Entwodiksyon
"Jenerasyon nimewo o aza twò enpòtan pou yo kite yo chans."
Robert Cavue, 1970
Atik sa a se konsakre nan aplikasyon an pratik nan solisyon lè l sèvi avèk jenerasyon kolektif nimewo o aza nan yon anviwònman ki pa fè konfyans. Nan ti bout tan, ki jan ak poukisa yo itilize o aza nan blockchains, ak yon ti kras sou fason yo fè distenksyon ant "bon" o aza ak "move". Jenere yon nimewo vrèman o aza se yon pwoblèm trè difisil, menm sou yon sèl òdinatè, e li te etidye depi lontan pa kriptograf. Oke, nan rezo desantralize, jenerasyon an nan nimewo o aza se menm pi konplèks ak enpòtan.
Li se nan rezo kote patisipan yo pa fè konfyans youn ak lòt ke kapasite nan jenere yon nimewo o aza enkontournabl pèmèt nou efektivman rezoud anpil pwoblèm kritik ak siyifikativman amelyore rapid ki egziste deja. Anplis, jwèt aza ak lotri yo pa objektif nimewo en isit la, jan li ka sanble nan premye lektè a san eksperyans.
Jenerasyon nimewo o aza
Òdinatè pa ka jenere nimewo o aza tèt yo; yo bezwen èd deyò pou fè sa. Òdinatè a ka jwenn kèk valè o aza nan, pou egzanp, mouvman sourit, kantite memwa yo itilize, kouran ki pèdi sou broch processeur yo, ak anpil lòt sous yo rele sous entropi. Valè sa yo tèt yo pa konplètman o aza, paske yo nan yon seri sèten oswa yo gen yon modèl previzib nan chanjman. Pou vire nimewo sa yo nan yon nimewo vrèman o aza nan yon seri bay yo, yo aplike kriptotransformasyon yo pou pwodwi valè pseudo-o aza distribye inifòm soti nan valè yo distribye inegal nan sous entropi. Valè ki kapab lakòz yo rele pseudo-random paske yo pa vrèman o aza, men yo detèministman sòti nan entropi. Nenpòt bon algorithm kriptografik, lè chifre done, pwodui chifretèks ki ta dwe estatistik ki pa distenge soti nan yon sekans o aza, se konsa yo pwodwi o aza ou ka pran yon sous entropi, ki bay sèlman bon repetibilite ak enprevizib nan valè menm nan ti chenn, la. rès nan travay la ap dispèse ak melanje Bits nan valè a ki kapab lakòz pral pran sou pa algorithm nan chifreman.
Pou konplete yon pwogram edikasyon tou kout, mwen pral ajoute ke jenere nimewo o aza menm sou yon sèl aparèy se youn nan poto yo nan asire sekirite a nan done nou yo. Yo itilize nimewo pseudo-o aza pwodwi yo lè yo etabli koneksyon an sekirite nan divès rezo, pou jenere. kle kriptografik, pou balans chaj, siveyans entegrite, ak pou anpil plis aplikasyon. Sekirite nan anpil pwotokòl depann sou kapasite nan jenere yon serye, deyò enprevizib o aza, estoke li, epi yo pa revele li jiskaske pwochen etap la nan pwotokòl la, otreman sekirite yo pral konpwomèt. Yon atak sou yon dèlko valè pseudorandom trè danjere e imedyatman menase tout lojisyèl ki sèvi ak jenerasyon owaza.
Ou ta dwe konnen tout bagay sa yo si ou te pran yon kou debaz nan kriptografik, kidonk ann kontinye sou rezo desantralize.
O aza nan blockchains
Premye a tout, mwen pral pale sou blockchain ak sipò pou kontra entelijan; yo se yo menm ki ka pwofite totalman avantaj de opòtinite yo bay nan kalite siperyè, owaza nye. Anplis de sa, pou konsizyon, mwen pral rele teknoloji sa a "Piblikman Verifiable Random Beacons” oswa PVRB. Piske blockchains yo se rezo kote nenpòt patisipan kapab verifye enfòmasyon, pati kle non an se "Verifikab piblikman", sa vle di. Nenpòt moun ka sèvi ak kalkil pou jwenn prèv ke nimewo ki lakòz yo afiche sou blockchain la gen pwopriyete sa yo:
- Rezilta a dwe gen yon distribisyon inifòm prouve, sa vle di dwe baze sou kriptografi prouve fò.
- Li pa posib pou kontwole nenpòt nan ti moso nan rezilta a. Kòm yon konsekans, rezilta a pa ka prevwa davans.
- Ou pa ka sabote pwotokòl jenerasyon an lè w pa patisipe nan pwotokòl la oswa lè w chaje rezo a ak mesaj atak
- Tout sa ki anwo yo dwe reziste kont konplisite nan yon kantite akseptab patisipan pwotokòl malonèt (pa egzanp, 1/3 nan patisipan yo).
Nenpòt posibilite pou yon gwoup minè patisipan konplisite pou pwodwi menm yon kontwole menm/enpè o aza se yon twou sekirite. Nenpòt kapasite nan gwoup la sispann emisyon an nan o aza se yon twou sekirite. An jeneral, gen anpil pwoblèm, e travay sa a pa fasil...
Li sanble ke aplikasyon ki pi enpòtan pou PVRB se divès kalite jwèt, lotri, e jeneralman nenpòt kalite jwèt aza sou blockchain la. Vreman vre, sa a se yon direksyon enpòtan, men owaza nan blockchains gen aplikasyon menm pi enpòtan. Ann gade yo.
Algoritm konsansis
PVRB jwe yon gwo wòl nan òganize konsansis rezo a. Tranzaksyon nan blockchains yo pwoteje pa yon siyati elektwonik, kidonk yon "atak sou yon tranzaksyon" se toujou enklizyon / eksklizyon nan yon tranzaksyon nan yon blòk (oswa plizyè blòk). Ak travay prensipal la nan algorithm konsansis la se dakò sou lòd la nan tranzaksyon sa yo ak lòd la nan blòk yo ki gen ladan tranzaksyon sa yo. Epitou, yon pwopriyete nesesè pou blockchains reyèl se finalite - kapasite rezo a pou dakò ke chèn nan jiska blòk finalize a se final, epi yo pa janm pral eskli akòz aparans nan yon fouchèt nouvo. Anjeneral, yo nan lòd yo dakò ke yon blòk se valab epi, sa ki pi enpòtan, final, li nesesè yo kolekte siyati nan majorite nan pwodiktè blòk (apwe refere yo kòm BP - block-producers), ki mande pou omwen livrezon chèn nan blòk. bay tout BP yo, epi distribye siyati ant tout BP yo. Kòm kantite BP ap grandi, kantite mesaj ki nesesè nan rezo a ap grandi yon fason eksponansyèl, kidonk, algoritm konsansis ki mande pou finalite, yo itilize pou egzanp nan konsansis Hyperledger pBFT, pa travay nan vitès ki nesesè yo, kòmanse nan plizyè douzèn BP, ki egzije. yon gwo kantite koneksyon.
Si gen yon PVRB nye ak onèt nan rezo a, Lè sa a, menm nan apwoksimasyon ki pi senp, yon moun ka chwazi youn nan pwodiktè blòk yo ki baze sou li epi nonmen li kòm "lidè" pandan yon wonn nan pwotokòl la. Si nou genyen N pwodiktè blòk, nan ki M: M > 1/2 N yo onèt, pa sansi tranzaksyon yo epi yo pa fouchèt chèn lan pou fè yon atak "doub depanse", Lè sa a, lè l sèvi avèk yon PVRB ki pa defye inifòmman distribye pral pèmèt chwazi yon lidè onèt ak pwobabilite. M / N (M / N > 1/2). Si yo bay chak lidè entèval pwòp tan li pandan li ka pwodwi yon blòk epi valide chèn lan, epi entèval sa yo egal nan tan, Lè sa a, chèn blòk la nan BP onèt yo pral pi long pase chèn ki te fòme pa BP move, ak konsansis la. algorithm depann sou longè chèn lan. ap tou senpleman jete "move" yon sèl la. Prensip sa a nan allocation tranch egal tan nan chak BP te premye aplike nan Graphene (predesesè a nan EOS), epi li pèmèt pifò blòk yo dwe fèmen ak yon sèl siyati, ki redwi anpil chaj rezo a ak pèmèt konsansis sa a travay trè vit ak. piti piti. Sepandan, rezo a EOS kounye a gen yo sèvi ak blòk espesyal (Dènye blòk irevokabl), ki konfime pa siyati yo nan 2/3 BP. Blòk sa yo sèvi pou asire finalite (enposib pou yon fouchèt chèn kòmanse anvan dènye Dènye Blòk Irevèsib la).
Epitou, nan enplemantasyon reyèl, konplo pwotokòl la pi konplike - vòt pou blòk pwopoze yo te pote soti nan plizyè etap pou kenbe rezo a nan ka ta gen blòk ki manke ak pwoblèm ak rezo a, men menm pran sa a an kont, algoritm konsansis lè l sèvi avèk PVRB mande pou. siyifikativman mwens mesaj ant BP yo, ki fè li posib fè yo pi vit pase PVFT tradisyonèl yo, oswa modifikasyon divès kalite li yo.
Reprezantan ki pi enpòtan nan algoritm sa yo: soti nan ekip Cardano a, ki te di ke yo dwe matematikman pwouve kont konplisite BP.
Nan Ouroboros, PVRB yo itilize pou defini sa yo rele "orè BP" - yon orè dapre ki chak BP plase pwòp plas tan li pou pibliye yon blòk. Gwo avantaj ki genyen nan sèvi ak PVRB se "egalite" konplè BP yo (dapre gwosè bilan yo). Entegrite PVRB a asire ke move BP yo pa ka kontwole orè a nan fant tan, ak Se poutèt sa pa ka manipile chèn lan pa prepare ak analize fouchèt nan chèn nan davans, epi yo chwazi yon fouchèt li se ase tou senpleman konte sou longè a nan. chèn, san yo pa itilize fason difisil pou kalkile "utilite" nan BP ak "pwa" nan blòk li yo.
An jeneral, nan tout ka kote yon patisipan o aza bezwen chwazi nan yon rezo desantralize, PVRB se prèske toujou pi bon chwa, olye ke yon opsyon detèminist ki baze sou, pou egzanp, yon hash blòk. San PVRB, kapasite pou enfliyanse chwa yon patisipan mennen nan atak kote atakè a ka chwazi nan plizyè avni pou chwazi pwochen patisipan koripsyon an oswa plizyè alafwa pou asire yon pi gwo pati nan desizyon an. Itilizasyon PVRB diskredite kalite atak sa yo.
Echèl ak balans chaj
PVRB может принести серьезную пользу также в задачах для снижения нагрузки, масштабирования платежей. Для начала имеет смысл ознакомиться со Rivesta "Tikè Lotri Elektwonik kòm Mikwo Peman". Lide jeneral la se ke olye pou w fè 100 peman 1c nan men moun ki peye a bay moun k ap resevwa a, ou ka jwe yon lotri onèt ak yon pri 1$ = 100c, kote moun ki peye a bay bank la youn nan 1 nan "biyè lotri" li yo pou chak. 100c peman. Youn nan tikè sa yo genyen yon bokal $1, epi li se tikè sa a ke moun k ap resevwa a ka anrejistre nan blockchain la. Bagay ki pi enpòtan an se ke rès 99 tikè yo transfere ant moun k ap resevwa a ak moun ki peye a san okenn patisipasyon ekstèn, atravè yon kanal prive ak nan nenpòt vitès vle. Ou ka li yon bon deskripsyon pwotokòl ki baze sou konplo sa a sou rezo Emercoin .
Konplo sa a gen kèk pwoblèm, tankou moun k ap resevwa a ka sispann sèvi moun ki peye a imedyatman apre li fin resevwa yon tikè genyen, men pou anpil aplikasyon espesyal, tankou bòdwo pou chak minit oswa abònman elektwonik nan sèvis, sa yo ka neglije. Kondisyon prensipal la, nan kou, se entegrite nan lotri a, ak pou aplikasyon li yon PVRB se absoliman nesesè.
Chwa a nan yon patisipan o aza trè enpòtan tou pou pwotokòl sharding, objektif la nan ki se orizontal echèl chèn blòk la, ki pèmèt diferan BP yo trete sèlman sijè ki abòde yo nan tranzaksyon yo. Sa a se yon travay trè difisil, espesyalman an tèm de sekirite lè fusion shards. Seleksyon san patipri nan yon BP o aza nan bi pou yo asiyen moun ki responsab pou yon shard espesifik, tankou nan algoritm konsansis, se tou travay PVRB la. Nan sistèm santralize, shards yo asiyen pa yon balanse; li tou senpleman kalkile hash ki soti nan demann lan epi voye li bay egzekitè ki nesesè yo. Nan blockchains, kapasite pou enfliyanse plasman sa a ka mennen nan yon atak sou konsansis. Pou egzanp, sa ki nan tranzaksyon yo ka kontwole pa yon atakè, li ka kontwole ki tranzaksyon ale nan shard la li kontwole ak manipile chèn nan blòk nan li. Ou ka li yon diskisyon sou pwoblèm nan itilize nimewo o aza pou travay sharding nan Ethereum
Sharding se youn nan pwoblèm ki pi anbisye ak pi grav nan domèn blòk; solisyon li a pral pèmèt bati rezo desantralize pèfòmans kokenn ak volim. PVRB se jis youn nan blòk enpòtan yo rezoud li.
Jwèt, pwotokòl ekonomik, abitraj
Wòl nan nimewo o aza nan endistri a Gaming se difisil a ègzajere. Itilizasyon eksplisit nan kazino sou entènèt, ak itilizasyon implicite lè w ap kalkile efè aksyon yon jwè yo se pwoblèm trè difisil pou rezo desantralize, kote pa gen okenn fason pou konte sou yon sous santral owaza. Men, seleksyon o aza kapab tou rezoud anpil pwoblèm ekonomik epi ede bati pwotokòl ki pi senp ak pi efikas. Sipoze nan pwotokòl nou an gen diskisyon sou peman pou kèk sèvis ki pa chè, ak diskisyon sa yo rive byen raman. Nan ka sa a, si gen yon PVRB enkonfli, kliyan ak vandè ka dakò pou rezoud diskisyon owaza, men ak yon pwobabilite bay yo. Pou egzanp, ak yon pwobabilite 60% kliyan an genyen, ak yon pwobabilite 40% vandè a genyen. Apwòch sa a, ki se absid nan premye pwen de vi, pèmèt ou otomatikman rezoud diskisyon ak yon pati jisteman previzib nan viktwa / pèt, ki kostim tou de pati yo san okenn patisipasyon nan yon twazyèm pati ak fatra nesesè nan tan. Anplis, rapò pwobabilite a ka dinamik epi depann de kèk varyab mondyal. Pou egzanp, si yon konpayi ap fè byen, gen yon kantite ki ba nan diskisyon ak gwo rentabilité, konpayi an ka otomatikman chanje pwobabilite pou rezoud yon diskisyon nan direksyon kliyan-centricity, pou egzanp 70/30 oswa 80/20, ak vis vèrsa, si diskisyon pran anpil lajan epi yo fwod oswa ensifizan, ou ka chanje pwobabilite a nan lòt direksyon an.
Yon gwo kantite pwotokòl desantralize enteresan, tankou rejis jeton, mache prediksyon, koub lyezon ak anpil lòt, se jwèt ekonomik kote bon konpòtman rekonpanse epi move konpòtman penalize. Yo souvan genyen pwoblèm sekirite pou pwoteksyon yo konfli youn ak lòt. Ki sa ki pwoteje kont yon atak pa "balèn" ak dè milya de marqueur ("gwo poto") vilnerab a atak pa dè milye de kont ak ti balans ("sybil pote"), ak mezi yo pran kont yon sèl atak, tankou ki pa lineyè frè ki te kreye pou fè travay ak yon gwo poto rantabilite dabitid diskredite pa yon lòt atak. Depi nou ap pale sou yon jwèt ekonomik, pwa estatistik korespondan yo ka kalkile davans, epi tou senpleman ranplase komisyon yo ak sa yo owaza ak distribisyon ki apwopriye a. Komisyon pwobabilite sa yo aplike trè tou senpleman si blockchain a gen yon sous serye nan o aza epi yo pa mande pou okenn kalkil konplèks, ki fè lavi difisil pou tou de balèn ak sybils.
An menm tan an, li nesesè kontinye sonje ke kontwòl sou yon sèl ti jan nan sa a owaza pèmèt ou tronpe, diminye ak ogmante pwobabilite yo a mwatye, kidonk yon PVRB onèt se eleman ki pi enpòtan nan pwotokòl sa yo.
Ki kote yo jwenn bon o aza a?
Nan teyori, seleksyon o aza jis nan rezo desantralize fè prèske nenpòt pwotokòl pwouve ke yo an sekirite kont konplisite. Rezon ki fè la se byen senp - si rezo a dakò sou yon sèl 0 oswa 1 bit, ak mwens pase mwatye nan patisipan yo se malonèt, Lè sa a, bay ase iterasyon, rezo a garanti yo rive jwenn yon konsansis sou ti jan sa a ak yon pwobabilite fiks. Senpleman paske yon o aza onèt pral chwazi 51 sou 100 patisipan yo 51% nan tan an. Men, sa a se nan teyori, paske ... nan rezo reyèl, asire yon nivo sekirite tankou nan atik yo, anpil mesaj ant lame, konplèks kriptografi milti-pas yo obligatwa, ak nenpòt konplikasyon nan pwotokòl la imedyatman ajoute nouvo vektè atak.
Se poutèt sa nou poko wè yon PVRB ki pwouve rezistan nan blockchains, ki ta itilize pou ase tan yo dwe teste pa aplikasyon reyèl, odit miltip, chaj, ak nan kou, atak reyèl, san yo pa ki li difisil a rele yon. pwodwi vrèman an sekirite.
Sepandan, gen plizyè apwòch pwomèt, yo diferan nan anpil detay, epi youn nan yo pral definitivman rezoud pwoblèm nan. Avèk resous enfòmatik modèn, teyori kriptografik yo ka byen malen tradui nan aplikasyon pratik. Nan lavni an, nou pral kontan pale sou aplikasyon PVRB: kounye a gen plizyè nan yo, chak gen pwòp seri pwopriyete enpòtan ak karakteristik aplikasyon, ak dèyè chak gen yon bon lide. Pa gen anpil ekip ki enplike nan randomization, ak eksperyans nan chak nan yo trè enpòtan pou tout lòt moun. Nou espere ke enfòmasyon nou yo pral pèmèt lòt ekip yo avanse pi vit, pran an konsiderasyon eksperyans nan predesesè yo.
Sous: www.habr.com