Was ist Nakamoto Konsens? Complete Ratgeber für Anfänger

Konsens-algorithmen sind entscheidend, um die überprüfung der Authentizität von blockchain-Plattformen und sind in den Prozess des Aufbaus Vereinbarung zwischen einem Netzwerk von sich gegenseitig misstraut Teilnehmer.

Erstellt von Satoshi Nakamoto für Bitcoin, Nakamoto Konsens bezieht sich auf die Gruppe von Regeln, die in Verbindung mit dem Nachweis der Arbeit der Konsens-Modell im Netzwerk, für die Konsens-Mechanismus und damit seine trustless Natur. Dabei Bitcoin wurde der erste Byzantine Fault-Tolerant (BFT) offenen und verteilten Peer-to-Peer (P2P) Netzwerk, welches ein verteiltes Netzwerk von anonymen Knoten, die sind frei zu verbinden und das Netzwerk verlassen.

Byzantinische Fehlertoleranz (BFT)

Inhalt

  • 1 byzantinische Fehlertoleranz (BFT)
  • 2 Wie Funktioniert Nakamoto Konsens Arbeiten?
  • 3 Proof of Work
  • 4 Block-Auswahl
  • 5 Knappheit
  • 6 Anreiz-Struktur
  • 7 Fazit

Byzantinische Fehlertoleranz ist die Fähigkeit eines verteilten computer-Netzwerk zu bleiben, fault tolerant mit Gültiger Konsens trotz mangelhafter information oder der Defekten Komponenten des Netzwerks. Vor der Bitcoin, der einzige Weg, zu halten BFT, P2P-Netzwerk wurde durch den Einsatz einer geschlossenen oder semi-geschlossenen Gruppe von Knoten. Darüber hinaus werden traditionelle BFT algorithmen wie Praktische byzantinischen Fehlertoleranz (pBFT) verwenden eine andere Knoten-Auswahl-Methode, als das, was derzeit auf Nakamoto Konsens.

Die Aufrechterhaltung der BFT in einer offenen und verteilten Netzwerk, wie eine so groß wie Bitcoin erfordert die Verwendung einer bestimmten Reihe von Regeln, die sich auf beiden Kryptographie und Spieltheorie mechanik, um die trustless Umgebung notwendig, um dezentralen Konsens über ein Netzwerk von value-transfer.

In pBFT Systeme, die Konsens-Modell funktioniert nur in kleinen Gruppen von geschlossenen Knoten (~50), wo es eine erhebliche Menge von Kommunikations-overhead, der verhindert, dass diese Konsens-Modellen in der Lage, Sie zu betreiben, zu skalieren. Konsens in Systemen mit beliebiger Fehler in der Regel erfordert eine spezielle voting-system zu helfen, eine Einigung durch Konsens. In Bezug auf die kryptogeld-Plattformen nutzen pBFT Konsens-Modellen, diese voting-Mechanismus basiert auf einem system von rotierenden „Führer“ Knoten in einem round-robin-format. Da das system besteht aus einem Netzwerk von begrenzten, geschlossenen Knoten, es ist trivial für diese Knoten effizient miteinander kommunizieren und ermitteln, wer der „leader“, vor jedem neuen block ist.

Practical Byzantine Fault Tolerance

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Wenn ein leader in böser Absicht, Sie entfernt werden können durch eine Mehrheit von Knoten. Aber dies ist offensichtlich nicht eine gute Skalierbarkeit in einem system wie Bitcoin, wo der Konsens über die gesamten Status der blockchain und Gültigkeit alle seine Transaktionen verteilt sich auf Tausende von Knoten auf der ganzen Welt, die ständig verbinden und trennen vom Netz. Weiter braucht es eine inhärente Kosten für die Teilnahme an diesem system Konsens zu entmutigen Teilnehmer handeln in einer bösartigen Art und Weise.

Also, um für Bitcoin zu bedienen wie eine byzantinische, fehlertolerantes P2P Netzwerk führte er ein PoW-mining-Konsens-Algorithmus in Verbindung mit einem bestimmten Satz von Regeln, die den Mechanismus, um das zu erreichen trustless Konsens über das Netzwerk. Dies ist gekommen, um klassisch genannt Nakamoto Konsens.

Wie Funktioniert Nakamoto Konsens Arbeiten?

Nakamoto Konsens gebrochen werden kann unten in etwa 4 Teile.

  • Proof of Work (PoW)
  • Block-Auswahl
  • Knappheit
  • Incentive-Struktur

Durch die Zusammenführung und Harmonisierung der 4 Komponenten des Bitcoin ermöglichen es verteilten Netzwerk für Wert übertragen, der er ist. Es arbeitet mit trustless Konsens und wird auch sicher bleiben, solange die Mehrheit der Leistung dazu beigetragen, den mining-Prozess in den Händen der ehrliche Bergleute, wie Sie gleich sehen werden.

Proof of Work

Insgesamt ist das wichtigste, der Motor Konsens in der Bitcoin ist der Beweis der Arbeit der Konsens-Protokoll. Grundsätzlich Bergleute verwenden Sie eine spezifische voller Knoten zu konkurrieren, die im Bergbau Blöcke, um zu verdienen, der block Belohnung, die ausgegeben wird, für jedes erfolgreich abgebaut und validiert block. Die Kosten für diese mining-Prozesses ist Strom, das hat einen echten finanziellen Wert, so dass die ausgegebenen BTC für jeden abgebauten block einen inhärenten Wert.

Bitcoin Mining

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PoW in Bitcoin ist entworfen, um zu verhindern, dass doppelte Ausgaben. Während die digitale Signatur Schema innerhalb der UTXO Modell bietet eine nachprüfbare Eigentum der Transaktion Ausgänge ausgegeben werden, es nicht ermöglichen, Vermeidung von Doppel-Ausgaben. Die blockchain ist eine Kette von mit Zeitstempel versehene Daten-Blöcke die Transaktionen mit jedem block Hash des vorherigen. Dies bietet die Unveränderlichkeit der blockchain, aber wie können Sie sagen, wenn die Kette, die Sie auf die richtige Kette? Dies ist, wo PoW kommt.

Beitrag zum mining basiert auf Rechenleistung, mehr power im Netzwerk, die Sie haben, desto wahrscheinlicher werden Sie, um mir einen block. Jedoch, der Prozess ist stochastisch, also es ist im Grunde eine Lotterie mit Zufall, wer gewinnen wird, so ist es unmöglich zu wissen, wer gewinnt die nächste Runde und die Kosten für die Teilnahme wird weiter zunehmen. Da dieses Modell, die längste Kette als gültige Kette, da kam es aus dem größten pool von Rechenleistung. Die Validierungsregeln gewährleisten, dass die vorgeschlagenen Blöcke verfügen über die notwendige rechnerische Arbeit durchgeführt, um akzeptiert zu werden. Weiter, so lang wie die längste Kette und die Mehrheit des Netzwerk-hashing-power wird gesteuert durch ehrliche Knoten, die ehrlich Kette die am schnellsten wachsen und schneller als konkurrierende Ketten.

Das Ergebnis dieses Systems ist, dass, sobald die kryptographischen Rätsel für die Bergbau-Runde ist gelöst, ein Bergmann schlägt den block an, das Netzwerk überprüft der block, wenn alle Transaktionen innerhalb des Blocks werden nicht doppelt ausgegeben werden, und der block wird Hinzugefügt, um die längste Kette. Mit einem massiven verteilten Netzwerk wie Bitcoin ist, die Kosten der Angriff auf das Netzwerk über einen 51% Angriff ist enorm und wächst nur größer als Netzwerk weiter zu wachsen.

51% Attack Calculator

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Block-Auswahl

Die block-Auswahl-Prozess genutzt, der von Nakamoto Konsens ist einer der wichtigsten Komponenten, die unterscheidet es von anderen Konsens-Modellen. Da das Modell basiert auf einem PoW-design, block-Auswahl-Prozess bezieht sich ausdrücklich auf den „Lotterie“ – Prozess für die Bergleute Wettbewerb zu gewinnen, um die block-Belohnung für den Bergbau auf den nächsten block.

Denken Sie daran, in pBFT der block leader ausgewählt ist, durch ein Abstimmungsverfahren ersetzt und in einem round-robin-Stil-format in jeder Runde. Es gibt keine mining in diesem system werden die Blöcke ausgewählt werden Hinzugefügt, um die Kette durch den Führer und müssen genehmigt werden, die von mindestens ⅔ der anderen Knoten. Bei Bitcoin gibt es kein voting-Prozess zu bestimmen, die blockwarte. Stattdessen verwendet es ein Kryptographisches puzzle basiert auf Inkrementieren eines nonce in den block, bis der richtige Wert für die sperren-hash und die erforderlichen null-bits am Anfang des nonce erreicht ist.

Die Bergleute im Netz konkurrieren, dieses Rätsel zu lösen und als Erster die Lösung hat, gewinnt die Runde der Lotterie. Der block wird dann propagiert, indem der Bergmann über das Netzwerk zu den anderen Minen, die implizit Abstimmung zu akzeptieren, wird der block als gültig durch hinzufügen den block auf die längste Kette. Ein Ergebnis dieses Prozesses ist die Beseitigung potenzieller Dritter Einfluss auf ein block-Führer, weil der Prozess ist zufällig, und der Führer kann nicht vorhergesagt werden. Der einzige Weg, um die Lotterie zu gewinnen, ist durch den Beitrag von hashing-Leistung an das Netz in der Hoffnung gewinnen, und wenn Sie nicht gewinnen, der aufgewendeten Energie wird zu einem versunkenen Kosten, indem auf die anreizstruktur des Bergbaus. Es wird eine inhärente Kosten für die teilnehmenden, ob Sie erfolgreich mine blockiert oder nicht.

Knappheit

Vor inflationären Währungen, die aus dem fractional reserve banking-system dominiert den globalen Währungs-Szene, Edelmetalle, waren die wichtigste form der Wert-Speicherung und-Handel. Einer der Hauptgründe, dass Sie verwendet wurden, und behalten Sie dennoch Ihren historischen Wert (finde gold und Silber), weil Sie knapp sind. Sie sind nicht nur selten zu finden, aber es erfordert Anstrengung (PoW oben) zu mir, und nutzen Sie Sie.

Knappheit in der Bitcoin ist auf der Grundlage dieser Prämisse durch die Begrenzung der Gesamtzahl der Bitcoin, abgebaut werden, um 21 Millionen Euro. Darüber hinaus Bitcoin kann nur in das system injiziert, die durch den mining-Prozess, und es folgt eine deflationäre System, wo der block reward halbiert sich alle als 210.000 Blöcke (~4 Jahre).

Incentive-Struktur

Die deflationären design von Bitcoin schafft ein Anreizsystem zur langfristigen Interessen von Besitzern von Bitcoin und Teilnehmer im Bitcoin-Netzwerk noch sicherer zu validieren und das Netzwerk und unterstützt das Wachstum im Wert des Bitcoin selbst. Die deflationäre Natur der Bitcoin erstellt auch eine iterierten Spiel-Theorie-Modell, in denen die Zusammenarbeit zwischen Individuen innerhalb des Netzwerkes optimal ausgerichtet durch Interessen getrieben von der deflation in die langfristige.

Bergleute sind Anreiz zur Validierung und Sicherung der Netzwerk-ehrlich gesagt, als Belohnung erhalten Sie für mining ein Bitcoin-block ist. Wenn der Wert des Bitcoin sinkt oder die das Netzwerk kompromittiert, es wirkt sich auf Ihre unteren Zeile.

Wichtig ist, Bitcoin, unter Verwendung Nakamoto Konsens, ist eine sozial skalierbares Netzwerk. Durch Anreiz-designs, PoW, und legt Vorschriften für die mechanik zu erreichen trustless Konsens, Bitcoin überwindet die inhärenten Probleme in der menschlichen Natur zu werden, eine zuverlässige und legitime Quelle der intrinsische Wert.

Fazit

Nakamoto Konsens ist der erste Konsens-Mechanismus, angewendet auf verteilte ledger-Systeme, da es zeitgleich mit der Erfindung der blockchains und ist benannt nach dem mysteriösen Architekten. Der Begriff „blockchain“ ist wahllos herumgeworfen in diesen Tagen, wie eine Lösung für jedes problem unter der Sonne.

Blockchains sind ein wichtiger Bestandteil von cryptocurrencies, jedoch Ihr gewaltiges Potenzial nicht möglich wäre, ohne Verbindung mit anderen Komponenten der Plattformen. In Bitcoin und einige andere Bestätigung für die Arbeit cryptocurrencies, das ist Nakamoto Konsens, und es ist wichtig, die Entwicklung einer sozial skalierbare Netzwerk wie Bitcoin.

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