Что такое консенсус Накамото и как он влияет на Bitcoin

Инновация Сатоши Накамото позволила достичь глобального консенсуса без централизованной власти, создав первую по-настоящему свободную денежную систему.

Одной из самых уникальных особенностей Bitcoin является его консенсусный алгоритм, который установил прецедент для одноранговой валютной системы Byzantine Fault Tolerant (BFT). Наиболее распространенным определением алгоритма консенсуса Bitcoin, точнее определения, на которое указывают большинство онлайн-источников, является доказательство работы (PoW), механизм консенсуса, который полагается на участников, решающих криптографические головоломки для проверки новой информации.

Хотя PoW является важной частью общей модели консенсуса Bitcoin, он не охватывает всего того, как новые блоки добавляются в цепочку блоков. Скорее, PoW является частью более крупного алгоритма консенсуса, который широко известен как «Консенсус Накамото», названный в честь псевдонима создателя самого Bitcoin. Консенсус Накамото — это то, что отличало Bitcoin от бесчисленных реализаций цифровых валют, которые были до него, таких как DigiCash или b-money. Уникальная модель консенсуса Bitcoin позволила ему стать первой системой BFT (византийской отказоустойчивой), которая могла масштабироваться органическим способом и, таким образом, установила прецедент для последующих криптовалют, которые продолжают использовать вариант консенсуса Накамото для поддержки своих протоколов.

Значительная часть консенсуса Накамото, по крайней мере, в Bitcoin, — это PoW. PoW относится к криптографическому механизму, который полагается на то, что участники могут решать сложные вычислительные задачи, чтобы иметь более высокую долю в сети. В случае с Bitcoin PoW, по сути, представляет собой распределенный способ для участников сети определить наиболее действительный блок. Каждый участник (или майнер) P пытается найти допустимое решение для предстоящего блока транзакций. Это включает в себя поиск значения h, например, когда h хешируется с помощью алгоритма хеширования SHA-256, требуемое значение найдено. Часто это итеративный процесс; одноразовые значения (числа, используемые один раз) добавляются в конец хешируемой строки каждый последующий раунд, пока не будет дано требуемое значение. Один раз удается найти решение для PoW, они транслируют свой блок в остальную часть сети, где он затем утверждается, если ни одна из транзакций внутри уже не была потрачена на основе метки времени. Затем получает вознаграждение в Bitcoin в качестве компенсации за количество вычислительных мощностей, которые они потратили на проверку следующего блока транзакций.

Майнинг в Bitcoin — это действительно выделение определенного количества вычислительных ресурсов с единственной целью решения сложных вычислительных задач и проверки новых блоков. Чем больше вычислительная мощность у отдельного узла, тем больше вероятность, что он найдет правильное значение для хэша SHA-256 и, таким образом, решит криптографический хеш, связанный с PoW этого конкретного блока. PoW позволяет Bitcoin быть как полностью децентрализованным, так и полностью безопасным. Любой желающий может участвовать в процессе майнинга без необходимости заранее владеть определенным количеством Bitcoin для этого. Фактически, совершенно неизвестно, кто станет победителем следующего вознаграждения за майнинг в любой данный момент времени, а дополнительная вычислительная мощность служит только для увеличения вероятности того, что отдельный узел будет успешным. Более того, процесс майнинга также стимулирует узлы действовать честно из-за вознаграждений, связанных с широковещательной передачей правильного блока.

Это означает, что для того, чтобы захватить сеть, злоумышленник должен контролировать более 51% вычислительной мощности / мощности хеширования в сети и предотвращать проверку законных блоков. Это широко известно, как «атака 51%». Из-за текущего размера сети Bitcoin экономические затраты на накопление более 51% мощности хэширования, присутствующей в настоящее время в сети, велики и, следовательно, чрезвычайно трудны.

Вторая часть консенсуса Накамото — это то, что позволило Bitcoinу стать первой масштабируемой валютной платформой BFT. Консенсус Накамото уделяет большое внимание самой длинной цепочке, утверждая, что самая длинная цепочка, которая также действительна в соответствии с отметками времени (например, ни один из блоков не является недействительным из-за двойной транзакции), является наиболее законной, так как у нее самый большой количество выделенных ему вычислительных ресурсов. Это вводит доверие в систему, в противном случае не имеющую доверия, что позволяет сети Bitcoin функционировать без централизованного управления. Например, если участник был неактивен или недавно присоединился, он может просто принять текущую самую длинную цепочку в качестве доказательства того, что произошло ранее в сети. Им не нужно полагаться на третью сторону или какое-либо учреждение; скорее, они просто начинают строить самую длинную действительную цепочку, таким образом получая возможность получать вознаграждение, предлагая вычислительно допустимый блок.

Фактически, «правило самой длинной цепочки», как его окрестило сообщество криптовалют, позволило Bitcoin добиться успеха там, где предыдущие цифровые валюты PoW потерпели неудачу. Это позволило участникам быть уверенными в сети, а также установить стандарт, согласно которому майнеры могли начинать присоединяться и уходить по своему желанию, не обращаясь к властям. Правило самой длинной цепочки было принято многочисленными системами цифровых активов и блокчейнами, которые пришли после Bitcoin. позволил Bitcoin добиться успеха там, где предыдущие цифровые валюты PoW потерпели неудачу. Это позволило участникам быть уверенными в сети, а также установить стандарт, согласно которому майнеры могли начинать присоединяться и уходить по своему желанию, не обращаясь к властям. Правило самой длинной цепочки было принято многочисленными системами цифровых активов и блокчейнами, которые пришли после Bitcoin. позволил Bitcoin добиться успеха там, где предыдущие цифровые валюты PoW потерпели неудачу. Это позволило участникам быть уверенными в сети, а также установить стандарт, согласно которому майнеры могли начинать присоединяться и уходить по своему желанию, не обращаясь к властям. Правило самой длинной цепочки было принято многочисленными системами цифровых активов и блокчейнами, которые пришли после Bitcoin.

Консенсус Накамото в конечном итоге произвел революцию как в цифровой валюте, так и в современной криптографии, представив масштабируемое решение BFT, что позволило Bitcoin добиться успеха в качестве системы одноранговых транзакций, не требующей доверия. В частности, консенсусу Накамото удалось создать стандарт измерения достоверности блокчейна: количество затраченных на него вычислительных ресурсов. Хотя модель консенсуса Накамото подверглась справедливой критике, в основном из-за ее тенденции допускать разветвление цепочки, она остается одним из самых эффективных и успешных механизмов консенсуса среди децентрализованных сетей. Присоединяя ограниченный ресурс (вычислительную мощность) к блокчейну, консенсус Накамото дает Bitcoin неявную ценность, безопасность и доверие по сравнению с другими валютными системами.