SebeRemont - Всё о ремонте и строительстве

Как работает алгоритм Bitcoin Cash

От автора: функционирование криптовалют построено на криптографии, что само собой подразумевает использование каких-то способов шифрования. Для Bitcoin Cash алгоритм был выбран тот же, что и для BTC. Главная причина — высокая степень защиты. Но что в него добавили, и какие были последствия?

Пришел на помощь

Создание Bitcoin Cash обусловлено большим количеством сложностей в сети Bitcoin, таких как перегруженность мемпула и дорогие транзакции. Хард форк не сильно разгрузил сам блокчейн Биткоина, однако в своей среде он предоставляет лучшие условия.

Это стало возможно, в основном, благодаря увеличенному размеру блока. Ведь большинство факторов полностью совпадают с Биткоином. Каковы же совпадения и, самое главное, совпадения в их технических показателях?

Алгоритм

Биткоин Кэш использует один из самых сложных алгоритмов майнинга — SHA-256. История такова, что первоначально АНБ США был разработан SHA-2, а лишь в 2012 была выпущена редакция нынешнего варианта. Он имеет некоторые улучшения, однако, общий принцип построения функции не изменился.


Технология блокчейн и криптовалюты. Быстрый старт

Получите книгу и узнайте все основы технологии блокчейн и криптовалюты за один вечер

Скачать книгу

Не вдаваясь во все сложности структуры, можно сказать, что задачей является сложение значений определенной длины из огромного массива данных. То есть, при хешировании берется, образно говоря, 10000 данных и сводится до 256 бит.

Это можно сравнить с рассказом краткого содержания произведения преподавателю: если вы передадите его в упрощенном виде и сохраните смысл, получите «отлично», если нет — неуд. При решении функции, если все будет сведено к верному значению — вам выплатят награду в 12.5 Биткоин Кэш (если речь идет именно о майнинге), если нет — не получите ничего.

Особенностью данного алгоритма является то, что для решения каждого нового блока уходит примерно 10 минут. Это сделано с целью предотвращения атаки на сеть и, соответственно, повышения уровня безопасности.

Кроме того, сложность майнинга этого алгоритма заключается в том, что найти правильное значение невозможно путем решения какого-то конкретного примера. Это возможно сделать лишь перебором всех существующих значений и их подстановкой к исходному массиву.

То есть, допустим, есть исходное значение А, которое равно 100. Всего один вариант будет меньше 100, и именно он является правильным. Но вариантов результата очень много. Через вычислительные мощности оборудования подряд перебираются все значения, и когда будет найдено верное, хеш-функция будет решенной.

Докажи, что майнер

При майнинге криптовалюты важен не только алгоритм, но и протокол. Их существует около 10 (Proof of Work, Proof of Stake, Delegated Proof of Stake, Power of Attorney и другие). Некоторые из них сложные и требовательные, другие простые и иногда даже не нуждаются в использовании вычислительных мощностей.

Однако, в Биткоин Кэш используется один из самых сложных — Proof of Work (PoW). Работу можно охарактеризовать в два пункта:

  • обязательно использовать мощное оборудование и проводить сложные вычисления;
  • результаты проверяются достаточно быстро.

То есть, от имеющихся у вас мощностей зависит длительность решения, однако, результат будет проверен практически моментально. Именно благодаря этому становится возможным эффективное решение функций SHA-256 путем перебора.

Простыми словами, нужно просто доказать, что вы работаете. Предоставленные шейры и будут тем самым доказательством. Так же, как у шахтера доказательством будет золотой камень, а у строителя — дом.

Применение в майнинге

Вы уже могли понять, что алгоритм SHA-256 применяется для шифрования блоков и транзакций. Именно потому переводы в сети Bitcoin Cash можно считать подтвержденными как минимум через 10 минут после их отправки в сеть.

Для майнеров, с одной стороны, его использование является позитивным. Во-первых, они получают большую награду (поскольку затраты высокие, поощрение им соответствует). Во-вторых, они могут получить неплохие гарантии, что работа будет в относительно равных условиях (количество мощностей разное, но действует правило 51%).

С другой стороны, это имеет ряд недостатков. Во-первых, высокие требования просят от майнеров крупных вложений в оборудование и систему охлаждения. Во-вторых, нужно обеспечивать помещение, в котором находится ферма, хорошей проводкой, поскольку нагрузки на электросеть очень высокие. В-третьих, из-за той же нагрузки появляются большие затраты на электричество.

Однако, все в совокупности это приносит хорошую репутацию Биткоин Кэш. Учитывая, что это хард форк, ее заработать очень сложно. Ведь ничего уникального в мир криптовалют не было внесено. Тем не менее, майнеров в его сети очень много, значит они не против того, что здесь используется тот же алгоритм.

Дополнения к алгоритму

Первым серьезным дополнением для сети Биткоин Кэш стало внедрение MTP (Median Time Past). Суть в том, что данная медиана измеряет общее время, затраченное на последние 11 блоков. Если оно превышает 12 часов, сложность майнинга снижается на 20 процентов. Таким образом поддерживается нормальная скорость решения и оптимальная сложность.

Кроме того, в случае резкого падения общего хешрейта сети она также снижается. То есть, если из 100 крупных майнеров, 5–10 уйдет, это будет отслежено, и в алгоритм автоматически внесутся поправки.

Первая дыра и латка на ней

Такое дополнение очень сильно обрадовало многих майнеров. Собственно говоря, это была одна из причин, по которой они перешли на сеть Биткоин Кэш. Однако не все факторы были учтены, что сильно сказалось на изменениях сложности, а значит, и скорости решения.

Хотели сделать как лучше, а получилось… В общем, вместо корректировки к оптимальному значению, сложность могла изменяться от небывало легких до сверхсложных значений. Случалось так, что в один час удавалось решить всего 4 блока, а на следующий — свыше 60.


Технология блокчейн и криптовалюты. Быстрый старт

Получите книгу и узнайте все основы технологии блокчейн и криптовалюты за один вечер

Скачать книгу

Первый вариант приводил к огромным задержкам транзакций. Второй приводил к тому, что блоки не заполнялись до конца. В дальнейшем это существенно затруднило бы подтверждение транзакций.

Потому был разработан обновленный алгоритм, целью которого стало решить следующие проблемы:

  • корректировать сложность добычи для задания среднего времени блока в 600 секунд;
  • пресекать резкие скачки сложности, когда скорость решения стабильна;
  • подстраиваться под быстрые изменения хешрейта;
  • не подвергаться атакам.

Это было названо «Аварийным обновлением алгоритма». Ведь чем дольше отслеживалась такая нестабильная работа, тем быстрее сеть хард форка догоняла Биткоиновскую. В итоге, в середине октября цепочка Биткоин Кэш стала длиннее, чем у Биткоина на 7800 блоков.

Соответственно, награда за блок также уменьшилась бы намного быстрее. Такими темпами майнеры из сети BCH просто ушли бы, а эту криптовалюту в скором времени все позабыли бы.

Но обновление прошло успешно. Все ноды остались в сети, не было потери предыдущих блоков, а что самое главное — это не привело к новому расколу. А ведь это было самое большое опасение перед исправлением существующих проблем.

Преимущества

Самым главным достоинством SHA-256 является быстрая скорость шифрования и отсутствие каких-либо шансов взломать код без ключей. Это было одной из причин выбора SHA-256 для Bitcoin и, соответственно, предпосылкой для того, чтобы оставить его на Биткоин Кэш. Он обеспечивает высокую степень защиты блоков, транзакций, а значит, и средств каждого пользователя сети.

Кажется, что в этом алгоритме могут появиться одинаковые образы (результаты вычислений), что может навредить системе. Однако это невозможно по одной простой причине: под каждый результат возможен только один ответ. А массив данных можно сравнить с количеством песка на Земле.

Более того, представьте себе, что каждая песчинка содержит в себе еще одну Землю. Если посчитать общее количество песчинок на всех этих землях, вариантов решения будет все равно больше, и все они разные, потому одинаковых образов априори не будет.

Из этого вытекает еще одно преимущество алгоритма: обычный человек не сможет его взломать или просчитать, каким бы он ни был умным. Для такого объема работы нужно проводить тысячи вычислений в секунду, что просто неподвластно человеческому мозгу.

Недостатки

Как это обычно бывает, любая система имеет свои недостатки. Кажется, что разработчики предвидели все, потому существенных минусов быть не должно. Но все же есть один недочет.

Суть SHA-256 и Proof of Work в том, что главным доказательством выполненной работы является количество внесенных шейров. Оно зависит от вычислительной мощности оборудования. Чем она выше, тем быстрее перебираются возможные варианты решения — соответственно, быстрее решается функция.

Таким образом, чем больше мощности пользователь сможет у себя сосредоточить, тем быстрее будет открывать блок. Но в этом и загвоздка. Если он овладеет 51% мощности всей сети, то сможет решать любую функцию быстрее остальных, а значит будет влиять на систему.

Это исключит фактор децентрализации. Во-первых, можно будет перенаправлять транзакции. Во-вторых, он повлияет на остальных майнеров, которые будут вынуждены закупить дополнительное оборудования для решения проблемы. Иными словами, такой пользователь сможет управлять сетью и улучшить ее в сотни раз или положить навсегда.

Но на практике сегодня это очень сложно, поскольку общий хешрейт сети Биткоин Кэш чрезвычайно высокий. Согласно подсчетам, дабы поддерживать работоспособность 51% мощности, ежедневно нужно тратить больше 1 миллиона долларов. Маловероятно, что люди, у которых есть такая возможность, будут ломать эту систему.

Интересные факты

Мало кто знает, но алгоритм используют не только майнеры. Каждый, кто минимально соединен с Интернетом и посещает хотя бы один сайт в день, уже является пользователем SHA-256.

Поскольку этот алгоритм обеспечивает очень высокую степень защиты и практически не поддается взлому, его включили в сертификат безопасности SSL. Именно ним обеспечен каждый сайт. Он нужен для установления и подтверждения защищенного соединения.

Этой информацией можно удивлять многих, ведь из миллиардов пользователей Интернета далеко не все знают что-то о программном коде и создании сайтов. Когда вы скажете другу, что он каждый день имеет дело с этим алгоритмом, он вас просто не поймет. Но как видите, необязательно быть майнером.

Заключение

Алгоритм SHA-256, который разрабатывался как способ защиты данных в целях государственной безопасности, в итоге стал основой для многих криптовалют, среди которых и Биткоин Кэш. При внедрении первоочередных улучшений он имел очень существенную ошибку, но следующее обновление помогло ее исправить.

Благодаря использованию этого алгоритма Биткоин Кэш можно считать одной из самых надежных и безопасных криптовалют. Но не стоит забывать, что она все еще уязвима к атаке 51%, поскольку при разработке SHA-256 этот момент просто не учитывался.


Технология блокчейн и криптовалюты. Быстрый старт

Получите книгу и узнайте все основы технологии блокчейн и криптовалюты за один вечер

Скачать книгу

«Читать Еще»
(Похожие материалы)

Bitcoin Cash обменник Betatransfer: годен или нет?

От автора: сеть заполонили множество сервисов для работы с криптовалютами. На любой запрос поисковики предлагают миллионы ответов. Естественно, при ...

Криптовалюты и майнинг

138 0

Bitcoin против Ripple: сравнение, доводы, итоги

От автора: уже сколько лет многие уверены, что Биткоин сдает позиции. Другие смело утверждают, что он переживает небольшой кризис, но по-прежнему ...

Криптовалюты и майнинг

149 0

Обзор и аналитика Litecoin

От автора: что бы ни говорила о Litecoin аналитика, у людей может возникнуть вопрос: а зачем? Ведь это мертворожденная криптовалюта, которая, являясь ...

Криптовалюты и майнинг

708 0