень транзакции; Timestamp – временная отметка; Nonce – уникальный символ.

Заголовок блока состоит из следующих компонентов:

· Версия: номер версии блока
· Время: текущая временная метка
· Текущая сложная цель (См. ниже)
· Хэш предыдущего блока
· Уникальный символ (См. ниже)
· Хэш корня Меркла

Прямо сейчас, давайте сосредоточимся на том, что из себя представляет хэш корня Меркла. Но до этого нам необходимо разобраться с понятием Дерева Меркла.

Что такое Дерево Меркла?

На приведенной выше диаграмме показано, как выглядит дерево Меркла. В дереве Меркла каждый нелистовой узел является хэшем значений их дочерних узлов.

Листовой узел: Листовые узлы являются узлами в самом нижнем ярусе дерева. Поэтому, следуя приведенной выше схеме, листовыми будут считаться узлы L1, L2, L3 и L4.

Дочерние узлы: Для узла все узлы, находящиеся ниже его уровня и которые входят в него, являются его дочерними узлами. На диаграмме узлы с надписью «Hash 0-0» и «Hash 0-1» являются дочерними узлами узла с надписью «Hash 0».

Корневой узел: единственный узел, находящийся на самом высоком уровне, с надписью «Top Hash» является корневым.

Так какое же отношение Дерево Меркла имеет к блокчейну?
Каждый блок содержит большое количество транзакций. Будет очень неэффективно хранить все данные внутри каждого блока в виде серии. Это сделает поиск какой-либо конкретной операции крайне громоздким и займет много времени. Но время, необходимое для выяснения, на принадлежность конкретной транзакции к этому блоку или нет, значительно сокращается, если Вы используете дерево Меркла.

Давайте посмотрим на пример на следующем Хэш-дереве:

Изображение предоставлено проектом: Coursera

Теперь предположим, я хочу узнать, принадлежат ли эти данные блоку или нет:

Вместо того, чтобы проходить через сложный процесс просматривания каждого отдельного процесса хэша, а также видеть принадлежит ли он данным или нет, я просто могу отследить след хэша, ведущий к данным:

Это значительно сокращает время.

Хэширование в майнинге: крипто-головоломки.
Когда мы говорим «майнинг», в основном, это означает поиск нового блока, который будет добавлен в блокчейн. Майнеры всего мира постоянно работают над тем, чтобы убедиться, что цепочка продолжает расти. Раньше людям было проще работать, используя для майнинга лишь свои ноутбуки, но со временем они начали формировать «пулы», объединяя при этом мощность компьютеров и майнеров, что может стать проблемой. Существуют ограничения для каждой криптовалюты, например, для биткоина они составляют 21 миллион. Между созданием каждого блока должен быть определенный временной интервал заданный протоколом. Для биткоина время между созданием блока занимает всего 10 минут. Если бы блокам было разрешено создаваться быстрее, это привело бы к:

• Большому количеству коллизий: будет создано больше хэш-функций, которые неизбежно вызовут больше коллизий.
• Большому количеству брошенных блоков: Если много майнеров пойдут впереди протокола, они будут одновременно хаотично создавать новые блоки без сохранения целостности основной цепочки, что приведет к «осиротевшим» блокам.

Таким образом, чтобы ограничить создание блоков, устанавливается определенный уровень сложности. Майнинг чем-то напоминает игру: решаешь задачу – получаешь награду. Усиление сложности делает решение задачи намного сложнее и, следовательно, на нее затрачивается большее количество времени.WRT, которая начинается с множества нулей. При увеличении уровня сложности, увеличивается количество нулей. Уровень сложности изменяется после каждого 2016-го блока.

Процесс Майнинга

Когда протокол Биткоина хочет добавить новый блок в цепочку, майнинг – это процедура, которой он следует. Всякий раз, когда появляется новый блок, все их содержимое сначала хэшируется. Если подобранный хэш больше или равен, установленному протоколом уровню сложности, он добавляется в блокчейн, а все в сообществе признают новый блок.

Однако, это не так просто. Вам должно очень повезти, чтобы получить новый блок таким образом. Так как, именно здесь присваивается уникальный символ. Уникальный символ (nonce) — это одноразовый код, который объединен с хэшем блока. Затем эта строка вновь меняется и сравнивается с уровнем сложности. Если она соответствует уровню сложности, то случайный код изменяется. Это повторяется миллион раз до тех пор, пока требования не будут наконец выполнены. Когда же это происходит, то блок добавляется в цепочку блоков.

Подводя итоги:

• Выполняется хэш содержимого нового блока.
• К хэшу добавляется nonce (специальный символ).
• Новая строка снова хэшируется.
• Конечный хэш сравнивается с уровнем сложности, чтобы проверить меньше он его или нет
• Если нет, то nonce изменяется, и процесс повторяется снова.
• Если да, то блок добавляется в цепочку, а общедоступная книга (блокчейн) обновляется и сообщает нодам о присоединении нового блока.
• Майнеры, ответственные за данный процесс, награждаются биткоинами.

Помните номер свойства 6 хэш-функций? Удобство использования задачи?
Для каждого выхода «Y», если k выбран из распределения с высокой мин-энтропией, невозможно найти вход x таким образом, H (k | x) = Y.

Так что, когда дело доходит до майнинга биткоинов:

• К = Уникальный символ
• x = хэш блока
• Y = цель проблемы

Весь процесс абсолютно случайный, основанный на генерации случайных чисел, следующий протоколу Proof Of Work и означающий:

• Решение задач должно быть сложным.
• Однако проверка ответа должна быть простой для всех. Это делается для того, чтобы убедиться, что для решения проблемы не использовались недозволенные методы.

Скорость хэширования в основном означает, насколько быстро эти операции хэширования происходят во время майнинга. Высокий уровень хэширования означает, что в процессе майнинга участвуют всё большее количество людей и майнеров, и в результате система функционирует нормально. Если скорость хэширования слишком высокая, уровень сложности пропорционально увеличивается. Если скорость хэша слишком медленная, то соответственно, уровень сложности уменьшается.

Вывод

Хэширование действительно является основополагающим в создании технологии блокчейн. Если кто-то хочет понять, что такое блокчейн, он должен начать с того, чтобы понять, что означает хэширование.

Реестр — Документация hyperledger-fabricdocs master

Для кого это: Архитекторы, разработчики приложений и смартконтрактов, администраторы.

Реестр это ключевая концепция в Hyperledger Fabric; в нем хранится важная фактическая информация про бизнес-объекты: как текущее состояние их атрибутов, так и история всех транзакций, которые на них повлияли.

В этом разделе мы поговорим о:

Что такое Реестр?

Реестр содержит текущее состояние бизнеса в виде журнала транзакций. Первые Европейские и Китайские реестры существуют уже 1000 лет, а шумеры имели каменные реестры более 4000 лет назад — но давайте начнем с более современных примеров!

Вы, наверное, уже привыкли смотреть на свой банковский счет. Самым важным для вас, наверняка, является баланс — то, что вы можете потратить в данный момент времени. Если вы хотите увидеть, откуда взялось это значение баланса, то вы можете просмотреть на предыдущие транзакции кредитов и дебетов. Это пример реестра из реальной жизни — состояние (текущий баланс) и последовательность транзакций (кредиты и дебеты), которые поясняют его значение. Hyperledger Fabric также руководствуется этими двумя соображениями — представить текущее значение набора состояний реестра, а также отобразить историю транзакций, которые привели к этим состояниям.

Реестр, факты и состояния

Реестр не буквально хранит бизнес-объекты — на самом деле, он хранит факты об этих объектах. Когда мы говорим «мы храним бизнес-объект в реестре», мы имеем в виду лишь то, что записываем факты о текущем состоянии объекта и факты об истории транзакций, предшествующих этому состоянию. В развивающемся цифровом мире можно почувствовать, что мы действительно имеем дело с объектом, а не с фактами о нем. В случае цифрового объекта, он скорее всего находится во внешнем хранилище данных; факты, записываемые в реестр, позволяют нам идентифицировать его местонахождение, а также дают ключевую информацию о нем.

В отличие от текущего состояния бизнес-объекта, которое может меняться со временем, история фактов о нем неизменна, в нее можно добавить что-нибудь, но после добавления убрать это уже нельзя. Сейчас мы увидим, что представлять блокчейн как неизменяемую историю фактов о бизнес-объектах — это простой, но действенный ключ к его пониманию.

Давайте теперь присмотримся к структуре Hyperledger Fabric!

Реестр

В Hyperledger Fabric реестр состоит из двух отдельных, но связанных частей — world state и блокчейн. Каждая из них представляет собой набор фактов о наборе бизнес-объектов.

Первая часть — world state — база данных, содержащая текущие значения набора состояний реестра. World state предоставляет программе прямой доступ к текущему значению состояния, позволяя не просчитывать его через весь журнал транзакций. Состояния реестра по умолчанию хранятся в виде пар ключ-значение, и позже мы увидим, как Hyperledger Fabric обеспечивает гибкость в этой области. World state может часто меняться, поскольку состояния создаются, обновляются и удаляются.

Вторая часть — блокчейн — транзакционный журнал, записывающий все изменения, влияющие на на текущий world state. Транзакции собраны в блоки, которые добавляются в блокчейн — что позволяет понять историю изменений, повлиявших на текущий world state. Структура данных блокчейн сильно отличается от world state, поскольку после добавления нового блока, его уже нельзя изменить или удалить; поэтому структуру блокчейн называют неизменяемой.

Журнал L содержит блокчейн B и world state W, где блокчейн B определяет world state W. Можно сказать, что world state W выводится из блокчейна B.

Удобно представлять, что в сети Hyperledger Fabric существует единственный логический реестр. Хотя на самом деле сеть поддерживает много копий реестра, которые согласуются между собой с помощью процесса, называемого консенсусом. Термин Distributed Ledger Technology (DLT) (Технология распределенного реестра) часто используется с таким типом реестра — единственного по смыслу, но хранящегося в множестве копий, распространенных по всей сети.

Давайте теперь рассмотрим структуры данных world state и блокчейн более подробно.

World State

World state содержит текущее значение атрибутов бизнес-объектов в виде уникального состояния реестра. Это полезно, поскольку для программ обычно требуется текущее состояния объекта; было бы сложно каждый раз просматривать всю блокчейн-сеть, вычисляя текущее состояние объекта (например, его цену) — вместо этого его можно напрямую получить из world state.

Реестр world state содержит два состояния. Первое: key=CAR1 и value=Audi. Второе состояние имеет более сложную структуру: key=CAR2 и value={model:BMW, color=red, owner=Jane}. Оба состояния версии 0.

Состояние реестра содержит наборы фактов об определенных бизнес-объектах. Наш пример показывает состояния реестра для двух машин, CAR1 и CAR2, каждое из которых имеет ключи и значения. Приложение может вызвать смартконтракт, использующий простой API реестра, чтобы get, put и delete (получить, добавить, удалить) состояния. Обратите внимание, что значение состояния может быть простым (Audi…) или более сложным (type:BMW…). World state часто используется, чтобы найти все объекты с определенными атрибутами, например, найти все красные BMW.

World state представлен как база данных. В этом есть смысл, поскольку база данных предоставляет большой набор операторов для эффективного хранения и извлечения состояний. Позже мы увидим, что Hyperledger Fabric можно настроить так, чтобы он использовал разные базы данных world state, отвечающие потребностям различных типов значений состояния и моделей доступа, таких как сложные запросы.

Приложения подают транзакции, которые фиксируют изменения в world state, и эти транзакции вносятся в реестр. Приложения изолированы от деталей механизма консенсуса с помощью Hyperledger Fabric SDK; они просто вызывают смартконтракт и понимают, когда транзакция была включена в блокчейн (неважно, валидная или нет). Ключевой момент разработки заключается в том, что только транзакции, подписанные необходимыми утвержающими организациями обновляют world state. Если транзакция не подписана утверждающими организациями, она не сможет изменить world state. Можно почитать больше о том, как приложения используют смартконтракты, и как их разрабатывать.

Вы можете заметить, что у состояния есть номер версии, например, на диаграмме, расположенной выше, состояния CAR1 и CAR2 на начальной версии, то есть 0. Номер версии предназначен для внутреннего пользования Hyperledger Fabric, и каждый раз, когда состояние изменяется, номер увеличивается. Версия проверяется при обновлении состояния для того, чтобы убедиться, что текущее состояние соответствует версии на момент одобрения. Таким образом, world state изменяется ожидаемо, и не происходит параллельных обновлений.

Когда реестр только создан, world state пустует. Поскольку любая транзакция, отображающая валидное изменение world change, записана в блокчейне, world state в любой момент можно восстановить из блокчейна. Это может оказаться очень удобным — например, world state автоматически генерируется, когда создается пир. Более того, если пир некорректно завершает свою работу, world state может быть восстановлен при перезагрузке пира, до того, как начнут приниматься транзакции.

Блокчейн

Если world state содержит набор фактов, относящихся к текущему состоянию бизнес-объектов, то блокчейн — это, в своем роде, летопись того, как эти объекты пришли к их текущему состоянию. Блокчейн записывает каждую предыдущую версию каждого состояния реестра и то, как он изменялся.

Блокчейн структурирован в виде журнала последовательных взаимосвязанных блоков, где каждый блок состоит из последовательности транзакций, каждая из которых представляет собой запрос или обновление world state. Про механизмы, упорядочивающие транзакции, можно узнать здесь; упорядочивание блоков, также как и упорядочивание транзакций в блоках происходит, когда блоки создаются Hyperledger Fabric, компонентом под названием ordering-служба.

Заголовок каждого блока включает в себя хэш транзакций этого блока, а также хэш заголовка предыдущего блока. Таким образом, все транзакции в реестре упорядочены и криптографически связаны между собой. Хэширование и связывание обеспечивают безопасность данных реестра. Даже если один узел, поддерживающий реестр, был взломан, он не сможет убедить остальные узлы в том, что он имеет корректный блокчейн, поскольку реестр распределен по сети независимых узлов.

Блокчейн, в отличие от world state, являющегося базой данной, всегда реализован в виде файла. Это разумный выбор, поскольку структура данных блокчейн поддерживает только небольшой набор простых операций. Добавление в конец блокчейна — основная операция, а запрос, в настоящее время, является редкоиспользуемой операцией.

Давайте более детально рассмотрим структуру блокчейн.

Блокчейн B содержит блоки B0, B1, B2, B3. B0 — первый блок, называемый genesis-блоком.

Как можно видеть на диаграмме выше, блок B2 содержит данные блока D2, состоящие из транзакций T5, T6, T7.

Что особенно важно, у B2 есть заголовок блока h3, который состоит из криптографического хэша всех транзакций в D2, а также хэш h2. Таким образом, блоки неразрывно и неизменно связаны друг с другом, что отражает суть термина блокчейн (цепь блоков).

И наконец, как можно видеть на диаграмме, первый блок в блокчейне называется genesis-блоком. Genesis-блок — точка отсчета реестра, хоть он и не содержит никаких пользовательских транзакций. Вместо этого, он состоит из конфигурационной транзакции, содержащей начальное состояние сетевого канала (не показано на диаграмме). Мы обсудим genesis-блок более подробно, когда будем обсуждать блокчейн-сеть и каналы в документации.

Блоки

Давайте присмотримся к структуре блока. Блок состоит из трех разделов.

• Заголовок блока

  Этот раздел состоит из трех полей, которые заполняются при создании блока.

  • Номер блока: Целое число, 0 у genesis-блока, у каждого следующего блока на 1 больше чем у предыдущего
  • Хэш блока: Хэш всех транзакций, содержащихся в данном блоке.
  • Хэш предыдущего блока: Хэш из заголовка предыдущего блока.

  Эти поля заполняются с помощью криптографического хэширования данных блока. Они обеспечивают неразрывную связь блоков, из-за чего реестр становится неизменным.

  Детали заголовка блока. Заголовок h3 блока B2 содержит номер блока (2), хэш Ch3 данных блока D2, и хэш предыдущего заголовка блока h2.

• Данные блока

  Этот раздел содержит список упорядоченных транзакций. Он записывается ordering-службой при создании блока. Эти транзакции имеют простую, но интересную структуру, которую мы обсудим позже.

• Метаданные блока

  Этот раздел содержит сертификат и подпись создателя блока, которая используется для проверки блока сетевыми узлами. Создатель блока добавляет валидный/невалидный идентификатор для каждой транзакции в bitmap, который также находится в метаданных блока, также как и хэш совокупных обновлений состояния, произведенных до (включительно) данного блока, для того, чтобы обнаружить разветвления состояния. В отличие от данных блока и полей заголовка блока, этот раздел не учитываются при вычислении хеша блока.

Транзакции

Как мы уже поняли, транзакция отражает изменения в world state. Давайте более детально рассмотрим структуру данных блока (blockdata), которая содержит транзакции блока.

Детали транзакций. Транзакция T4 в данных блока D1 блока B1 состоит из заголовка транзакции, h5, подписи транзакции, S4, proposal, P4, ответа на предложение о транзакции, R4, и списка подтверждений, E4.

В примере, приведенном выше, можно видеть следующие поля:

• Заголовок

  Этот раздел, проиллюстрированный h5, содержит основные метаданные о транзакции — например, имя соответствующей цепи и ее версию.

• Подпись

  Этот раздел, проиллюстрированный S4, содержит криптографическую подпись, созданную приложением клиента. Это поле подтверждает, что детали транзакции не были подделаны, поскольку для создания подписи требуется приватный ключ приложения.

• Proposal

  Этот раздел, проиллюстрированный P4, кодирует входные параметры смартконтракта, предоставленные приложением, который создает предложение обновить реестр. Когда выполняется смартконтракт, proposal дает ему набор входных параметров, которые, в сочетании с текущим world state, определяют новый world state.

• Ответ

  Этот раздел, проиллюстрированный R4, содержит значения world state до и после как Read Write set (RW-set). Это результат работы смартконтракта, и, если транзакция будет успешно подтверждена, она будет применена к реестру для обновления world state.

• Подтверждения

  Как показано в E4, это список подписанных ответов на proposal от всех требуемых для удовлетворения политики подтверждения организаций.

Мы разобрали основные поля транзакции — существуют другие, однако это основные, которые необходимо понять, чтобы иметь четкое представление о структуре данных реестра.

Параметры базы данных World State

World state реализовано в виде базы данных, что обеспечивает простое и эффективное хранение и поиск состояний реестра. Как мы уже знаем, состояния реестра могут иметь простое и более сложно структурированное значение, и из-за этого реализация базы данных world state может варьироваться. Реализация world state может основываться как на LevelDB, так и на CouchDB.

LevelDB, установленный по умолчанию, особенно удобен в случаях, когда состояние реестра это простые пары ключ-значение. База данных расположена там же, где и узел пира — она встроена в тот же процесс операционной системы.

CouchDB — правильный выбор, если состояния реестра структурированы в виде документов JSON, поскольку CouchDB поддерживает сложные запросы и обновление сложных типов данных, которые часто встречаются в транзакциях. Реализация CouchDB позволяет ему работать в отдельном процессе операционной системы, но есть однозначное соответствие между пиром и экземпляром CouchDB. Смарт контракты ничего этого не видят. Ознакомьтесь с CouchDB в качестве State Database, если хотите узнать больше об использовании Couch DB.

В LevelDB и CouchDB мы видим важное качество Hyperledger Fabric — модульность. База данных world state может быть хранилищем данных, хранилищем графов или временной базой данных. Это обеспечивает гибкость в выборе способа хранения состояний реестра, что позволяет Hyperledger Fabric решать множество проблем самых разных типов.

Пример реестра: fabcar

Под конец этой темы, давайте рассмотрим пример. Запустив пример реестра fabcar, вы создадите этот реестр.

Пример приложения fabcar создает набор из 10 уникальных машин; разного цвета, разного производителя, разной модели и разного собственника. Вот так выглядит реестр после создания первых четырех машин.

Реестр L состоит из world state W и блокчейна B. W содержит четыре состояния с ключами CAR0, CAR1, CAR2 и CAR3. B содержит два блока, 0 и 1. Блок 1 содержит четыре транзакции: T1, T2, T3, T4.

World state содержит состояния, соответствующие CAR0, CAR1, CAR2 и CAR3. Значение CAR0 дает понять, что это синяя Toyota Prius, в настоящее время принадлежащая Tomoko. Такие же значения можно увидеть и у других машин. Более того, мы можем видеть, что версия всех состояний машин — 0, что показывает, что это их стартовый номер версии — их еще не обновляли после создания.

Мы также видим, что блокчейн содержит два блока. Блок 0 — genesis-блок — не содержит транзакций, касающихся машин. Блок 1, однако, содержит транзакции T1, T2, T3, T4, которые соответствуют транзакциям, создавшим начальные состояния в world state машинам CAR0, CAR1, CAR2 и CAR3. Можно видеть, что блок 1 привязан к блоку 0.

Мы не показали оставшиеся поля блоков и транзакций, в частности заголовки и хэши. Если вас интересуют детали, поищите в документации отдельную справочную страницу, в которой есть полностью проработанный детальный пример целого блока и его транзакций — ну, а пока вы достигли хорошего понимания реестра Hyperledger Fabric.

Пространства имен (namespaces)

Хотя мы и говорили, что у реестра есть единственный world state и единственный блокчейн, это слегка упрощенное представление. На самом деле каждый чейнкод имеет собственный world state. World states расположены в пространстве имен так, что лишь смартконтракты одного чейнкода имеют доступ к определенному пространству имен.

Блокчейн не разделен на пространства имен. Он содержит транзакции их разных пространств имен смартконтрактов. Больше про пространства имен чейнкодов можно почитать тут.

Давайте посмотрим, как концепция пространства имен применяется в каналах Hyperledger Fabric.

Каналы

В Hyperledger Fabric, каждый канал имеет полностью отдельный реестр, что означает полностью отдельный блокчейн и полностью отдельный world state, включая пространство имен. Приложения и смартконтракты могут общаться между каналами так, что информация реестров передается между ними.

Про работу реестра и каналов можно почитать поподробнее здесь.

Просмотр состояния транзакции . Создание смарт-контрактов Solidity для блокчейна Ethereum. Практическое руководство

Зная хеш транзакции, вы можете получить о ней определенную информацию. Это можно сделать при помощи метода web3.eth.getTransaction, передав ему в качестве параметра строку хеша транзакции.

В ответ вы получите объект следующего вида:

> web3.eth.getTransaction(«0xb6d13a5e915c3af1feabad7caec7b45348146695973b32285df287639717e916»)

{

 blockHash: «0x3c9761fefa52a0bc563733d87163828c5fe1316d78ca89be8af18d9c818b0eea»,

 blockNumber: 4643,

 from: «0x4f744742ac711fd111c7a983176db1d48d29f413»,

 gas: 90000,

 gasPrice: 1000000000,

 hash: «0xb6d13a5e915c3af1feabad7caec7b45348146695973b32285df287639717e916»,

 input: «0x»,

 nonce: 0,

 r: «0x1e3519fbca45cc5f6a0804232c8f0362d42c8abfeaf5225536867651f53787fd»,

 s: «0x69e617eceec461b727a0997fd837264e02242fa16f61491e58974faaf20c49c7»,

 to: «0xf212d0180b331a88bd3cafbd77bbd0d56398ae00»,

 transactionIndex: 0,

 v: «0xfc2»,

 value: 50000000000000000

}

Поля объекта состояния транзакции перечислены в табл. 4.3.

Таблица 4.3. Состояние транзакции

Как видите, здесь есть адреса отправителя from и получателя to, а также объем переведенных средств в Wei.

Когда вы запускаете транзакцию на выполнение, она выполняется не сразу. Вначале транзакция находится в состоянии ожидания, пока майнеры не создадут для нее новый блок. Анализируя поля номера блока blockNumber, в котором размещается транзакция, можно определить, была ли запущена транзакция или еще нет.

Поля v, r, s содержат значения для подписи транзакции. Их содержимое можно использовать для получения публичного ключа аккаунта. Способ их использования с этой целью обсуждается здесь: https://ethereum.stackexchange.com/questions/13778/get-public-key-of-any-ethereum-account.

Содержимое полей gasPrice и gas имеет отношение к стоимости транзакции. Пока мы работаем с тестовой сетью, об этом можно не беспокоиться. Если кратко, то gasPrice содержит так называемую стоимость газа, который тратится на выполнение транзакции, а поле gas – количество газа, которое выделил отправитель для выполнения транзакции.

Вы можете думать о газе, как о бензине, который тратится на выполнение транзакций. Стоимость этого бензина может меняться, а на разные транзакции этого бензина тратится разное количество.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Блокчейн — базовые знания блокчейна: цепочка хеширования транзакций

Основы Blockchain-Blockchain: глубокое понимание хэш-цепочек транзакций

Тема этой статьи — о реализации хеш-цепочек транзакций, роли пулов транзакций и о том, как всегда будет доминировать самый длинный блокчейн.

Обсуждаемые детали включают следующее:

• Детали реализации хеш-цепочки транзакций
• Роль торгового пула
• Зачем нужен алгоритм консенсуса
• PoW vs PoS
• Почему всегда доминирует самый длинный блокчейн

Включенные технологии:

• Блокчейн
• Хеш-цепочка транзакций
• Шифрование эллиптической кривой
  Cryptography）
  Алгоритм подтверждения работы (PoW)
  Алгоритм подтверждения ставки (PoS)

Просмотрите «цепочку хэшей транзакции»

Ранее обсуждалась структура данных цепочки хеширования транзакций, которая используется для отслеживания владения цифровыми активами. В этой статье подробно рассматривается принцип работы хеш-цепочки.
Из уважения к блокчейну эта статья основана на официальном документе Биткойн, опубликованном Сатоши Накамото в 2008 году.（bitcoin.org/bitcoin.pdf）начать. Хотя детали реализации Биткойна сильно изменились, технический документ по-прежнему является полезным справочником. Особенно оригинальная диаграмма о концепции дизайна цепочки хеширования транзакций.

В оглавлении диаграммы показано, как строится цепочка хэшей транзакции и как цифровая подпись проверяет передачу права собственности. Но эта диаграмма очень абстрактна и немного запутана.Чтобы прояснить, как работает хеш-цепочка текущей транзакции, эта диаграмма была переделана.

Легенда: исходная цепочка хеширования транзакций Сатоши Накамото

На этом графике 3 сделки. Транзакция Алисы₀, Транзакция Боба₁, Транзакция Чарли₂. Первая транзакция берет Алису в качестве первоначального владельца цифрового актива, вторая транзакция передает право собственности Бобу, а третья транзакция передает право собственности Чарли. Каждая транзакция состоит из этих полей со сплошными линиями:

• Хеш транзакции
• Идентификатор цифрового актива
• Дополнительные данные
• Открытый ключ
• подпись

Другие поля в пунктирной рамке используются, но не сохраняются в транзакции:

• Закрытый ключ
• Хеш новой транзакции

На приведенном выше рисунке представлена ​​упрощенная цепочка хеширования транзакций, поскольку в процессе передачи права собственности она отслеживает только цифровой актив (DigitalAssetID₀), в то время как хеш-цепочка транзакций криптовалюты обычно имеет несколько входов и выходов цифровых активов. Кроме того, не путайте хэш-цепочку транзакций с цепочкой блоков, которая объединяет проверенные транзакции в блоки. Наконец, цепочки хэшей транзакций обычно не хранятся в структуре данных односвязного списка. Напротив, цепочка хэшей транзакции может быть быстро создана (согласно индексу) из данных транзакции, хранящихся в цепочке блоков.

Как говорилось в предыдущей статье: последовательность транзакций сохраняется, потому что каждая транзакция нового владельца содержит хеш-значение, которое связано с транзакцией предыдущего владельца. Как показано выше. Когда хеш-значение предыдущей транзакции сохраняется в текущей транзакции, устанавливается обратная ссылка.

Например: транзакция Боба содержит хеш-поле транзакции, которое содержит TransactionHash Алисы.₀Значение, аналогично, транзакция Чарли содержит поле хэша транзакции, которое содержит TransactionHash Боба.₁ценность.

Обратная ссылка — это лишь один из нескольких компонентов целостности данных хеш-цепочки транзакции. Цепочка хэшей транзакции также обеспечивает проверку процесса передачи права собственности. Например, Алиса — лучший поставщик вина в мире, и она хочет вести бухгалтерскую книгу, в которой отслеживается состояние каждой бутылки ее вина. Однажды Алиса пошла в винный погреб и решила зарегистрироваться в качестве своего блокчейна, первоначального владельца всех красных вин, фактически поместив каждую бутылку красного вина, которую она ценила, в цепочку хеширования транзакций.

Она взяла бутылку Chenan Blanc 1947 года и пометила ее QR-кодом, содержащим уникальный идентификатор. Затем она сканирует этикетку с QR-кодом и сохраняет ее в своем клиентском программном обеспечении блокчейна, которое работает как узел в сети. Программа преобразует отсканированный код в цифровой идентификатор актива (DigitalAssetID₀), а затем добавьте дополнительные данные (OptionalData₀) и открытый ключ Алисы (PublicKey₀) соедините это вместе. Как вы можете видеть на рисунке выше, эти поля находятся в прямоугольных каркасах, в которых они расположены, что представляет собой транзакцию без подписи. Каждая транзакция содержит хэш-цепочку обратной транзакции и подпись, но, поскольку это первая транзакция в хэш-цепочке, эти поля пусты (затененное поле Transaction₀）。

Каждая транзакция наверху представляет собой уникальное значение хеш-функции транзакции. Это значение хеш-функции используется программным обеспечением для использования алгоритма хеширования SHA-256 для объединения всех полей транзакции (значение хеш-функции транзакции, идентификатор цифрового актива, дополнительные данные, открытый ключ) и подпись). И это вычисленное значение хеш-функции является DigitalAssetID, используемым для следующей транзакции.₀Обратная ссылка.

Когда менеджер Алисы, Боб, хочет купить красное вино Алисы, Боб использует свое клиентское программное обеспечение, чтобы сгенерировать новую пару открытого и закрытого ключей для транзакции. Боб также может пропустить этот шаг и объединить все свои цифровые активы под одним ранее использованным открытым ключом, но это подвергнет его опасности. Следовательно, ему необходимо сгенерировать новую пару открытого и закрытого ключей и дать Алисе открытый ключ, который он никогда раньше не использовал. В этом случае, если он ранее потерял парный закрытый ключ, он потеряет только один цифровой актив.

В ответ на запрос Боба Алиса запускает свое клиентское программное обеспечение и просматривает свои цифровые активы. Она выбирает идентификатор транзакции, связанный с бутылкой красного вина, которую хочет Боб, а затем инициирует запрос транзакции с открытым ключом Боба, который также является целевым адресом транзакции. Этот клиентский узел немедленно создает новую транзакцию (Transaction₁), который содержит

• Хеш предыдущей транзакции (TransactionHash₀) Значение обратной ссылки
• Значение идентификатора цифрового актива, используемого для этой бутылки красного вина (DigitalAssetID₀), это значение совпадает с выкупом, используемым для идентификатора цифрового актива.₀тоже самое.
• Значение любого настраиваемого поля, связанного с транзакцией (OptionalData₁）
• Значение открытого ключа Боба (PublicKey₁）

Пока этот клиентский узел создает неподписанную новую транзакцию Transaction для Боба.₁, Следующим шагом будет подписание транзакции закрытым ключом Алисы. Этот шаг очень важен. Теперь Алиса владеет цифровыми активами, поэтому только она может передать этот цифровой актив Бобу.

Криптография с эллиптическими кривыми

На изображении выше метка 1 и метка 2 указывают, где транзакция подписана и проверена. Соответственно, в этой версии блокчейн Биткойн использует реализацию алгоритма шифрования с открытым ключом (PKC) и вызывает алгоритм шифрования эллиптической кривой (ECC). ECC обеспечивает более надежный результат шифрования и более короткое значение ключа, чем популярный RSA / Diffie-Hellman. Узлы блокчейна используют ECC для генерации асимметричных пар ключей.Процесс генерации относится к формуле, которая случайным образом выбирает точки на двумерном графе. Этот режим позволяет восстановить потерянный открытый ключ из закрытого ключа (но, конечно, не разрешено восстанавливать потерянный закрытый ключ из открытого ключа).

Модель блокчейна после Биткойна также использует ECC для цифровых подписей. В отличие от упрощенного алгоритма PKC RSA (Ривест-Шамир-Аделамн), упомянутого в предыдущей статье, Биткойн теперь использует алгоритм цифровой подписи на эллиптической кривой (ECDSA). Делайте подписи транзакций (чтобы быть точным , алгоритм SHA-256 с ECDSA). Этот алгоритм немного отличается от других технологий подписи: в ECDSA вы должны передать закрытый ключ подписывающей стороны вместе с сообщением, которое нужно подписать, в функцию, которая использует алгоритм генерации подписи ECDSA для создания подписи (обозначен цифрой 1 на рисунке выше. )). Чтобы проверить подпись позже, вы должны передать в функцию открытый ключ подписывающей стороны, тело сообщения и подпись. Эта функция использует алгоритм проверки ECDSA для генерации истинного или ложного значения, чтобы указать, действительна ли подпись (обозначено цифрой 2 в рисунок выше).

На следующем рисунке показан процесс подписания и проверки с помощью ECDSA:

Легенда: верхняя — это ECDSA, генерирующая подпись, нижняя — алгоритм проверки.

В предыдущей статье, когда цифровая подпись создавалась с помощью алгоритма PKC-RSA, подпись проверялась путем вычисления хеш-значения. Из любопытства ECDSA не будет работать для этой стратегии проверки подписи. Алгоритм PKC-RSA — это детерминированный алгоритм цифровой подписи, поскольку при подписании сообщения заданным закрытым ключом каждый раз будет генерироваться одна и та же подпись. Алгоритм ECDSA не является детерминированным: то есть каждый раз, когда вы отправляете сообщение и закрытый ключ в функцию подписи ECDSA, вы получаете другую подпись. Конкретные могут относиться кbit.ly/2MCTuwl。

Продолжая этот пример, Алиса подпишет этот цифровой актив.₀Переход к транзакции Боба, клиентский узел передает закрытый ключ Алисы (PrivateKey₀) И сообщение (NewTransactionHash₁) К функции алгоритма генерации подписи ECDSA и получить подпись в качестве выходного значения (Подпись₁). Этот клиентский узел добавляет значение подписи в поле подписи новой транзакции. Наконец, клиентский узел вычисляет хеш-значение транзакции (TransactionHash₁), это значение является хеш-значением SHA-256, вычисленным для всех полей транзакции, включая подпись. На этом этапе клиентский узел успешно генерирует подписанную транзакцию, которую можно отправить в пул транзакций.

Подписанная транзакция считается непроверенной, пока она не будет проверена майнером. Когда узел майнера пытается проверить транзакцию Боба, майнер использует обратную ссылку хэша транзакции на открытый ключ предыдущей транзакции, который является транзакцией, указывающей на Алису. ₀. Как только клиентский узел получит доступ к предыдущей транзакции, он передаст открытый ключ этой транзакции (PublicKey₀) И хеш новой транзакции (NewTransactionHash₁) и подпись транзакции Боба (Подпись₁) Передаются алгоритму проверки ECDSA вместе, а затем возвращают истину или ложь, чтобы указать, действительна ли подпись.

Кстати, закрытый ключ Алисы (PrivateKey₀) И новый хэш транзакции (NewTransactionHash₁) Не сохраняется в этой транзакции. Значение закрытого ключа не должно храниться в цепочке блоков, и нет необходимости хранить новый хэш транзакции, потому что он может быть пересчитан при необходимости.

Когда Боб ответил на звонок Чарли, Боб использовал штопор, чтобы насладиться бутылкой красного вина.Чарли был менеджером другого ресторана Алисы. Чарли хочет специальную бутылку вина, чтобы развлечь нового сотрудника, и Боб с сожалением соглашается передать бутылку вина Чарли. Боб получил открытый ключ от Чарли, а затем использовал тот же процесс для передачи DigitalAsset. ₀ Право собственности передается от Боба к Чарли.

Теперь DigitalAsset₀Есть 3 транзакции, по одной для каждого из этих 3 человек, и каждая транзакция проверяется и объединяется в блокчейн. После того, как определенное количество дополнительных блоков выкапывается майнерами поверх блока, содержащего транзакцию, транзакция считается подтвержденной (количество подтверждений зависит от реализации). В этом случае официальным владельцем определенного цифрового актива всегда является человек с закрытым ключом, который используется для последней подтвержденной транзакции в хэш-цепочке транзакции этого цифрового актива.

Необходимость «консенсуса»

Как вы видели, цепочка хэшей транзакции — это структура данных, предназначенная для обеспечения права собственности на цифровые активы. Но имейте в виду, что эти транзакции хранятся в распределенной, децентрализованной, асинхронной, уязвимой общедоступной сети и доступны другим узлам, которые не требуют честных правил протокола цепочки блоков (также называемых «плохими участниками»). Результатом этого является то, что узлы с плохими участниками могут проверять транзакции, которые действительно недействительны, или нарушать целостность цепочки блоков.

Пул транзакций

Чтобы предотвратить эти проблемы целостности транзакций, все транзакции должны пройти процесс проверки и подтверждения, и каждая транзакция создается одним узлом в сети. Например, предположим, что Алиса находится в Мексике, а Боб — в Соединенных Штатах. Когда Алиса передает право собственности на свои цифровые активы Бобу, мексиканский узел создает транзакцию Transaction₁, А затем транслировать на другие узлы в сети. В то же время другие узлы также транслируют свои собственные созданные транзакции в сеть. Процесс этих трансляций на другие узлы глобальной сети зависит от сетевых задержек. Независимо от того, на каком узле глобальной сети изначально была сделана транзакция, протокол блокчейна помещает все новые транзакции в пул транзакций непроверенных транзакций.

PoW и PoS

В блокчейне, чтобы получить PoW вознаграждения, узел майнера активно выбирает транзакции из пула транзакций. Конечно, узел майнера будет проверять каждую транзакцию при создании блока-кандидата, потому что, если блок содержит какой-либо плохой, транзакция будет немедленно отклоняется другими узлами, что также означает, что работа этого узла не имеет значения.

Напомним, что упоминалось в предыдущей статье, каждый узел стремится найти одноразовый номер (случайное число), этот узел одноразового номера (случайное число) создает блок для кандидата, чтобы получить финансовое вознаграждение, а затем восстанавливает энергию, потребляемую при выполнении PoW. Предыдущее вознаграждение за блокчейн Биткойн составляло 12,5 биткойн на сумму 100000 долларов. Иногда финансовое вознаграждение представляет собой комиссию за транзакцию, а иногда — биткойн плюс комиссия за транзакцию. Суть понимания PoW заключается в том, что узлы должны тратить энергию и потреблять затраты на оборудование и инфраструктуру, чтобы достичь цели непрерывного майнинга блоков. Чтобы иметь устойчивый (доступный) узел, эти затраты должны компенсироваться выгодами.

Неудивительно, что после нахождения одноразового номера (случайного числа) майнер немедленно передает блок другим узлам в сети, надеясь, что он будет добавлен в конец цепочки блоков. Блокчейн Биткойн будет регулировать сложность своего одноразового номера так, чтобы новый одноразовый номер обнаруживался каждые 10 минут, чтобы другие майнеры могли найти одноразовый номер и транслировать его как блок-кандидат через одну секунду.

Из-за потери механизма реализации конкуренции майнеров, учитывая, что узел майнера, который не может найти одноразовый номер вовремя, вся потраченная энергия тратится впустую. Майнеры, которые не находят одноразовый номер, не имеют выбора, но они не могут остановить обработку текущего блока и перезапустить, чтобы получить и проверить другие транзакции в пуле транзакций. Причина в том, что они должны быстро прекратить майнинг, когда узнают, что другие майнеры нашли одноразовый номер, и этот одноразовый номер является блоком-кандидатом, и этот блок уже имеет обратную ссылку на хэш предыдущего блока в цепочке блоков. Когда другой майнер выкапывает проверенный блок, указывающий на предыдущий блок, проигравший майнер также должен отказаться от ранее выбранной транзакции, а затем выбрать новую транзакцию из пула транзакций, поскольку другие узлы отклонят любой новый блок, содержащий предыдущий блок.

Узел должен иметь возможность нести все расходы на поддержку майнингового оборудования. Поскольку блокчейн Биткойн все еще растет, это привело к другому виду конкуренции: конкуренции в вычислительной мощности оборудования для майнинга. Чем мощнее узел майнера, тем больше вероятность, что он решит проблему алгоритма шифрования в течение 10 минут и найдет одноразовый номер.

Распространенная критика PoW заключается в том, что он поощряет строительство вычислительных центров и использование увеличенного количества электроэнергии. Конкурентное преимущество будет предоставлено владельцу самого мощного вычислительного устройства в сети блокчейн, поддерживаемой PoW. Например, сейчас для майнинга биткойнов используется центр обработки данных стоимостью в несколько миллионов долларов. Согласно данным digiconomist.net, годовое потребление энергии блокчейном Биткойн составляет 71,12 ТВтч (по состоянию на июнь 2018 года), что эквивалентно годовому потреблению энергии Чили.

Другой широко обсуждаемый алгоритм консенсуса — PoS (Proof-of-Stake), который награждает узлы, которые подтверждают экономические права в сети. Можно подтвердить, что самая большая привлекательность PoS — это энергосбережение. Более того, он не будет давать вознаграждение в криптовалюте майнерам, которые копают блоки, хотя комиссии за транзакции также предоставляются в качестве вознаграждения. Кроме того, PoS также необходимо конкурировать, чтобы найти одноразовый номер, который решает проблему алгоритма шифрования. В отличие от PoW, исходя из общей стоимости и возраста единиц криптовалюты, сеть PoS случайным образом выбирает узел, который регистрирует себя как «кузнец» (в отличие от «майнера» Bitbi). Различные детали реализации посвящены обеспечению случайности и справедливости выбора кузнецов. Если выбран кузнец, он не может участвовать в других раундах производства чугуна в течение 30 дней. Более эффективно то, что ценный кузнечный узел, содержащий самую старую криптовалюту, имеет преимущество перед другими кузнечными узлами.
Сторонники PoS пользуются преимуществом большей экономии энергии, поощряют больше участников и более высокий уровень децентрализации. По иронии судьбы, система PoS не поощряет использование криптовалют, предназначенных для транзакций в цепочке блоков, поскольку их стоимость снизит общую стоимость узла и уменьшит шанс быть выбранным в качестве кузнеца.

Одна вещь, на которую следует обратить внимание: эксперт по блокчейну Андерс Антонопулос отметил: «PoW — это тоже PoS, но PoS — это не PoW». Он объяснил: PoW обеспечивает комбинацию этих двух алгоритмов консенсуса. В сети PoW, в которой участвуют майнеры, выбор майнеров не основан на значении возраста единицы криптовалюты, но узлы майнеров участвуют, предоставляя необходимую энергию. экономические инвестиции. В данном случае режим «Stake» в PoW — это стоимость электроэнергии узла, которая приведет к успешному майнингу блока. От:https://bit.ly/2MDfkA1

Самая длинная цепь

Сеть блокчейн продолжает расширяться, ветвиться и сокращаться. Весь вид блокчейна называется «деревом блоков». Майнинг каждого узла майнера сделает самую длинную цепочку дерева блоков длиннее. Вы можете думать о самой длинной цепочке как о блоке с наибольшим количеством блоков, но на самом деле определение этой последовательности происходит от блока, который изначально сгенерировал больше всего работы. Вы можете думать об этой рабочей нагрузке как о сложности добычи на каждый блок (мера сложности поиска одноразового номера в качестве блока-кандидата). Сетевой протокол поддерживает это значение, а блокчейн Биткойн настраивается на поиск одноразового номера каждые 2016 блоков, так что один может обрабатываться почти каждые 10 минут. Это значение сложности хранится в каждом блоке, чтобы можно было рассчитать рабочую нагрузку, исходя из того, что узел пытается определить самую длинную цепочку.

Иногда неизбежно будет два узла A и B, и PoW будет подтвержден посредством майнинга в течение нескольких секунд или даже миллисекунд. Поскольку каждый узел будет добавлять свой новый блок в конец самой длинной цепочки, которую он может видеть, прежде чем транслировать блок в сеть, в «дереве блоков» появится ветвь. В зависимости от того, где находится узел в сети, и ширины подключенного узла, некоторые части дерева сначала найдут блок A как новый блок и добавят его в конец цепочки. Другие части сети сначала найдут блок B как новый блок и добавят его в конец цепочки. Это приводит к некоторым узлам с блоком A, а к некоторым с блоком B в качестве конечного узла. Как показано ниже:

Когда происходит ветвление, как показано в верхней части рисунка выше, обе цепочки находятся в дереве блоков, они равны по длине, и обе действительны. Проблема, представленная этим графиком, заключается в следующем: когда узел майнера ищет самую длинную цепочку перед майнингом, потому что майнеру необходимо знать хеш-значение блока в конце цепочки.

Если майнер успешно выкопает блок C и работает в блоке A, он добавит блок C в конец блока A в качестве последнего блока. Как только это будет сделано, это будет транслировать блок C в сеть, а затем другие узлы обнаружат, что блок A является самой длинной цепочкой, а узлы, работающие над блоком B, обнаружат, что блок A больше, чем блок B Long, он прекратит майнинг и начать разработку новых рудников, чтобы продолжить блок C. Таким образом, сеть освободит все транзакции блока B и вернет блок B в пул транзакций, так что он будет добыт в новом раунде.

Вам может быть интересно: что произойдет, если майнер уже заработал биткойны, полученные путем майнинга для блока B? Торговый комитет и вознаграждения за блок фактически не выдают вознаграждения. В сети Биткойн эти награды не присуждаются майнерам, когда добытый блок превышает 100 блоков.

Как работает биткоин | Медиа Нетологии

Коммерческий автор Арчибальд Кельман рассказал блогу Нетологии, что такое биткоин и почему за него платят реальные деньги.  

Пользоваться биткоином можно даже не понимая, как он работает: создаёте биткоин-кошелёк по инструкциям, устанавливаете его на компьютер или мобильный телефон, он генерирует ваш первый биткоин-адрес, который (или последующие) вы можете сообщать друзьям, чтобы они вам платили за что-нибудь или наоборот. Но рано или поздно вам захочется узнать — а что это, собственно, такое? Расскажу простыми словами.

Программа обучения: «Управление финансами: бизнес-модели, метрики, аналитика и финансовый учет»

В двух [тысячах] слов

В двух словах, биткоин — это «новое поколение децентрализованной цифровой валюты, созданной и работающей только в интернете».

А теперь разберёмся подробнее. Децентрализованная — это значит, что ею никто не управляет. Ни государство, ни программисты, ни бизнесмены. Все транзакции прозрачны и анонимны: иными словами, вы можете видеть все передвижения биткоина, но не будете знать кто и кому платит.

Логичный вопрос — чем обеспечена стоимость биткоина? Золото обеспечено золотыми запасами — оно медленно и верно растёт в цене.

Биткоин и форки (альтернативная криптовалюта) обеспечены только одним фактором — интересом пользователей.

Но даже это не всё – некоторые форки, например, Ripple, обеспечены только медиафоном: появляется какая-то позитивная информация про Ripple на новостных порталах — он растёт в цене; трагедия в семействе Ripple — он в цене падает.

Из этого вытекает главный минус биткоина: за валютой не стоит ни одного финансового института, и она, как уже сказали, ничем не обеспечена, то есть в случае потери вам никто не вернёт утерянное. Если в случае кражи денег с банковской карты вам её могут и вернуть, то в случае с биткоином и альткоинами вернуть стоимость не может никто. Потому что её фактически уже ни у кого нет. С другой стороны, в этом и плюс — транзакцию невозможно отменить.

Цена же растёт только на основе неистребимой веры людей в криптовалюту и спекуляций на бирже. Если на рынок одновременно выбросят миллион биткоинов, он рухнет. Если внезапно все перестанут верить в биткоин — рынок, опять-таки, рухнет.

С другой стороны, как и всякий высокорисковый продукт, биткоин и альткоины обладают огромной волатильностью (статистический финансовый показатель, характеризующий изменчивость цены, один из важнейших финансовых показателей), и 5 000% годовых за тот или иной форк — вовсе не фантастика. С золотом и парой евро/доллар все проще: волатильность последней за год составила всего 4%. Медленно, но верно. И золото растёт в цене — медленно, но всё-таки верно.

…Но продолжим про механизм работы биткоина.

Хэш-функция

Хэш-функция — это математическое преобразование по некоему алгоритму, превращающее набор информации в уникальное цифробуквенное значение определённой фиксированной длины — хэш (шифр).

Можно провести аналогию с торрентами: поскольку они тоже являются децентрализованной сетью, и в них тоже используется хэш для проверки уникальности конкретного торрента. Поэтому иногда биткоин и сравнивают с торрентами, только гораздо более сложными.

Даже небольшое изменение в один крошечный символ приводит к тому, что длинный хэш меняется кардинально, и изначальное значение уже восстановить не получится, потому что процесс необратим. Хэш — наше всё.

Транзакции

Слово «транзакции» и без того знакомо всем и каждому: когда вы что-то покупаете в магазине и расплачиваетесь пластиковой картой через терминал, то вы совершаете именно транзакцию.

В случае с биткоинами под транзакцией мы подразумеваем передачу средств между биткоин-кошельками. Кошельки содержат так называемый секретный ключ, который используется для подписи транзакций (по аналогии с электронным ключом, которым вы можете подписывать документы или пин-кодом, который вводите в терминале). Эта подпись предотвращает изменения транзакции после передачи в сеть.

Транзакции транслируются между пользователями и начинают подтверждаться сетью с помощью процесса, называемого майнингом.

Блокчейн

Перед описанием майнинга рассмотрим ключевой элемент системы — историю транзакций. Блокчейн можно представить как большой коллективный регистр, в который включаются все подтверждённые транзакции. На основании этого регистра кошельки рассчитывают остаток вашего баланса и проверяют траты их владельцем, то есть вами.

Целостность и хронология основаны на криптографии. В цепочку блоков включаются транзакции. И именно поэтому неудобны мобильные кошельки: представьте, какого размера должен быть блокчейн, и что он постоянно и неуклонно увеличивается, лавинообразно, можно сказать. Те, кто хочет полной анонимности, обычно используют новый биткоин-адрес для каждой транзакции. Что раздувает блокчейн ещё больше.

Биткоин — яркий пример реализации единого реестра в сети.

Он свободен от банков: вам не нужно платить комиссию за использование. Он свободен от регулирования государством, в отсутствие физической монеты (ведь, по сути, это лишь программный код) биткоин можно дробить вплоть до одной миллионной. И хвастаться — «прикупил себе немного биткоина».

Майнинг

Наверняка вы слышали этого слово даже чаще, чем «биткоин» и читали про дорогостоящие «фермы» на видеокартах, про ASIC и все остальное, что сопровождает майнинг.

Майнинг — это обработка данных в распределённой системе, используемая для хронологического подтверждения транзакций перед включением их в блочную цепь.

Перед этим транзакции должны упаковаться в блок, удовлетворяющий криптографическим требованиям, затем должны быть проверены сетью. В блок также записана информация о прошедших транзакциях, хэш предыдущего блока для обеспечения связности цепи, факт эмиссии новых биткоинов и решение задачи. В итоге решение задачи — это и есть суть майнинга.

Майнинг не контролируется никем, подмена частей невозможна, но это неотъемлемая часть схемы безопасности платежей, так как именно он служит для верификации операций в сети, предотвращая дублирование оплаты.

Фактически пользователь «обменивает» вычислительную мощность своей системы на доли биткоина или форков.

Именно отсюда пошли так называемые «майнинговые установки» — когда некто создаёт компьютер, полностью подчинённый криптозадаче, которую надо решить как можно быстрее. Майнеры сбиваются в пулы, и тот, кто из этого пула решил задачу, тот молодец, и получает свой кусок биткоина/форка — за обнаруженный верный хэш блока.

Сейчас гонка майнеров уже фактически подошла к концу, так как подключились профессионалы, работающие с так называемыми ASIC-микросхемами, созданными только для майнинга, и вложения в дорогостоящие видеокарты перестают потихоньку себя оправдывать.

Бизнес может вкладывать десятки тысяч долларов в уже промышленные майнинговые фермы, вытесняя энтузиастов и начинающих с рынка: к примеру, в Украине, где пока ещё дешёвое электричество и не запрещён майнинг.  

Будущее биткоинов

Количество биткоинов, которое когда-либо можно создать, ограничено 21 миллионом штук. Создатель биткоина Сатоши Накамото предусмотрел «сдерживающие вожжи»: «Среднее общее количество биткоинов, генерируемых в сети каждый день, остаётся одинаковым». Новый блок, иными словами, находят примерно каждые 10 минут. Таким образом, предусмотрен майнинг биткоинов ещё в течение примерно 120 лет. Кроме того, если вначале «наградой» было 50 биткоинов, то сейчас это 12.5 биткоинов, и это количество сокращается вдвое каждые 4 года — так заложено в алгоритме.

Читать ещё: «Возможности и перспективы технологии блокчейн — вне криптовалют»

Альткоины наподобие эфира сейчас быстро догоняют биткоин на бирже, и недалёк день, когда майнингом биткоинов опять будут заниматься энтузиасты, а промышленные ASIC-фермы будут для майнинга того или иного форка. Но это неточно.

Мнение автора и редакции может не совпадать. Хотите написать колонку для «Нетологии»? Читайте наши условия публикации. Чтобы быть в курсе всех новостей и читать новые статьи, присоединяйтесь к Телеграм-каналу Нетологии.

Проблема пластичности транзакций. Почему это важно

В такой криптовалюте, как биткоин, транзакции – это атомарные операции, с помощью которых пользователи обмениваются ценностями. Пользователи создают транзакции и публикуют их в сети. Данные об этих транзакциях распространяются по сети и в конечном итоге записываются в блокчейн. Блокчейн используется получателями для выяснения, стоит или нет подтверждать ту или иную транзакцию.

Сегодня, когда количество транзакций в сети насчитывает миллионы, как пользователи могут быстро идентифицировать их, чтобы выявить различия между ними? Как группа разрозненных по всему миру пользователей может одним и тем же образом быстро и однозначно идентифицировать транзакции, не использую при этом какую-нибудь медленную глобальную систему реестра? Ответ прост: вы используете криптографический хэш транзакции в качестве идентификатора.

Криптографический хэш позволяет любому пользователю получить своего рода «отпечатки пальцев» любых данных, используя только сами данные. «Отпечаток пальца» уникален и неизменен при расчете. Даже если вы измените хотя бы 1 бит данных, хэш «отпечатков пальцев» будет полностью изменен.

В Биткоине хэш транзакции называется TXID (зашифрованный идентификатор транзакции) и служит универсальным уникальным идентификатором для этой транзакции.

Отлично, но что такое «пластичность»?

Пластичность транзакций

Пластичность – это возможность изменения идентификатора транзакции (TXID), но без аннулирования самой транзакции. В зависимости от криптовалюты, есть много способов, как это сделать. Общий способ для всех криптовалют – через изменение подписи, на чем я сфокусируюсь в этой статье.

Благодаря математическому принципу работы цифровых подписей ECDSA, можно изменить подпись, но без ее аннулирования. Хотя это не позволяет подделывать сами подписи, злоумышленник может изменить TXID транзакции, содержащей эти подписи, а это уже может привести к серьезным последствиям.

Проблема пластичности транзакций

Предположим, что Боб переводит Элис некоторое количество биткоинов через транзакцию с идентификатором X. Предположим, что до записи в блокчейн у X появляется новый идентификатор X’. Элис получила деньги, но Боб об этом не знает. Поскольку Элис в курсе, что Боб не знает, получила она деньги или нет, она хитростью заставляет Боба снова выполнить перевод. Она повторяет это до тех пор, пока Боб наконец не осознает, что происходит, но будет уже слишком поздно. В реальном мире эта атака осуществлялась на биржах следующим образом:

Злоумышленник окружает узел обмена своими вредоносными узлами и затем осуществляет вывод средств Х. Вредоносные узлы изменяют вывод Х в Х’, который в итоге записывается в сеть честными игроками сети. Поскольку биржа не может подтвердить Х, ее каждый раз обманным путем заставляют перевыпускать новые платежи в пользу злоумышленника, что приводит к финансовым потерям.

В этом случае злоумышленник:
1. Запускает группу вредоносных узлов (отмечено красным)
2. Окружает узел обмена (желтый) своими вредоносными узлами.
3. Осуществляет вывод средств с биржи.
4. Как только вывод средств X осуществлен, вредоносные узлы изменяют Х на X’.
5. Информация о транзакции X’ распространяется на остальную часть сети.

Когда транзакция под X’ будет записана в следующий блок, злоумышленник уже получит выведенные средства под X’, но сервер биржи не подтвердит получение средств, так как он ищет X в блокчейне. Зная это, злоумышленник:
6. Просит биржу повторить вывод средств, так как он «не прошел».
7. Затем повторяет это снова и снова.

В зависимости от размера биржи, злоумышленник может использовать «паразитную стратегию», благодаря которой из биржи «высасываются» средства небольшими суммами и нечасто. Это позволяет злоумышленнику «тихой сапой» выкачивать деньги из обменника на протяжении долгого периода времени. В качестве альтернативы, злоумышленник может также воспользоваться «вампирской стратегией»: здесь биржа подвергается крупным грабежам настолько часто, что системные администраторы не успевают своевременно принять ответные меры.

Какова бы ни была стратегия, это является проблемой, и разработчикам криптовалют нужно ее решать.

ПРИМЕЧАНИЕ: На практике для осуществления шага (2) злоумышленнику не нужно полностью окружать узел обмена. Для выполнения атаки требуется всего несколько подключений, хотя это гарантирует меньшую вероятность успеха, т.к. чем больше узлов окружено, тем выше вероятность успеха атаки.

Решение проблемы пластичности транзакций

Биткоин (BTC) «решил» проблему пластичности транзакций с помощью протокола Segwit, который отделяет подпись от расчета идентификатора TXID и заменяет ее на непластичное обязательство хэша к этой подписи. Этот хэш служит указателем на подпись, которая хранится в другой структуре данных. Для проверки подписи транзакции верификатор использует хэш для поиска подписи в другой структуре данных, а затем выполняет обычную проверку ECDSA. Это исключает подписи как источник изменчивости транзакции, так как они хранятся вне транзакции, и хэш-указатель на подпись не может быть изменен. Изящно, но это делает зависимой другую структуру данных, которая содержит подписи. Небольшой шаг в защите транзакций в Биткоине, но тем не менее довольно значительный.

Хотя внедрение протокола Segwit само по себе было неплохой идеей, его реализация и вытекающие из нее последствия привели к расколу в биткоин-сообществе. В результате сообщество разделилось на Bitcoin (BTC) и Bitcoin Cash (BCH). Хотя Segwit анонсировался как основная причина раскола, основные проблемы были больше связаны с самим фактом развертывания Segwit, чем его технической стороной. Также, политикой «всегда софт-форк и никогда хард-форк» подразумевалось, что размер блока 1 МБ был по сути заблокирован, а это было неприемлемо для многих.

Технические аргументы против Segwit были больше связаны с его безвозмездной сложностью как софт-форка и не связаны с его надежностью как хард-форка. Segwit как софт-форк был, по мнению автора, той самой «каплей», которая переполнила чашу Биткоина. Однако Segwit как хард-форк был (и остается) технически обоснованным подходом к решению проблемы пластичности.

Нравится вам или нет, но дело уже сделано. Однако проблема пластичности все еще остается в Bitcoin Cash.

Статья, на которую можно ссылаться: что такое блокчейн | by Евгений Шумилов об Эмеркоин | Serendipity. Russian blockchain community journal

В 2017 году блокчейн стал предметом научного интереса, когда в Торонто открылся первый институт исследований блокчейна. Около 30 ведущих экспертов приступили к разработке различных проектов, связанных с этой технологией.

Блокчейн — это надежный способ хранения данных о сделках, контрактах, транзакциях, обо всем, что необходимо записать и проверить. Сегодня блокчейн проник практически во все сферы жизнедеятельности, готов в корне изменить финансовую систему государства и в разы упростить работу среднего и крупного бизнеса. Блокчейн не секретная технология: в сети огромное количество статей о том, как он устроен и по какому принципу работает. Мы собрали самые интересные и нужные факты в одну статью, на которую можно давать ссылку, когда вас спросят: «Что же такое блокчейн?»

Эта технология начала завоевывать внимание с 2008 года. Поначалу блокчейн ассоциировался лишь с криптовалютой Биткоин. Но кто-то вовремя разглядел его многофункциональность и большие возможности.

Суть работы блокчейна как цепочки блоков можно сравнить с паззлом. Блок — массив данных, в него вносится информация о транзакциях, которые попали в сеть после создания предыдущего блока (примерно за последние 10 минут). Каждый новый блок данных крепится к предыдущему с помощью сложных математических алгоритмов, что позволяет скрепить эти блоки на века. Чтобы создать новый блок, необходимо вычислить его криптографический отпечаток (хеш), удовлетворяющий определённым условиям.

Этот процесс производится большим количеством разных компьютеров, работающих в одной сети, которые решают некую сложную криптозадачу, в ходе которой необходимо рассчитать хеш (выходные данные) заголовка блока в блокчейне. Другими словами, подобрать особый код, который позволит получить хеш, содержащий определённое количество нулей в начале этого хеша. Процесс поиска блоков называется майнингом. Когда задача решена, формируется новый блок, который нельзя ни удалить, ни изменить. Зато каждый пользователь сети может увидеть всю информацию, находящуюся в блокчейне. Как если бы вы собирали пазлы по онлайн-трансляции перед многомиллионной аудиторией.

На криптографических хешах держится вся надежность и защищенность блокчейна. Хеш выдается системой в формате огромного числа. Для заданного набора данных хэш-функция дает один хеш, который обладает двумя крайне важными свойствами:

• первое заключается в том, что, даже обладая ключом, нельзя узнать исходный набор данных;
• второе свойство — практически невозможно найти другой набор данных, дающий такой же хеш.

Здесь тот случай, когда у медали две стороны: открытость и защищенность. К тому же при малейших изменениях данных результирующий хеш полностью меняется.

Это одно из главных правил технологии. Все данные блокчейн-блоков открыты для всех и всегда. Их легко проверить, легко отследить любое изменение информации. Поэтому вам не придется гадать о том, насколько достоверны интересующие вас сведения — проверка их подлинности проста и доступна.

Техническая сторона более-менее понятна. А как это выглядит в реальном действии для обычных пользователей? Всем известно, как работает электронная почта. Представим, что одно письмо равно одной денежной единице, и мы можем отправить эти деньги конкретному адресату. Только, в отличие от электронной почты, у нас есть определенный лимит на письма (наличие денежных средств) и одно письмо мы можем отправить лишь одному адресату. После чего лимит наших писем сразу уменьшится, а информация об отправленном переводе зафиксируется как у отправителя, так и у получателя. При этом все письма надежны защищены. Информацию о проведенной транзакции нельзя ни удалить, ни изменить. К тому же ее видят все пользователи сети — адресаты вашей электронной книги.

Наше «письмо» может быть не только денежной единицей, но и ценной бумагой, акцией. Всем чем угодно, что необходимо записать и проверить.

Блокчейн полностью децентрализирован, над ними не стоит никакой орган власти, который может запретить транзакции или заблокировать доступ к блокчейну. Не нужна никакая третья сторона для подтверждения передачи информации. Если мы передаем деньги, то необходимо подтверждение банка, если отправляем права на собственность, то требуется участие нотариуса. Блокчейн полностью исключает необходимость участия третьего доверенного лица.
Сегодня блокчейн перестает ассоциироваться с биткоином и становится самостоятельной технологий, которая ложится в основу новых приложений и систем. Эксперты уверены: как в свое время конные повозки уступили место автомобилям, так и блокчейн становится логичным эволюционным продолжением традиционных инструментов учета. К тому же, если раньше о блокчейне говорили как о хранилище данных, то теперь его возможности становятся гораздо шире, потому что он также может исполнять программы. Некоторые блокчейны позволяют каждому факту содержать мини-программу. В криптовалюте это можно проследить при совершении транзакций с условиями, например: пользователь А передаст пользователю B 12 BTC, если сегодня 15 апреля, 13:30.

В блокчейне нет магии, лишь математика. И все же одно важное свойство этой технологии не перестает удивлять даже самых видных экспертов: возможности блокчейна ограничены лишь человеческой фантазией. Поэтому время покажет, на что еще способен блокчейн.

2002 год. Америка. Агентство национальной безопасности США объявляет о создании хеш-функции SHA-2. Криптография выходит на новый уровень.

Пройдет шесть лет и алгоритм SHA-256 (один из видов SHA-2) ляжет в основу самой первой в мире криптовалюты и до сегодняшнего дня останется той, самой классикой, которую не истребят даже новомодные разработки.

Хеширование необходимо для того чтобы преобразовать входные данные какой угодно длины в битовую или иначе выходную строку определенного размера. Происходит это преобразование благодаря хеш-функции или функции свертки.

Применяется хеширование в различных приложениях, созданных для защиты информации. Не обошлось без хеш-функции и в блокчейне.

Чтобы закрыть блок необходимо перебрать различные комбинации и подобрать правильный хэш. На первый взгляд кажется, что хэш — это случайная последовательность букв и цифр. Но на самом деле это надежная гарантия того, что если в блоке изменится хотя бы один бит, каждый узел быстро узнает о попытке фальсификации истории транзакций.

Технически алгоритм SHA-256 работает так: исходное сообщение разбивается на блоки, затем каждый блок делится на 16 слов. Каждый блок сообщения алгоритм пропускает через цикл с 64 или 80 раундами. Результаты обработки каждого блока складываются, полученная сумма и является значением хеш-функции.

Для данного алгоритма необходимо мощное оборудование, тогда процесс будет эффективным. Сильное железо способно вычислять более 2 миллиардов хэшей в секунду. SHA-256 стал прототипом для самого массового алгоритма хеширования.

С целью противодействия вычислениям хеша на специализированном оборудовании (ASIC), был изобретён алгоритм хеширования под названием Scrypt. Его задача та же: найти хеш, только здесь упор сделан не на мощность оборудования, а на оперативную память и время, которое требуется для вычисления хеша.

Данный алгоритм во время производимых операций хранит в памяти более одной тысячи различных значений хэша. На выходе он комбинирует все значения и дает конечный результат. Поэтому, по сравнению с SHA-256, здесь необходим большой объем памяти для вычисления scrypt-хэшей.

Есть и еще один довольно популярный вид алгоритмов группы Х и его разновидности Х15, Х13, Х11. Цифра после Х — это то количество последовательных функций, которые используются для вычисления блока. Эти алгоритмы достаточно часто используют различные форки криптовалют. Такие криптовалюты очень нравятся майнерам-любителям, так как эти криптовалюты можно майнить на видеокартах, без затрат на покупку специализированного оборудования.

Следующий алгоритм называется Blake. Как и SHA-2, BLAKE имеет два варианта: первый использует 32-битные слова, используемые для вычисления хешей длиной до 256 бит, а второй использует 64-битные слова, используемые для вычисления хешей длиной до 512 бит. Преобразование базового блока объединяет 16 слов ввода с 16 рабочими переменными, но между блоками сохраняется только 8 слов (256 или 512 бит).

На этом алгоритмы не заканчиваются, каждый год программисты придумывают что-то новенькое. Постепенно популярность набирают алгоритмы крипто 2.0: N-Scrypt, Scrypt-jane и CryptoNote.

Зачем так много и так часто? Создатели криптовалют стремятся создать алгоритмы, которые было бы трудно перевести на специализированное оборудование, ASIC. Мы в этом подходе видим сразу четыре потенциально слабых места:

1. Асики все равно делают, и уже сделаны асики под Скрипт и N-Скрипт;
2. Ошибочно полагают, что таким образом можно избежать централизации. На самом деле в любом бизнесе, а майнинг это бизнес, централизация неизбежна;
3. Алгоритмы, выполняемые на процессорах общего назначения, это неиссякаемый источник мотивации для вирусописателя-ботнетовода;
4. Новые алгоритмы, созданные «на коленке», серьезно не тестированы, какие там могут быть уязвимости и дыры, неизвестно.

Каждому из нас хотя бы раз приходилось отчитываться о проделанной работе. Кто-то это делает постоянно, кто-то — от случая к случаю, но так или иначе, если хочешь получить зарплату, докажи, что усердно работал. К чему бы вся эта демагогия? Так проще понять, что такое PoW.
Мы уже писали об одном потрясающем свойстве блокчейна — децентрализации. Чтобы подтвердить транзакцию или сделку, не нужна третья сторона. Но необходим особый алгоритм. Proof of Work или доказательство выполнения работы — принцип защиты распределенных систем от хакерских атак или спама. Главное назначение Proof of Work — проверить вычисления, произведенные при создании нового блока. Из-за того, что процесс вычисления блока сложен и случаен, нельзя точно предсказать, какой из майнеров решит задачу и закроет блок. Чтобы блок признали истинным, нужно, чтобы значение его хеша было меньше, чем текущая цель. Таким образом, каждый блок показывает, что была проделана работа по его нахождению.

В первой части мы писали, что все блоки имеют хеш предыдущего блока. Изменить какой-либо блок нельзя, но возможно создать новый. Для этого нужно найти все предыдущие блоки. Высокая сложность этого процесса и защищает блокчейн от хакерских атак и несанкционированных модификаций.

Для более простого понимания приведем пример: какой-то человек совершает сложную и долгую работу, затем результаты этой работы отправляет в систему на проверку. У этой системы есть специальный «шаблон проверок», благодаря которому правильность решения устанавливается за секунды. Важная особенность этого алгоритма заключается в разности затрат времени — большой срок запроса и быстрая скорость ответа. Очень долго что-то вычисляем, но быстро проверяем.
Но помимо преимуществ у алгоритма есть и недостатки. Главный минус — огромные затраты вычислительных мощностей. Многие видные обозреватели крипто и блокчейн технологий сравнивали PoW со страшным монстром, который день и ночь пожирает электричество.
Альтернативу долго ждать не пришлось. Многие майнеры возликовали, когда появился новый алгоритм под названием Proof of Stake или иначе подтверждение доли. И здесь важны не мощности вашей техники, не количество затраченного времени, а баланс вашего кошелька. Это тот принцип, когда деньги делают деньги: чем больше денег у вас есть в кошельке, тем большую прибыль вы получите. Если приводить примеры, то PoW-модель — это когда вы идете на работу и зарабатываете деньги (работник), а PoS-система — это когда вы свои сбережения кладете в надежный банк и живете на проценты (рантье).

Степень защиты от атак при PoS гораздо выше. Так как чтобы провести атаку, нужно хорошенько потратиться. Но если купить 51% монет, то рынок отреагирует быстрым ростом цены. Кроме того, какой смысл делать атаку на сеть, если большая часть ресурсов атакующего вложены в виртуальные монеты этой же сети, и атака ударит по самому больному — по кошельку? Если у атакующего найдётся много средств, и он её произведёт, то он сам же и пострадает от атаки, поскольку это нарушит устойчивость криптовалюты. Минусы у Proof of Stake, к сожалению, тоже имеются.
Поэтому кому-то из гениев блокчейн сообщества пришла в голову идея — найти золотую середину, объединив два алгоритма Proof of Stake и Proof of Work.

Ресурсы, расходуемые на хеширование блоков при алгоритме PoW, огромны и намного превышают мощности крупнейших суперкомпьютеров. К тому же PoW-криптовалюту можно атаковать, временно арендовав огромные вычислительные мощности.

PoS-криптовалюты потенциально уязвимы для других видов атак. К примеру, атакующий захотел создать форк блокчейна — более длинную альтернативную цепочку за счет траты «несуществующих» ресурсов. К тому же он может получить поддержку других майнеров, ведь им также не придется расходовать «подлинные» ресурсы.

С помощью форка атакующий может блокировать те или иные транзакции и производить атаки «двойного расхода». Подобные атаки могут делиться на ближние и дальние. При ближних атаках происходит замена большинства последних блоков, а в момент дальней атак атакующий может заменить всю историю сети.

Гибридный же механизм наиболее безопасен, поэтому и лег в основу проекта Emercoin и ряда других.

При стандартной гибридной схеме блокчейн состоит из двух типов блоков. Одновременно ищутся как блоки PoW, так и PoS. «Доказательство работы» можно сравнить с пропускным пунктом, ведь в основном PoW используется для распределения новых монет. Подтверждение доли необходимо для защиты транзакций, то есть в качестве основного средства для генерации блоков транзакций.
Для успешной атаки на проект с гибридным механизмом атакующий должен иметь 51% всей вычислительной мощности сети и 51% всей денежной массы. Это создаёт для атакующего два барьера разной природы, которые и защищают сеть от компрометации.

Как мы уже упоминали, Emercoin имеет гибридный механизм консенсуса, но в нашем проекте упор больше сделан на PoS. По сути, Emer является PoS-криптовалютой, в которой механизм PoW оставлен по соображениям безопасности, и играет хоть и важную, но вспомогательную роль, а примерно 80% блоков закрываются именно PoS-ом.

Источник: Блог Эмеркоина на Хабре

Что такое хэш безопасной транзакции (safeTxHash)?

Что такое хэш?

Как правило, хэш — это результат работы алгоритма хеширования. Алгоритм хеширования, в свою очередь, представляет собой алгоритм, который создает выходные данные фиксированной длины на основе входных данных переменной длины.

В идеале не должно быть возможности определить ввод только на основе выходного хэша. Кроме того, в идеале никакие 2 входа не приводят к одному и тому же результату («коллизия хэшей»).

Что такое хэш транзакции?

В Ethereum хэши транзакций используются для уникальной идентификации транзакций в блокчейне Ethereum.Каждая транзакция имеет свой хэш. Хэш транзакции рассчитывается на основе ввода/деталей транзакции, таких как учетная запись, отправляющая транзакцию, пункт назначения, значение, данные и одноразовый номер. Узнайте больше о деталях транзакций Ethereum здесь. Далее этот хеш транзакции называется «хэш обычной транзакции».

Вы можете просмотреть транзакцию через Etherscan с помощью хэша транзакции, например. https://etherscan.io/tx/0x06d2fa464546e99d2147e1fc997ddb624cec9c8c5e25a050cc381ee8a384eed3.

Что такое хэш безопасной транзакции (safeTxHash)?

Подобно обычному хэшу транзакции, safeTxHash используется для идентификации транзакции конкретного сейфа. Он рассчитывается на основе такой информации, как безопасный адрес, пункт назначения, безопасный одноразовый номер и данные. Полный список можно найти в коде контракта.

safeTxHash — это то, что владельцы сейфа подписывают для авторизации транзакций. Подписывая этот конкретный хеш, они неявно авторизуют транзакцию, которая привела к этому конкретному хешу, т.е.е. конкретный адрес назначения, полезные данные и т. д. Невозможно, чтобы 2 разные транзакции Safe привели к одному и тому же safeTxHash в одной и той же сети. (Технически это не совсем невозможно, но очень и очень маловероятно в том смысле, что этим можно пренебречь.)

Как я могу найти safeTxHash для конкретной транзакции?

Чтобы вычислить safeTxHash, вам нужны полные параметры транзакции Safe. Невозможно получить детали только на основе safeTxHash.

Вариант 1: Откройте сведения о транзакции в Интернете.Там вы увидите хеш транзакции Ethereum, а также safeTxHash.

Вариант 2: Откройте свой Сейф в мобильном приложении Сейф, перейдите к сведениям о транзакции, а затем «Дополнительно». Вот видите.

Вариант 3 (технический) : Рассчитайте его, вызвав getTransactionHash в вашем сейфе.

Так в чем же разница между обычным хешем транзакции и safeTxHash?

Почему бы не всегда использовать обычный хэш транзакции?

Ответ: оба подходят для разных вариантов использования.

• Обычный хэш транзакции зависит от того, какой аккаунт отправляет транзакцию. Безопасные транзакции могут быть отправлены с любой учетной записи, если предоставленные подписи действительны. Это не сработает, если используется обычный хэш транзакции.

• safeTxHash учитывает такие данные, как газовые токены. Это не существует для обычной транзакции и, следовательно, не отражается в хэше обычной транзакции.

• В рамках одной транзакции Ethereum может быть несколько безопасных транзакций, поэтому, если обычный хэш транзакции будет использоваться как safeTxHash, будет невозможно однозначно идентифицировать безопасную транзакцию.

транзакций Root Hash | Документация Waves

Поле transactionRoot в заголовке блока содержит корневой хэш дерева Меркла(opens new window) транзакций блока. Корневой хэш является доказательством того, что блок содержит все транзакции в правильном порядке.

Корневой хэш транзакций в заголовке блока служит для следующих целей:

• Для подтверждения целостности транзакций в блоке без представления всех транзакций.
• Подписывать только заголовок блока, отдельно от его транзакций.

⚠️ транзакций Корень включен функцией № 15 «Поездка V4, VRF, Protobuf, Неудачные транзакции».

transactionRoot Расчет

1. Вычисляется хэш каждой транзакции в блоке. Например:

   H _A = хеш(T _A )

   H _B = хэш(T _B )

   и т.д.

2. Каждая пара смежных хэшей объединяется, и хэш вычисляется для каждого результирующего объединения: пара, она объединяется с нулевым хэшем:

   H _GH = hash(H _G + hash(0))

3. Шаг 2 повторяется до тех пор, пока не будет получен корневой хеш:

   H _ABCDEFGH

   Корневой хеш записывается в поле transactionRoot .

Если блок пуст, то транзакцийRoot = хэш(0).

Блокчейн Waves использует функцию хэширования BLAKE2b-256(opens new window).

Доказательство транзакции в блоке

Предположим, что сторона 1 хранит полные данные блокчейна, а сторона 2 хранит только заголовки блоков.

Чтобы доказать, что блок содержит данную транзакцию, сторона 1 предоставляет следующие данные:

• T : Транзакция для проверки.
• merkleProofs : Массив родственных хэшей дерева Меркла, снизу вверх.
• индекс : Индекс транзакции в блоке.

Например, для транзакции T _D :

• Merkle Spreate = [H _C , H _AB , H _EFGH ]
• Index = 3

2 проверяет доказательство:

1. Вычисляет хэш проверяемой транзакции (хэшируются все данные транзакции, включая подпись):

   H _D = хэш(T _D )

2. It объединяет текущий хэш с соответствующим хэшем массива merkleProofs и вычисляет хэш конкатенации.

   индекс определяет, в каком порядке объединять хэши:

   • Если n -й бит индекса с конца равен 0, то порядок следующий: текущий хеш + n -й хеш массив merkleProofs (доказательство справа). • Если бит n th равен 1, порядок следующий: хэш n th массива merkleProofs + текущий хеш (хэш подтверждения слева).

   Например, index = 3 ₁₀ = 11 ₂ , таким образом:

   • merkleProofs [0] = H _C слева, • merkleProofs [1] = H _AB слева, • merkleProofs [2] = H _EFGH справа.

3. Повторяет шаг 2 до получения корневого хэша:

   H _ABCDEFGH

4. Сравнивает полученный корневой хэш с уже известным transactionRoot из заголовка блока. Если хэши совпадают, то транзакция в блоке существует.

Следующие методы Node API принимают идентификаторы транзакций и предоставляют доказательство того, что транзакция находится в блоке для каждой транзакции: способы описаны в статье Транзакция.

Вы можете проверить транзакцию в той же цепочке блоков без использования корневого хэша, поскольку узел Waves хранит полные данные цепочки блоков, включая все транзакции. Используйте следующую встроенную функцию Ride:

Функция возвращает высоту блока, если транзакция с указанным id существует. В противном случае возвращается unit . Описание функции смотрите в статье Функции блокчейна.

Для проверки транзакции в блоке на внешнем блокчейне вы можете использовать встроенную функцию Ride: блокчейн основан на Waves).Функция createMerkleRoot вычисляет корневой хэш из хэша транзакции и хэшей родственных элементов дерева Меркла (см. шаги 1–3). Чтобы проверить транзакцию в блоке, сравните рассчитанный корневой хэш со значением transactionRoot в заголовке блока. Описание функции см. в статье Функции проверки.

Хеш транзакции Ethereum (Txhash) Детали

«/> Хэш транзакции:

   OP_DUP OP_HASh260  OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG 

  https://api.criteo.com/2021-10/transactions/report
  

  {
  "данные": [{
    "тип":"Отчет",
    "атрибуты": {
      "advertiserIds": "22, 4949",
      "startDate": "2020-11-04",
      "endDate": "2020-11-04",
      "формат": "json",
      "часовой пояс": "Азия/Токио",
      "валюта": "JPY",
      "eventType": "клик"
    }
  }]
}
  

  {
  "данные": [{
    "type":"Отчет о транзакциях",
    "атрибуты": {
      "рекламодатель": "22",
      "идентификатор транзакции": "202030
694",
      "transactionDate": "04.11.2020 08:19:07",
      "adsetName": "crm-conversion-fil-rouge-famille",
      "advertiserName": "laredoute",
      "eventType": "клик",
      "eventDate": "01.11.2020 22:42:29",
      "attributedTransaction": "Верно",
      "валюта": "JPY",
      "сумма": "15193.4412",
      "crossDeviceTransaction": "Нет"
    }
  }]
}