Hur fungerar en #blockchain?

Hur Bitcoin Blockchain fungerar

En kalkylarkanalogi

Föreställ dig en blockchain som ett kalkylark. Alla har tillgång till data i varje enskild cell och sparar en kopia på sin persondator. Data i kalkylbladet delas mellan flera personer. Ingen kan dock ändra en enskild cell eller ändra den befintliga informationen. I blockchain-världen kallar vi detta ”oföränderligt” – oförmågan att ändra eller modifiera något över tiden. 

Tänk dig nu att du ville lägga till en ny cell i kalkylbladet. Detta kräver godkännande från medlemmar som har tillgång till kalkylbladets data. När en majoritet av kalkylägsägarna godkänner den nya cellen, läggs data till i huvudkalkylarket. 

Tillbaka till Bitcoin

Bortsett från kommer du att märka att vi använder “Bitcoin” med versaler B för att hänvisa till den övergripande blockchain och “bitcoin” med gemener b för att hänvisa till Bitcoin-nätverkets kryptovaluta. 

Låt oss sedan tillämpa ovanstående begrepp för att ytterligare förstå hur Bitcoin blockchain fungerar. Om Alice handlade en bitcoin till Bob skulle den transaktionen registreras i Bitcoin-blockboken. Att visa huvudboken skulle visa hur mycket bitcoin utbyttes när transaktionen inträffade och motsvarande bitcoinadresser till Alice och Bob som skickade och tog emot transaktionerna. 

Bitcoin Miners

När en transaktion har gjorts måste den verifieras av personer som kallas gruvarbetare. När en transaktion inträffar – såsom Alice: s transaktion med Bob – grupperas den i ett matematiskt skyddat “block” med andra transaktioner som har hänt inom samma tidsram. Gruvarbetare använder sedan datorer med otrolig datorkraft för att lösa blocket matematiskt. De första gruvarbetarna som löser blocket och validerar transaktionerna belönas med bitcoin. Detta är det enda sättet som bitcoin kan skapas. Slutligen är varje block anslutet till det tidigare verifierade blocket, vilket skapar en kedja av block, därav namnet blockchain (vi vet, super kreativt). 

En sak till som du behöver förstå om blockkedjan är att den är oföränderlig, vilket innebär att när informationen har lagts till i ett block kan den aldrig (som aldrig någonsin) ändras. I en praktisk tillämpning, när Alice byter sin bitcoin och transaktionen har verifierats, kan hon inte få tillbaka den eller avbryta affären. Det är borta. Det är dock värt att notera att detta gynnar individer och företag som hanterar kreditkortstransaktioner, som inte avvecklas förrän senare. En skadlig person som använder ett kreditkort kan köpa en artikel och sedan avbryta transaktionen och lämna en person eller ett företag med förlorade intäkter.   

Konsensusalgoritm 

När Alice byter sin bitcoin till Bob representeras transaktionen som ett block som måste sändas till blockchain-nätverket. Blockchain-nätverket består av noder eller deltagare i nätverket som validerar och vidarebefordrar transaktioner för att överföra information.  

Alla noder drivs frivilligt och används för att verifiera rätt transaktioner på blockchain. Noder följer konsensusregler, vilket är regler som överenskommits av samhället. En ändring av konsensusreglerna kräver att 95% av samhället godkänner det, vilket gör det oerhört svårt för en grupp att ändra Bitcoin-programvaran. Andra konsensusalgoritmer kräver en lägre procentsats för att ändra programvaruprotokollet. Noder vidarebefordrar blocktransaktioner och valideringar till andra noder så att nätverket förblir uppdaterad. Noder bryter inte bitcoin. Men alla gruvarbetare driver vanligtvis en fullständig nod för att validera och vidarebefordra bitcoin-transaktioner effektivt. Eftersom både gruvarbetare och icke-gruvarbetare utför validering och vidarebefordran av operativa noder deltar de alla i konsensusprocessen. 

Bitcoin Mining 

Bitcoin gruvarbetare verifierar legitima transaktioner och skapar ny bitcoin som belöning för sitt arbete. 

En transaktion anses verifierad när gruvarbetaren löser ett kryptografiskt (matematiskt) pussel. Bitcoin använder ett protokoll som kallas proof of work, som har ett brett mål att förhindra cyberattacker från en enda enhet eller grupp. Mer specifikt använder Bitcoin Secure Hash Algorithm 256 bit (SHA-256). Datorchips kan köra algoritmen SHA-256 för att generera en utgång, som kallas ”hash”. Hashing, processen att skapa flera hash, används för att lösa det matematiska problemet, där slutsvaret är det kända och förväntade hashvärdet. 


Ett förenklat exempel 

  • För att lösa problemet måste hashvärdet börja med tre nollor: “000”
  • Ingången varierar sedan varje nummer som hittar en matchning för en “lösning” 
  • Det tar 6518 försök att hitta ett värde som har ”000” i de tre första siffrorna. 

Lösning 1 ——— 088djldkh2h5h3kjhk24gd5h2h5h3kjhk24gd5kh2h5h

Lösning 2 ——— 73485jfljroi5635h3kjhk24gd5we94ee356h2hkh2h5h

Lösning 3 ——— d89sdf8sge9nxc894opl8qjroi5635h3kjhk24gd5we94

……

Lösning 6517 ——— 088djldkh2h5h3kjhk24gdjroi5635h3kjhk24gd5we

Lösning 6518 ——— 00088djldkh2h5h3kjhk24gdjhk24gd5h2hk24g4f4

Med tanke på inmatningen från “Lösning 6518” kan alla gruvarbetare verifiera att detta onekligen skapar en hash med tre nollor i de tre första siffrorna. Den första gruvarbetaren som löste detta problem skulle sända sitt svar till nätverket och belönas med bitcoin. Blocket skulle sedan betraktas som verifierat och det skulle läggas till blockchain. Detta pussel är en representation av den typ av pussel som en Bitcoin-gruvarbetare skulle behöva lösa och inte ett riktigt pussel. 

Bekräftelsessvårighet

Ett vanligt Bitcoin-block kräver miljontals hash för att lösa pusslet. I Bitcoin blockchain förändras pusselns komplexitet var 2016 block för att säkerställa att den genomsnittliga blockbekräftelsestiden tar tio minuter. Därför är det möjligt för problemet att bli lättare att lösa om bekräftelser konsekvent tar längre tid än tio minuter. Även om problemen vanligtvis blir mer utmanande att lösa, vilket har gjort det mycket dyrt och mycket tidskrävande att bekräfta block. 

Inledningsvis skulle bitcoin kunna brytas med datorchips av konsumentkvalitet. Men på grund av denna ökade svårighet kräver bitcoinbrytning för närvarande enorm hashkraft, och industrin använder applikationsspecifika integrerade krets (ASIC) chips. ASIC anpassas specifikt för bitcoinbrytning, snarare än allmänna funktioner. Dessa marker är också oerhört dyra, vilket har resulterat i en utvald grupp eller pool av gruvarbetare som dominerar lejonens andel av bitcoin-gruvaktiviteten. 

Blockera för Block

En annan viktig aspekt är att varje block innehåller den lösta hashen från föräldern eller föregående block. Varje nytt block kräver moderblockets hash, vilket säkerställer en kronologisk blockordning. Till exempel är block 30: s hash nödvändigt för block 31. Block 31 kan inte existera förrän block 30 har verifierats och lagts till blockchain. Detta garanterar att varje block är anslutet hela vägen tillbaka till det första blocket, som vanligtvis kallas “genesblock.” För att ändra ett enskilt block krävs att varje föregående block ändras samtidigt. Slutligen är varje block oföränderligt, vilket återigen betyder att när en transaktion inträffar kan den inte återföras. Detta säkerställer ytterligare att blocken inom blockchain inte kan ändras när de väl har lagts till. 

Tillförsel

Tillförseln av Bitcoin är begränsad till 21 miljoner bitcoins, vilket beräknas ske omkring år 2140. Mängden bitcoin som belönas gruvarbetare halveras var 210 000 kvarter. Därför kommer belöningen att fortsätta att splittras tills den tjugo miljoner miljon bitcoin skapas, då gruvarbetare bara får transaktionsavgifter. 

Varför fuskar inte gruvarbetare? 

Bitcoin är djupt rotad i kryptografi, datavetenskap, ekonomi och olika andra discipliner. En av dessa discipliner råkar vara spelteori, som använder matematiska modeller för att förutsäga hur rationella spelare kommer att reagera när de får individuella val eller situationer. Bitcoin använder spelteorikoncept för att uppmuntra miners och användares önskade handling.

Hur Ethereum skiljer sig från Bitcoin

Blockchain förklaras av Joe Lubin

Hur Ethereum skiljer sig från Bitcoin

Kolla på video

Hur Ethereum Blockchain fungerar

Ethereum blockchain fungerar på samma sätt som Bitcoin blockchain, men med flera viktiga skillnader. 

Konton: Plånboksadresser

Det finns två typer av Ethereum-konton:

  • Kontraktskonton
  • Externt ägda konton (EOA)

Externt ägda konton liknar Bitcoin-adresser och styrs av privata nycklar. Ethereum-konton har också både offentliga och privata adresser som användare kan interagera med för att överföra eter. Kontraktskonton, som används för att kommunicera med smarta kontrakt, styrs av deras kontraktskod och aktiveras via en EOA. Ether krävs för varje transaktion i nätverket (kontraktskonton och EOA) för att förhindra skadliga attacker, t.ex. nätverksspammning. 

Transaktioner

Ethereum-nätverket kräver att användarna betalar en transaktionsavgift när de använder blockchain. Detta skyddar Ethereum-blockkedjan från oseriösa eller skadliga beräkningsuppgifter, till exempel användare som spammar nätverket med en överbelastning av värdelösa transaktioner. Ju mer komplex transaktionen (fler rader kod) desto dyrare blir avgifterna. Dessa avgifter betalas i eter (ETH) och kallas ”gaspriset”. 

Ethereum Network

Liksom bitcoin använder Ethereum noder som drivs frivilligt för att verifiera rätt transaktioner på blockchain. Noder innehåller information som: 

  • hela Ethereums transaktionshistorik
  • den senaste informationen om läget för smarta kontrakt
  • kontosaldot
  • och mycket mer

Det finns två typer av noder

  • A full nod synkroniserar blockkedjan genom att ladda ner hela kedjan, från Genesis-blocket (första blocket) till det aktuella blocket. 
  • A ljus nod laddar inte ner hela kedjan, men kan ändå effektivt verifiera transaktioner. 

Noder bryter inte Ethereum blockchain. Men alla gruvarbetare kör vanligtvis en full nod för att validera och vidarebefordra Ethereum-transaktioner effektivt. Eftersom både gruvarbetare och icke-gruvarbetare utför validering och vidarebefordran av operativa noder deltar de alla i konsensusprocessen. 

Ethereums virtuella maskin

Grunden för dessa programmerbara applikationer är Ethereum Virtual Machine (EVM), som är den körbara och pålitliga miljön för smarta kontrakt. EVM utför ett kontrakt med de regler som utvecklaren ursprungligen programmerade, till exempel att skicka pengar från Alice till Bob. Nätverket består av tusentals datorer som bearbetar genomförandet av programmen. Därför kör varje nod i Ethereum-nätverket faktiskt EVM, och följaktligen kör varje nod samma kod. EVM kan köra dessa program via ett bytecode-språk. Men utvecklare kan också använda Ethereum-programmeringsspråket Solidity för att skriva smarta kontrakt och andra mer avancerade applikationer. 

Hur fungerar Ethereum Mining?

Ethereum-gruvarbetare verifierar legitima transaktioner och skapar ny eter som belöning för sitt arbete. 

En transaktion anses verifierad när gruvarbetaren löser ett kryptografiskt (matematiskt) pussel. På samma sätt som Bitcoin använder Ethereum ett proof of work (PoW) -protokoll, som har ett brett mål att förhindra cyberattacker från en enda enhet eller grupp. En anmärkningsvärd skillnad mellan Bitcoin mining och Ethereum mining är blockbekräftelsestiden. Medan en Bitcoin-bekräftelse kräver i genomsnitt 10 minuter, bekräftas ett Ethereum-block på cirka 14 sekunder. Och precis som Bitcoin justerar algoritmen automatiskt svårigheten för de kryptografiska problemen så att den genomsnittliga blocktiden är 14 sekunder. 

Med Bitcoin arbetar gruvarbetare ofta för att bryta samma block och ibland bekräftas dessa block vid mycket liknande tidpunkter, i vilket fall det första är en belöning och läggs till i den befintliga kedjan, medan det andra bekräftade blocket kallas en “föräldralös”. 

I Bitcoin är de föräldralösa blocken oftast värdelösa och inte en del av huvudkedjan. Ethereum arbetar med ett liknande koncept som kallas GHOST (Greedy Heaviest Observed Subtree) -protokollet, vilket i huvudsak betyder att kedjan med mest beräkning gjort på den (inte nödvändigtvis den längsta) är den viktigaste Ethereum-blockkedjan. 

Ethereums snabba blocktid resulterar i en ökning av antalet föräldralösa block, som kallas “farbröder” på Ethereum blockchain. Huvudskillnaden är att Ethereum stimulerar gruvbröder och ger en belöning, i motsats till Bitcoin, som bara belönar det första bekräftade blocket.

Gruvdunkar ger två betydande fördelar

  • Det minskar centraliseringen genom att stimulera enskilda gruvarbetare att bryta föräldralösa kvarter, vilket innebär att de inte behöver vara en del av en stor gruvpool eftersom de fortfarande kan få en belöning. 
  • Det ökar kedjans säkerhet eftersom alla block, inklusive farbröder, måste följa samma gruvprotokoll, vilket ökar mängden arbete på huvudkedjan (tyngsta). 

Bevis på insats

Ethereum-nätverket använder för närvarande proof of work-algoritmen och kommer att övergå till att använda en proof of stake-algoritm som heter Casper.. 

Proof of stake (PoS) är en konsensusalgoritm som kräver att varje gruvarbetare äger en andel i den ursprungliga valutan, eter i det här fallet. Det är värt att notera att inte alla PoS-protokoll är desamma, men liknar det grundläggande konceptet. Bevis för arbete (PoW) -protokoll, som Bitcoin, belönar gruvinsats (valideringar) med enskilda bitcoins. Proof of Stake Casper-algoritmen är ett smart kontrakt, där gruvarbetarna – nu kallade “validerare” – måste skicka en insättning eller “insats” till Casper-kontraktet. Validerarna eller spelarna turas nu om att föreslå och rösta på nästa block, var och en har en röst per block. Rösterna viktas också av insatsens storlek, så en validerare som spelar 100 ETH kommer att ha en mer meningsfull röst än en validerare som spelar 40 ETH. Om dessa validerare producerar något som Casper-protokollet anser vara ogiltigt, förlorar validerarna sin insats, vilket uppmuntrar validerare att följa samförstånd. 

Vad är eter?

Låt oss säga att du vill köpa eter, den kryptokurrency som är infödd i Ethereum blockchain. Det enklaste sättet att göra det skulle vara att skapa ett konto på ett av många allmänt använda kryptovalutabörser, som Coinbase eller Kraken. Dessa utbyten låter dig ställa in en Ethereum-plånbok så att du kan köpa, sälja, skicka och ta emot eter från alla andra som också har en blockchain-plånbok som kan skicka och ta emot eter.

När du köper eter blir din transaktion en del av ett block på Ethereum blockchain. Detta block innehåller ett register över de senaste Ethereum-transaktionerna som har ägt rum var som helst i världen av alla som driver Ethereum-protokollet. Den innehåller också en kryptografisk hash (en matematisk algoritm) -post för det senast validerade blocket på Ethereum blockchain.

Detta block med din transaktionspost blir inte en del av Ethereum blockchain förrän en av de många datorer som kör Ethereum-nätverket löser eller upptäcker den kryptografiska hash som matchar den unika hash som är knuten till det blocket. Denna lösningsprocess är allmänt känd som “gruvdrift”. När hashen är löst eller upptäckt läggs blocket med din transaktionspost omedelbart till slutet av blockchain som upprätthålls av var och en av dessa datorer och din transaktion blir en del av Ethereum blockchain: s permanenta post.

Det är värt att notera att “eter” och “Ethereum” ofta används omväxlande för att hänvisa till kryptovalutan som fungerar på Ethereum blockchain. Detta är inte tekniskt korrekt, eftersom eter är termen för kryptovaluta-token som används på Ethereum blockchain-plattformen. Om vi ​​skulle representera detta förhållande i termer av datorprogramvara (vilket det är), skulle Ethereum vara operativsystemet och eter skulle vara applikationen. I en icke-datorprogramvaranalogi är Ethereum jämförbar med ett fordon medan eter fungerar som det bränsle som driver och gör det möjligt för maskinen att köra effektivt.

Läs mer om blockchain-teknik

  • Kunskapsbas Vad är Ethereum?
  • Enterprise EthereumBlockchain Användningsfall och applikationer efter bransch
  • ConsenSys AcademyBlockchain och Ethereum-utbildning för nybörjare, utvecklare och företag

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
Adblock
detector
map