Nambarada Random iyo Shabakadaha Baahsan: Codsiyada Waxtarka leh

Horudhac

"Jiilka nambarka random-ka aad buu muhiim u yahay in fursad looga tago."
Robert Cavue, 1970

Maqaalkani waxa uu u go'ay ku-dhaqanka macquulka ah ee xalalka iyada oo la adeegsanayo jiil tiro-koob oo random ah oo deegaan aan la aamini karin. Marka la soo koobo, sida iyo sababta random loogu isticmaalo blockchains, iyo in yar oo ku saabsan sida loo kala saaro "wanaagsan" random ka "xun". Soo saarista lambar random run ahaantii waa dhibaato aad u adag, xitaa kombuyuutar keliya, waxaana muddo dheer darsayay cryptographers. Hagaag, shabakadaha baahsan, jiilka tirooyinka aan tooska ahayn ayaa xitaa ka sii adag oo muhiim ah.

Waxay ku jirtaa shabakadaha ay ka qaybgalayaashu isku kalsoonayn in awoodda ay u leeyihiin inay abuuraan tiro aan la isku hallayn karin ayaa noo ogolaanaysa inaan si wax ku ool ah u xalinno dhibaatooyin badan oo muhiim ah oo si weyn u wanaajino qorshayaasha jira. Waxaa intaa dheer, khamaarka iyo bakhtiyaa-nasiibka halkan maaha goolka koowaad, maadaama ay u muuqan karto marka hore akhristaha aan khibradda lahayn.

Jiilka tirada random

Kumbuyuutarku laftoodu ma soo saari karaan tiro aan toos ahayn, waxay u baahan yihiin caawimo dibadda ah si ay sidaas u sameeyaan. Kumbuyuutarku waxa uu ka heli karaa qiimo random ah, tusaale ahaan, dhaqdhaqaaqa jiirka, xadiga xusuusta ee la isticmaalo, qulqulka qulqulaya ee biinanka processor-ka, iyo ilo kale oo badan oo loo yaqaanno ilaha entropy. Qiimayaashan laftoodu maaha kuwo aan si buuxda u kala sooc lahayn, maadaama ay ku jiraan xad gaar ah ama ay leeyihiin qaab isbedel oo la saadaalin karo. Si tirooyinkaas loogu beddelo tiro aan toos ahayn oo ka mid ah tiro cayiman, cryptotransformations ayaa lagu dabaqaa iyaga si ay u soo saaraan qiimayaal- random si siman loo qaybiyey oo ka yimid qiyamka aan sinnayn ee loo qaybiyey isha entropy. Qiimaha ka soo baxa waxaa loo yaqaan 'pseudorandom' sababtoo ah ma aha run ahaantii random, laakiin si go'aamiye ah ayaa laga soo qaatay entropy. Algorithm kasta oo wanaagsan oo cryptographic, marka xogta la sireeyo, waxay soo saartaa qoraallada sirta ah ee ay tahay inay noqdaan kuwo aan la kala saari karin si isku xigxig ah, si loo soo saaro randomity waxaad qaadan kartaa isha entropy, taas oo bixisa kaliya ku celcelin wanaagsan iyo saadaalin la'aanta qiyamka xitaa tiro yar, Inta ka hartay shaqada waa kala firdhisan tahay oo isku dhafka qashinka ku jira Qiimaha natiijada waxaa la wareegaya algorithm sirta ah.

Si loo dhamaystiro barnaamij waxbarasho oo kooban, waxaan ku dari doonaa abuurista tirooyin random ah xitaa hal qalab ayaa ka mid ah tiirarka lagu xaqiijinayo amniga xogteena. furayaasha cryptographic, loogu talagalay isku dheelitirka culeyska, la socodka daacadnimada, iyo codsiyo badan oo badan. Badbaadada hab-maamuusyo badan waxay ku xiran tahay awoodda loo leeyahay in la abuuro random la isku halayn karo, dibadda ah oo aan la saadaalin karin, kaydin, oo aan daaha ka qaadin ilaa tallaabada xigta ee borotokoolka, haddii kale amniga ayaa khalkhal gelin doona. Weerar lagu qaado koronto-dhaliyaha qiimaha been abuurka ah waa mid aad khatar u ah oo isla markaaba u hanjabaya dhammaan software-yada isticmaala jiilka randomness.

Waa inaad ogaataa waxaas oo dhan haddii aad qaadatay koorsada aasaasiga ah ee cryptografiga, markaa aan sii wadno shabakadaha baahsan.

Random in blockchains

Ugu horreyntii, waxaan ka hadli doonaa blockchains oo leh taageero qandaraasyo caqli-gal ah; waa kuwa si buuxda uga faa'iidaysan kara fursadaha ay bixiso tayo sare leh oo aan la dafiri karin. Dheeraad ah, si kooban, waxaan ugu yeeri doonaa farsamadan "Si guud loo xaqiijin karo"ama PVRB. Maadaama blockchain ay yihiin shabakado macluumaadka lagu xaqiijin karo ka qaybgale kasta, qaybta muhiimka ah ee magaca waa "La Xaqiijin Karo Si Guud", i.e. Qof kastaa wuxuu isticmaali karaa xisaabinta si uu u helo caddaynta in nambarka natiijada lagu dhejiyay blockchain uu leeyahay sifooyinka soo socda:

• Natiijadu waa inay lahaataa qaybin la mid ah oo macquul ah, tusaale ahaan, inay ku salaysnaato xog-qoris oo xoog leh.
• Suurtagal maaha in la xakameeyo mid ka mid ah qaybaha natiijada. Natiijo ahaan, natiijada hore looma sii saadaalin karo.
• Ma dumin kartid hab-maamuuska jiilka adiga oo aan ka qaybgalin nidaamka ama adoo xad dhaaf ah shabakada farriimaha weerarka
• Dhammaan kuwan kor ku xusan waa in ay u adkeystaan ​​wada-shaqeynta tirada la oggol yahay ee ka-qaybgalayaasha hab-maamuuska aan daacadda ahayn (tusaale, 1/3 ka qaybgalayaasha).

Suurtagalnimo kasta oo koox yar oo ka mid ah ka qaybgalayaasha ah oo isku duuban si ay u soo saaraan xitaa si aan toos ahayn oo la kontoroolo waa god ammaan. Awood kasta oo kooxdu u leedahay joojinta soo saarista random waa god ammaan. Guud ahaan, dhibaatooyin badan ayaa jira, hawshanina maaha mid fudud...

Waxay u muuqataa in codsiga ugu muhiimsan ee PVRB uu yahay ciyaaro kala duwan, bakhtiyaa-nasiibka, iyo guud ahaan nooc kasta oo khamaarka ah ee blockchain. Runtii, tani waa jihada muhiimka ah, laakiin randomness ee blockchains waxay leedahay codsiyo ka sii muhiimsan. Aynu eegno iyaga.

Algorithms Consensus

PVRB waxay door wayn ka ciyaartaa abaabulka isku xirka shabakada. Wax kala iibsiga blockchains waxaa ilaaliya saxiixa elektarooniga ah, sidaa darteed "weerar ku saabsan macaamil ganacsi" had iyo jeer waa ka mid noqoshada / ka saarida macaamil ganacsi ee block (ama dhowr blocks). Hawsha ugu weyn ee algorithm-ka la isku raacsan yahay waa in lagu heshiiyo nidaamka macaamiladan iyo nidaamka blocks oo ay ku jiraan macaamiladan. Sidoo kale, hantida lagama maarmaanka u ah xannibaadaha dhabta ah waa dhammaadka - awoodda shabakadu waxay ku heshiiyaan in silsiladda ilaa dhamaadka la dhammeeyey ay tahay kama dambaysta, oo aan waligood laga saari doonin sababtoo ah muuqaalka fargeeto cusub. Caadi ahaan, si loo heshiiyo in balooggu uu ansax yahay iyo, ugu muhiimsan, kama dambaysta ah, waxaa lagama maarmaan ah in la ururiyo saxiixyada inta badan soo saarayaasha block (hadda dambe waxaa loo yaqaan BP - block-producers), taas oo u baahan ugu yaraan bixinta silsiladda xannibaadda. dhammaan BP-yada, iyo qaybinta saxeexyada u dhexeeya dhammaan BP-yada. Marka tirada BP-yada ay koraan, tirada fariimaha lagama maarmaanka ah ee shabakada ayaa si aad ah u koraya, sidaas darteed, algorithms la isku raacsan yahay ee u baahan dhamaystirka, oo loo isticmaalo tusaale ahaan Hyperledger pBFT consensus, ma shaqeeyaan xawaaraha loo baahan yahay, laga bilaabo dhowr darsin BPs, oo u baahan. tiro aad u badan oo isku xidhidh.

Haddii ay jirto PVRB aan la dafiri karin oo daacad ah oo shabakada ah, ka dibna, xitaa qiyaasta ugu fudud, mid ayaa dooran kara mid ka mid ah soo saarayaasha xannibaadda oo ku salaysan isaga oo u magacaabaya "hogaamiyaha" inta lagu jiro hal wareeg oo borotokoolka ah. Haddaynu haysano N block saarayaasha, kuwaas oo M: M > 1/2 N Daacad yihiin, ha faafreebin wax kala iibsiga hana u furin silsiladda si aad u fuliso weerar "laba kharash ah", ka dib isticmaalka PVRB aan la tartamin si isku mid ah ayaa u oggolaan doonta doorashada hoggaamiye daacad ah oo macquul ah. M / N (M / N > 1/2). Haddii hoggaamiye kasta loo qoondeeyo waqti u gaar ah oo uu soo saari karo xannibaad iyo ansaxinta silsiladda, muddadaasna ay siman yihiin wakhtiga, markaa silsiladda xannibaadda ee BP-yada daacadda ah waxay ka dheeraan doontaa silsiladda ay sameeyeen BPs xaasidnimo ah, iyo is-afgarad. Algorithm waxay ku tiirsan tahay dhererka silsiladda, waxay si fudud u tuuri doontaa kan "xun". Mabda'a ah in loo qoondeeyo waqti isku mid ah BP kasta ayaa markii ugu horreysay lagu dabaqay Graphene (hore EOS), waxayna u oggolaaneysaa baloogyada badankood in lagu xiro hal saxiix, taas oo si weyn u yareyneysa culeyska shabakadda waxayna u oggolaaneysaa is-afgaradkan inuu si dhakhso ah u shaqeeyo. si joogto ah. Si kastaba ha ahaatee, shabakada EOS hadda waa inay isticmaashaa qaybo gaar ah (Block Last Ireversible Block), kuwaas oo lagu xaqiijiyay saxeexyada 2/3 BP. Baloogyadani waxay u adeegaan si ay u xaqiijiyaan kama dambaysta (wax aan suurtagal ahayn ee fargeetada silsiladda ah ee bilaabmaya ka hor inta aan la beddeli karin ee u dambeeya ee ugu dambeeya).

Sidoo kale, hirgelinta dhabta ah, nidaamka borotokoolka ayaa aad u dhib badan - u codeynta blocks la soo jeediyay waxaa lagu fuliyaa dhowr marxaladood si loo ilaaliyo shabakada haddii ay jiraan xannibaadyo maqan iyo dhibaatooyinka shabakada, laakiin xitaa iyada oo la tixgelinayo, algorithms la isku raacsan yahay ee isticmaalaya PVRB waxay u baahan yihiin. Farriimaha u dhexeeya BP-yada ayaa aad uga yar, taas oo suurtogal ka dhigaysa in ay ka dhaqso badan yihiin PVFT-dhaqameedka, ama wax ka beddelkeeda kala duwan.

Wakiilka ugu caansan ee algorithms sida: Ouroboros oo ka socda kooxda Cardano, oo la sheegay in xisaab ahaan laga yaabo inay ka soo horjeedaan wadashaqaynta BP.

Ouroboros, PVRB waxaa loo isticmaalaa in lagu qeexo waxa loogu yeero "Jadwalka BP" - jadwal sida uu BP kasta u qoondeeyey waqti u gaar ah si ay u daabacdo block. Faa'iidada ugu weyn ee isticmaalka PVRB waa "sinaanta" buuxda ee BP-yada (marka loo eego cabbirka xaashida dheelitirka). Daacadnimada PVRB waxay hubisaa in BP-yada xaasidka ah aysan xakameyn karin jadwalka waqtiyada, sidaas darteed ma maareyn karaan silsiladda iyagoo diyaarinaya oo falanqeynaya fargeeto silsiladda horay, iyo in la doorto fargeeto waa ku filan tahay inaad si fudud ugu tiirsato dhererka silsilad, iyada oo aan la isticmaalin siyaabo qallafsan si loo xisaabiyo "utility" ee BP iyo "miisaanka" blocks.

Guud ahaan, dhammaan kiisaska uu u baahan yahay ka qaybqaataha aan kala sooc lahayn ee u baahan in lagu doorto shabakad baahsan, PVRB had iyo jeer waa doorashada ugu fiican, halkii ay ka ahaan lahayd doorasho go'aamineed oo ku salaysan, tusaale ahaan, hash block. PVRB la'aanteed, awooda lagu saameeyo doorashada ka qaybqaataha waxay horseedaa weeraro uu qofka weerarka qaaday uu ka dooran karo mustaqbalka badan si uu u doorto ka qaybqaataha soo socda ee musuqmaasuqa ah ama dhowr mar si loo hubiyo qayb weyn oo go'aanka ah. Isticmaalka PVRB waxa ay meesha ka saartaa weerarada noocaan ah.

Isku dheelitirka iyo culeyska

PVRB waxay sidoo kale faa'iido weyn u yeelan kartaa hawlaha ay ka midka yihiin dhimista rarka iyo xisaabinta lacag bixinta. Si aad u bilawdo, waxa macno leh in aad is barato maqaallo Rivesta "Tigidhada Bakhtiyaanasiibka Elektrooniga ah Sida Lacag-La'aanta Yaryar". Fikradda guud ayaa ah in halkii aad ka bixin lahayd 100 1c lacag-bixiyaha bixiyaha, waxaad ciyaari kartaa bakhtiyaanasiib daacad ah oo leh abaalmarin 1$ = 100c, halkaas oo bixiyaha uu bangiga ku siinayo mid ka mid ah 1 ka mid ah "tigidhada bakhtiyaa-nasiibka" ee mid kasta 100c lacag bixin. Mid ka mid ah tigidhadan ayaa ku guulaysta weel dhan $1, waana tigidhkan kan qaataha uu ku duubi karo blockchain. Waxa ugu muhiimsan waa in 99-ka tigidh ee soo hadhay lagu kala wareejiyo kan qaata iyo bixiyaha iyada oo aan wax dibadeed ka qaybgelin, iyada oo loo marayo kanaal gaar ah iyo xawaare kasta oo la rabo. Sharaxaad wanaagsan oo ku saabsan borotokoolka ku salaysan nidaamkan shabakadda Emercoin waa la akhriyi karaa halkan.

Nidaamkani waxa uu leeyahay dhibaatooyin yar, sida qaataha waxa laga yaabaa in uu joojiyo u adeegida bixiyaha isla markiiba ka dib marka uu helo tigidhka guusha, laakiin codsiyo badan oo gaar ah, sida biilasha daqiiqad kasta ama ku-qoritaanka elektarooniga ah ee adeegyada, kuwaas waa la dayaci karaa. Shuruuda ugu weyn, dabcan, waa caddaaladda bakhtiyaanasiibka, iyo hirgelintiisa PVRB waa lagama maarmaan.

Doorashada ka qaybqaataha bakhtiyaanasiibka ah ayaa sidoo kale aad muhiim ugu ah jeexjeexa borotokoolka, ujeeddadeedu waa in si siman loo cabbiro silsiladda xannibaadda, taas oo u oggolaanaysa BP-yada kala duwan inay ka baaraandegaan kaliya baaxaddooda wax kala iibsiga. Tani waa hawl aad u adag, gaar ahaan marka la eego amniga marka la isku darayo jeexjeexyada. Xulasho cadaalad ah oo BP random ah ujeedaduna tahay meelaynta kuwa masuulka ka ah jeexjeex gaar ah, sida algorithms-ka la isku raacsan yahay, sidoo kale waa hawsha PVRB. Nidaamyada dhexe, jeexjeexyada waxaa u xilsaaray dheelitiriye; waxay si fudud uga xisaabisaa xashiishka codsiga waxayna u dirtaa fuliyaha loo baahan yahay. In blockchains, awoodda lagu saameynayo hawshan waxay u horseedi kartaa weerar la isku raacsan yahay. Tusaale ahaan, waxa ku jira wax kala iibsiga waxa maamuli kara qofka wax weeraraya, waxa uu xakamayn karaa wax kala beddelashada oo u socota shaarka uu maamulo oo uu maamulo silsiladaha blocks ee ku jira. Waxaad akhrin kartaa dood ku saabsan dhibaatada isticmaalka nambarada random si loo qaybiyo hawlaha Ethereum halkan
Sharding waa mid ka mid ah dhibaatooyinka ugu hamiga iyo halista ah ee berrinka blockchain; xalkeedu wuxuu u oggolaanayaa dhismaha shabakadaha baahsan ee waxqabadka iyo mugga cajiibka ah. PVRB waa mid ka mid ah baloogyada muhiimka ah si loo xalliyo.

Ciyaaraha, hab-maamuuska dhaqaalaha, gar-qaadista

Doorka tirooyinka random ee warshadaha ciyaaraha way adagtahay in la qiyaaso. Isticmaalka cad ee casinos online, iyo isticmaalka aan tooska ahayn marka la xisaabinayo saamaynta ficilka ciyaaryahanku waa dhammaan dhibaatooyin aad u adag oo loogu talagalay shabakadaha baahsan, halkaas oo aysan jirin hab lagu tiirsado isha dhexe ee randomity. Laakin xulashada bakhtiyaanasiibka ahi waxay sidoo kale xallin kartaa dhibaatooyin dhaqaale oo badan waxayna gacan ka geysan kartaa dhisidda borotokoolka fudud oo waxtarka leh. Ka soo qaad in borotokoolkayaga ay jiraan khilaafyo ku saabsan lacag bixinta adeegyada aan qaali ahayn qaarkood, oo khilaafyadani ay aad u yar yihiin. Xaaladdan oo kale, haddii ay jirto PVRB aan muran lahayn, macaamiisha iyo iibiyayaashu waxay ku heshiin karaan inay xalliyaan khilaafaadka si aan kala sooc lahayn, laakiin leh ixtimaalka la bixiyay. Tusaale ahaan, suurtogalnimada 60% macmiilku wuu ku guulaysanayaa, iyo 40% suurtogalnimada iibiyuhu wuu guulaysan. Habkani, oo ah mid caqli-gal ah marka loo eego aragtida koowaad, wuxuu kuu ogolaanayaa inaad si toos ah u xalliso khilaafaadka adigoo si sax ah u saadaaliyay guul / guuldarro, taas oo ku habboon labada dhinac iyada oo aan cid saddexaad ka qaybgelin iyo waqti lumis aan loo baahnayn. Waxaa intaa dheer, saamiga itimaalka wuxuu noqon karaa mid firfircoon oo ku xiran doorsoomayaal caalami ah. Tusaale ahaan, haddii shirkaddu ay si fiican u shaqeyso, oo ay haysato tiro yar oo khilaaf ah iyo faa'iido badan, shirkadu waxay si toos ah u wareejin kartaa suurtogalnimada xallinta khilaafka u dhexeeya macaamiisha, tusaale ahaan 70/30 ama 80/20, iyo lidkeeda. Haddii khilaafyadu qaataan lacag badan oo ay yihiin khiyaano ama aan ku filnayn, waxaad u wareejin kartaa suurtogalnimada jihada kale.

Tiro badan oo borotokool ah oo xiisa leh oo baahsan, sida diiwaannada la xushay, suuqyada saadaasha, curaarta isku xidhka iyo kuwo kale oo badan, waa ciyaar dhaqaale oo habdhaqanka wanaagsan lagu abaalmariyo, dhaqan xumadana la ganaaxo. Waxay inta badan ku jiraan dhibaatooyin xagga amniga ah kuwaas oo ilaalintu ay iska hor imanayso midba midka kale. Waxa laga ilaaliyo weerar ay soo qaadaan "Nbiraha" oo wata balaayiin calaamado ah ("saami weyn") ayaa u nugul weerarrada kumanaan xisaabaad oo leh xisaabo yaryar ("symbol stake"), iyo tillaabooyinka laga qaadayo hal weerar, sida kuwa aan ahayn- khidmadaha tooska ah ee loo abuuray in laga dhigo ka shaqaynta saami weyn mid aan faa'iido lahayn ayaa inta badan lagu ceebeeyaa weerar kale. Tan iyo markii aan ka hadlayno ciyaaraha dhaqaalaha, miisaannada xisaabaadka ee u dhigma ayaa horay loo xisaabin karaa, oo si fudud u beddel guddiyada kuwa la kala soocay oo leh qaybinta ku habboon. Guddiyada macquulka ah ee noocan oo kale ah waxaa loo fuliyaa si aad u fudud haddii xannibaadda ay leedahay ilo la isku halleyn karo oo aan kala sooc lahayn oo aan u baahnayn xisaabo adag, taas oo nolosha ku adkeynaysa nibiriyada iyo sybils labadaba.
Isla mar ahaantaana, waxaa lagama maarmaan ah in la sii wado in la xasuusto in xakamaynta hal mar oo ka mid ah nasiib-darradani ay kuu ogolaanayso inaad khiyaamayso, yarayso oo kordhiso suurtogalnimada nuska, markaa PVRB daacad ah ayaa ah qaybta ugu muhiimsan ee borotokoolka noocaas ah.

Halkee laga heli karaa random saxda ah?

Aragti ahaan, xulashada saxda ah ee aan tooska ahayn ee shabakadaha baahsan ayaa ka dhigaysa ku dhawaad ​​hab-maamuus kasta oo si cad u ilaalinaya wax-wada-jirka. Caqli-galku waa mid fudud - haddii shabakadu ay ku heshiiyaan hal 0 ama 1-bit, iyo in ka yar kala badh ka-qaybgalayaashu ay yihiin kuwo aan daacad ahayn, ka dibna, marka la eego soo-celinta ku filan, shabakadu waxay dammaanad qaadaysaa inay gaarto heshiis la isku raacsan yahay oo leh ixtimaalka go'an. Si fudud sababtoo ah nasiib-darro daacad ah ayaa dooran doonta 51 ka mid ah 100 ka qaybgalayaasha 51% wakhtiga. Laakiin tani waa aragti ahaan, sababtoo ah ... shabakadaha dhabta ah, si loo hubiyo heerka amniga sida maqaallada, farriimo badan oo u dhexeeya martigeliyaha, cryptography multi-pass adag ayaa loo baahan yahay, iyo wax kasta oo dhib ah oo ka mid ah borotokoolka isla markiiba wuxuu ku darayaa weerarrada cusub ee weerarka.
Taasi waa sababta aynaan weli u arkin PVRB adkaysi u leh oo ku jira blockchains, kaas oo loo isticmaali lahaa wakhti ku filan oo lagu tijaabiyo codsiyada dhabta ah, xisaabinta badan, culeyska, iyo dabcan, weerarrada dhabta ah, taas oo la'aanteed ay adagtahay in la waco badeecada run ahaantii badbaado leh.

Si kastaba ha ahaatee, waxaa jira dhowr habab oo rajo leh, waxay ku kala duwan yihiin tafaasiil badan, mid ka mid ah ayaa hubaal ah inuu xallin doono dhibaatada. Ilaha xisaabinta casriga ah, aragtida cryptographic si xariif ah ayaa loo turjumi karaa codsiyo la taaban karo. Mustaqbalka, waxaan ku farxi doonaa inaan ka hadalno fulinta PVRB: hadda waxaa jira dhowr ka mid ah, mid kastaa wuxuu leeyahay astaamo u gaar ah oo muhiim ah iyo astaamaha fulinta, mid kastana waxaa jira fikrad wanaagsan. Ma jiraan kooxo badan oo ku lug leh kala soocida, iyo khibradda mid kasta oo iyaga ka mid ah ayaa aad muhiim ugu ah qof kasta oo kale. Waxaan rajeyneynaa in macluumaadkayagu uu u oggolaan doono kooxaha kale inay si degdeg ah u socdaan, iyadoo la tixgalinayo khibradda kuwii iyaga ka horreeyay.

Source: www.habr.com