Utangulizi
"Uzalishaji wa nambari bila mpangilio ni muhimu sana kuachwa tu."
Robert Cavue, 1970
Nakala hii imejitolea kwa matumizi ya vitendo ya suluhisho kwa kutumia kizazi cha nambari nasibu katika mazingira yasiyoaminika. Kwa kifupi, jinsi na kwa nini random hutumiwa katika blockchains, na kidogo kuhusu jinsi ya kutofautisha "nzuri" random kutoka "mbaya". Kuunda nambari isiyo ya kawaida ni shida ngumu sana, hata kwenye kompyuta moja, na imesomwa kwa muda mrefu na waandishi wa maandishi. Kweli, katika mitandao iliyogatuliwa, uzalishaji wa nambari za nasibu ni ngumu zaidi na muhimu.
Ni katika mitandao ambapo washiriki hawaaminiani kwamba uwezo wa kuzalisha nambari isiyopingika huturuhusu kutatua kwa ufanisi matatizo mengi muhimu na kuboresha kwa kiasi kikubwa mipango iliyopo. Kwa kuongezea, kamari na bahati nasibu sio lengo kuu hapa, kwani inaweza kuonekana mwanzoni kwa msomaji asiye na uzoefu.
Uzalishaji wa nambari bila mpangilio
Kompyuta haiwezi kutengeneza nambari za nasibu zenyewe; zinahitaji usaidizi kutoka nje kufanya hivyo. Kompyuta inaweza kupata thamani fulani kutoka kwa, kwa mfano, harakati za panya, kiasi cha kumbukumbu inayotumiwa, mikondo iliyopotea kwenye pini za processor, na vyanzo vingine vingi vinavyoitwa vyanzo vya entropy. Thamani hizi zenyewe sio nasibu kabisa, kwani ziko katika safu fulani au zina muundo unaotabirika wa mabadiliko. Ili kugeuza nambari kama hizi kuwa nambari nasibu ndani ya safu fulani, ubadilishaji wa kriptografia hutumika kwao ili kutoa maadili ya ulaghai yaliyosambazwa kwa usawa kutoka kwa maadili yaliyosambazwa kwa usawa ya chanzo cha entropy. Thamani zinazotokana zinaitwa pseudorandom kwa sababu sio nasibu, lakini zinatokana na entropy. Algorithm yoyote nzuri ya kriptografia, wakati wa kusimba data, hutoa maandishi ya maandishi ambayo yanapaswa kutofautishwa kitakwimu kutoka kwa mlolongo wa nasibu, kwa hivyo ili kutoa bahati nasibu unaweza kuchukua chanzo cha entropy, ambayo hutoa kurudiwa nzuri tu na kutotabirika kwa maadili hata katika safu ndogo. kazi iliyobaki ni kutawanya na kuchanganya biti katika Thamani inayotokana itachukuliwa na algoriti ya usimbaji fiche.
Ili kukamilisha programu fupi ya elimu, nitaongeza kuwa kuzalisha nambari nasibu hata kwenye kifaa kimoja ni nguzo mojawapo ya kuhakikisha usalama wa data zetu.Nambari za uwongo za nasibu zinazozalishwa hutumiwa wakati wa kuanzisha miunganisho salama katika mitandao mbalimbali, ili kuzalisha. funguo za kriptografia, kwa kusawazisha upakiaji, ufuatiliaji wa uadilifu, na kwa programu nyingi zaidi. Usalama wa itifaki nyingi hutegemea uwezo wa kuzalisha nasibu ya kuaminika, isiyotabirika nje, kuihifadhi, na kutoifunua hadi hatua inayofuata ya itifaki, vinginevyo usalama utaathiriwa. Mashambulizi dhidi ya jenereta ya thamani ya uwongo ni hatari sana na inatishia mara moja programu zote zinazotumia kutengeneza nasibu.
Unapaswa kujua haya yote ikiwa ulichukua kozi ya msingi ya cryptography, kwa hivyo wacha tuendelee kuhusu mitandao iliyogatuliwa.
Nasibu katika blockchains
Kwanza kabisa, nitazungumza juu ya blockchains na usaidizi wa mikataba mahiri; ndio wanaoweza kutumia kikamilifu fursa zinazotolewa na ubahatishaji wa hali ya juu, usiopingika. Zaidi, kwa ufupi, nitaita teknolojia hii "Beacons Nasibu Zinazoweza Kuthibitishwa Hadharaniβ au PVRB. Kwa kuwa blockchains ni mitandao ambayo habari inaweza kuthibitishwa na mshiriki yeyote, sehemu muhimu ya jina ni "Inathibitishwa kwa Umma", i.e. Mtu yeyote anaweza kutumia hesabu kupata uthibitisho kwamba nambari inayotokana iliyotumwa kwenye blockchain ina sifa zifuatazo:
- Matokeo yake lazima yawe na usambazaji sawa, yaani, msingi wa kriptografia yenye nguvu inayowezekana.
- Haiwezekani kudhibiti sehemu yoyote ya matokeo. Kama matokeo, matokeo hayawezi kutabiriwa mapema.
- Huwezi kuhujumu itifaki ya uzalishaji kwa kutoshiriki katika itifaki au kwa kupakia mtandao kupita ujumbe wa mashambulizi.
- Yote yaliyo hapo juu lazima yawe sugu kwa ulaghai wa idadi inayoruhusiwa ya washiriki wa itifaki wasio waaminifu (kwa mfano, 1/3 ya washiriki).
Uwezekano wowote wa kushirikiana na kikundi kidogo cha washiriki kutoa hata bahati nasibu inayodhibitiwa au isiyo ya kawaida ni shimo la usalama. Uwezo wowote wa kikundi kusimamisha utoaji wa nasibu ni shimo la usalama. Kwa ujumla, kuna shida nyingi, na kazi hii sio rahisi ...
Inaonekana kwamba maombi muhimu zaidi kwa PVRB ni michezo mbalimbali, bahati nasibu, na kwa ujumla aina yoyote ya kamari kwenye blockchain. Hakika, hii ni mwelekeo muhimu, lakini randomness katika blockchains ina maombi muhimu zaidi. Hebu tuwaangalie.
Algorithms ya Makubaliano
PVRB ina jukumu kubwa katika kuandaa makubaliano ya mtandao. Shughuli katika blockchains zinalindwa na saini ya elektroniki, hivyo "shambulio la shughuli" daima ni kuingizwa / kutengwa kwa shughuli katika block (au vitalu kadhaa). Na kazi kuu ya algorithm ya makubaliano ni kukubaliana juu ya utaratibu wa shughuli hizi na utaratibu wa vitalu vinavyojumuisha shughuli hizi. Pia, mali ya lazima kwa blockchains halisi ni ya mwisho - uwezo wa mtandao kukubaliana kwamba mlolongo hadi kizuizi kilichokamilishwa ni cha mwisho, na hautawahi kutengwa kwa sababu ya kuonekana kwa uma mpya. Kawaida, ili kukubaliana kuwa kizuizi ni halali na, muhimu zaidi, mwisho, ni muhimu kukusanya saini kutoka kwa wazalishaji wengi wa block (hapa inajulikana kama BP - block-producers), ambayo inahitaji angalau kuwasilisha mnyororo wa kuzuia. kwa BP zote, na kusambaza saini kati ya BP zote. Kadiri idadi ya BP inavyokua, idadi ya ujumbe muhimu kwenye mtandao inakua kwa kasi, kwa hivyo, algorithms za makubaliano ambazo zinahitaji ukamilifu, zinazotumiwa kwa mfano katika makubaliano ya Hyperledger pBFT, hazifanyi kazi kwa kasi inayohitajika, kuanzia BP kadhaa kadhaa, zinazohitaji. idadi kubwa ya viunganisho.
Ikiwa kuna PVRB isiyo na shaka na ya uaminifu kwenye mtandao, basi, hata kwa makadirio rahisi zaidi, mtu anaweza kuchagua mmoja wa wazalishaji wa block kulingana na hilo na kumteua kama "kiongozi" wakati wa mzunguko mmoja wa itifaki. Ikiwa tunayo N block wazalishaji, ambayo M: M > 1/2 N ni waaminifu, usichunguze shughuli na usilazimishe mnyororo kutekeleza shambulio la "tumia mara mbili", kisha kutumia PVRB iliyosambazwa sawasawa bila kupingwa itaruhusu kuchagua kiongozi mwaminifu na uwezekano. M / N (M / N > 1/2). Ikiwa kila kiongozi amepewa muda wake wa wakati ambao anaweza kutoa kizuizi na kuhalalisha mnyororo, na vipindi hivi ni sawa kwa wakati, basi mlolongo wa kuzuia wa BP waaminifu utakuwa mrefu kuliko mlolongo unaoundwa na BP mbaya, na makubaliano. algorithm inategemea urefu wa mnyororo. itatupa tu ile "mbaya". Kanuni hii ya kutenga vipande sawa vya wakati kwa kila BP ilitumika kwanza katika Graphene (mtangulizi wa EOS), na inaruhusu vitalu vingi kufungwa kwa saini moja, ambayo hupunguza sana mzigo wa mtandao na kuruhusu makubaliano haya kufanya kazi haraka sana na. kwa kasi. Hata hivyo, mtandao wa EOS sasa unapaswa kutumia vitalu maalum ( Block Irreversible Last ), ambayo imethibitishwa na saini za 2/3 BP. Vitalu hivi hutumika kuhakikisha ukamilifu (kutowezekana kwa uma wa mnyororo kuanzia kabla ya Kizuizi cha Mwisho kisichoweza Kurejeshwa).
Pia, katika utekelezaji halisi, mpango wa itifaki ni ngumu zaidi - upigaji kura kwa vitalu vilivyopendekezwa unafanywa katika hatua kadhaa ili kudumisha mtandao ikiwa hakuna vitalu na matatizo na mtandao, lakini hata kuzingatia hili, algorithms ya makubaliano kwa kutumia PVRB inahitaji. ujumbe mdogo sana kati ya BP, ambayo inafanya uwezekano wa kuzifanya haraka kuliko PVFT ya jadi, au marekebisho yake mbalimbali.
Mwakilishi maarufu zaidi wa algorithms kama hizo: kutoka kwa timu ya Cardano, ambayo inasemekana inaweza kuthibitishwa kihisabati dhidi ya kula njama ya BP.
Katika Ouroboros, PVRB hutumiwa kufafanua kinachojulikana kama "ratiba ya BP" - ratiba kulingana na ambayo kila BP imepewa wakati wake wa kuchapisha kizuizi. Faida kubwa ya kutumia PVRB ni "usawa" kamili wa BPs (kulingana na ukubwa wa karatasi zao za usawa). Uadilifu wa PVRB unahakikisha kuwa BP zenye nia mbaya haziwezi kudhibiti upangaji wa nafasi za wakati, na kwa hivyo haziwezi kudhibiti mnyororo kwa kuandaa na kuchambua uma za mnyororo mapema, na kuchagua uma inatosha kutegemea tu urefu wa mnyororo. mnyororo, bila kutumia njia za hila za kuhesabu "matumizi" ya BP na "uzito" wa vitalu vyake.
Kwa ujumla, katika hali zote ambapo mshiriki wa nasibu anahitaji kuchaguliwa katika mtandao uliowekwa madarakani, PVRB ni karibu kila wakati chaguo bora, badala ya chaguo la kuamua kulingana na, kwa mfano, heshi ya kuzuia. Bila PVRB, uwezo wa kushawishi chaguo la mshiriki husababisha mashambulizi ambapo mvamizi anaweza kuchagua kutoka siku zijazo nyingi ili kuchagua mshiriki afuataye fisadi au kadhaa mara moja ili kuhakikisha kushiriki zaidi katika uamuzi. Matumizi ya PVRB yanaondoa aina hizi za mashambulizi.
Kuongeza na kusawazisha mzigo
PVRB pia inaweza kuwa na manufaa makubwa katika kazi kama vile kupunguza mzigo na kuongeza malipo. Kuanza, ni mantiki kujijulisha na Rivesta "Tiketi za Bahati Nasibu ya Kielektroniki kama Malipo Madogo". Wazo la jumla ni kwamba badala ya kufanya malipo ya 100 1c kutoka kwa mlipaji kwenda kwa mpokeaji, unaweza kucheza bahati nasibu ya uaminifu na tuzo ya 1$ = 100c, ambapo mlipaji huipa benki moja ya 1 ya "tiketi zake za bahati nasibu" kwa kila moja. 100c malipo. Mojawapo ya tikiti hizi hushinda jarida la $1, na ni tikiti hii ambayo mpokeaji anaweza kurekodi katika blockchain. Jambo muhimu zaidi ni kwamba tikiti 99 zilizobaki zinahamishwa kati ya mpokeaji na mlipaji bila ushiriki wowote wa nje, kupitia chaneli ya kibinafsi na kwa kasi yoyote inayotaka. Maelezo mazuri ya itifaki kulingana na mpango huu kwenye mtandao wa Emercoin inaweza kusoma .
Mpango huu una matatizo machache, kama vile mpokeaji anaweza kuacha kumhudumia mlipaji mara tu baada ya kupokea tikiti ya kushinda, lakini kwa maombi mengi maalum, kama vile malipo ya kila dakika au usajili wa kielektroniki kwa huduma, haya yanaweza kupuuzwa. Mahitaji makuu, bila shaka, ni haki ya bahati nasibu, na kwa utekelezaji wake PVRB ni muhimu kabisa.
Chaguo la mshiriki bila mpangilio pia ni muhimu sana kwa kugawa itifaki, madhumuni yake ambayo ni kuongeza mnyororo wa kuzuia, kuruhusu BP tofauti kuchakata wigo wao wa miamala pekee. Hii ni kazi ngumu sana, haswa katika suala la usalama wakati wa kuunganisha shards. Uteuzi wa haki wa BP bila mpangilio kwa madhumuni ya kuwapa wale wanaohusika na shard maalum, kama ilivyo katika algoriti za makubaliano, pia ni kazi ya PVRB. Katika mifumo ya kati, shards hupewa na mizani; huhesabu tu heshi kutoka kwa ombi na kuituma kwa mtekelezaji anayehitajika. Katika blockchains, uwezo wa kushawishi mgawo huu unaweza kusababisha shambulio la makubaliano. Kwa mfano, yaliyomo ya shughuli inaweza kudhibitiwa na mshambuliaji, anaweza kudhibiti ambayo shughuli kwenda shard yeye kudhibiti na kuendesha mlolongo wa vitalu ndani yake. Unaweza kusoma majadiliano ya tatizo la kutumia nambari za nasibu kwa kazi za kugawanya katika Ethereum
Sharding ni moja wapo ya shida kubwa na kubwa katika uwanja wa blockchain; suluhisho lake litaruhusu kujenga mitandao iliyogawanywa ya utendaji mzuri na kiasi. PVRB ni moja tu ya vizuizi muhimu vya kulitatua.
Michezo, itifaki za kiuchumi, usuluhishi
Jukumu la nambari za nasibu katika tasnia ya michezo ya kubahatisha ni ngumu kukadiria. Utumiaji wazi katika kasino za mtandaoni, na matumizi yasiyo dhahiri wakati wa kukokotoa athari za kitendo cha mchezaji yote ni matatizo magumu sana kwa mitandao iliyogatuliwa, ambapo hakuna njia ya kutegemea chanzo kikuu cha kubahatisha. Lakini uteuzi wa nasibu unaweza pia kutatua matatizo mengi ya kiuchumi na kusaidia kujenga itifaki rahisi na bora zaidi. Tuseme katika itifaki yetu kuna migogoro kuhusu malipo kwa baadhi ya huduma za bei nafuu, na migogoro hii hutokea mara chache sana. Katika kesi hii, ikiwa kuna PVRB isiyo na shaka, wateja na wauzaji wanaweza kukubaliana kutatua migogoro kwa nasibu, lakini kwa uwezekano fulani. Kwa mfano, kwa uwezekano wa 60% mteja atashinda, na kwa uwezekano wa 40% muuzaji atashinda. Mbinu hii, ambayo ni ya kipuuzi kutoka kwa mtazamo wa kwanza, inakuwezesha kutatua mizozo kiotomatiki na sehemu inayotabirika ya ushindi/hasara, ambayo inafaa pande zote mbili bila ushiriki wowote wa mtu wa tatu na upotezaji wa wakati usio wa lazima. Zaidi ya hayo, uwiano wa uwezekano unaweza kuwa wenye nguvu na hutegemea vigeuzo vingine vya kimataifa. Kwa mfano, ikiwa kampuni inafanya vizuri, ina idadi ndogo ya migogoro na faida kubwa, kampuni inaweza kubadilisha moja kwa moja uwezekano wa kusuluhisha mzozo kuelekea umakini wa wateja, kwa mfano 70/30 au 80/20, na kinyume chake, ikiwa mizozo huchukua pesa nyingi na ni ya ulaghai au haitoshi, unaweza kuhamisha uwezekano huo kwa upande mwingine.
Idadi kubwa ya itifaki za kuvutia zilizogatuliwa, kama vile sajili zilizoratibiwa za tokeni, masoko ya ubashiri, mikondo ya kuunganisha na nyingine nyingi, ni michezo ya kiuchumi ambayo tabia njema hutuzwa na tabia mbaya huadhibiwa. Mara nyingi huwa na matatizo ya usalama ambayo ulinzi hukinzana. Kinachokingwa dhidi ya shambulio la βnyangumiβ wenye mabilioni ya ishara (βdau kubwaβ) kinaweza kushambuliwa na maelfu ya akaunti zenye salio ndogo (βdau la sybilβ), na hatua zinazochukuliwa dhidi ya shambulio moja, kama vile kuto- ada za mstari zinazoundwa ili kufanya kufanya kazi na hisa kubwa kutokuwa na faida kwa kawaida hukataliwa na shambulio lingine. Kwa kuwa tunazungumza juu ya mchezo wa kiuchumi, uzani wa takwimu unaolingana unaweza kuhesabiwa mapema, na ubadilishe tu tume na zile za nasibu na usambazaji unaofaa. Tume kama hizo za uwezekano hutekelezwa kwa urahisi sana ikiwa blockchain ina chanzo cha kuaminika cha bahati nasibu na haihitaji mahesabu yoyote changamano, na kufanya maisha kuwa magumu kwa nyangumi na sybils.
Wakati huo huo, ni muhimu kuendelea kukumbuka kuwa udhibiti wa kidogo katika randomness hii inakuwezesha kudanganya, kupunguza na kuongeza uwezekano wa nusu, hivyo PVRB ya uaminifu ni sehemu muhimu zaidi ya itifaki hizo.
Wapi kupata random haki?
Kinadharia, uteuzi wa nasibu wa haki katika mitandao iliyogatuliwa hufanya karibu itifaki yoyote iwe salama dhidi ya njama. Mantiki ni rahisi sana - ikiwa mtandao unakubaliana na 0 au 1 kidogo, na chini ya nusu ya washiriki sio waaminifu, basi, kwa kuzingatia marudio ya kutosha, mtandao umehakikishiwa kufikia makubaliano juu ya kidogo na uwezekano uliowekwa. Kwa sababu bahati nasibu ya uaminifu itachagua washiriki 51 kati ya 100 51% ya wakati. Lakini hii ni kwa nadharia, kwa sababu ... katika mitandao halisi, ili kuhakikisha kiwango cha usalama kama ilivyo katika vifungu, ujumbe mwingi kati ya wahudumu, kriptografia ngumu ya kupita nyingi inahitajika, na shida yoyote ya itifaki huongeza mara moja veta mpya za shambulio.
Ndiyo maana bado hatuoni PVRB iliyothibitishwa katika blockchains, ambayo ingekuwa imetumika kwa muda wa kutosha kujaribiwa na maombi halisi, ukaguzi mwingi, mizigo, na bila shaka, mashambulizi ya kweli, bila ambayo ni vigumu kupiga simu. bidhaa salama kabisa.
Walakini, kuna njia kadhaa za kuahidi, zinatofautiana katika maelezo mengi, na mmoja wao hakika atasuluhisha shida. Kwa rasilimali za kisasa za kompyuta, nadharia ya kriptografia inaweza kutafsiriwa kwa ujanja kabisa katika matumizi ya vitendo. Katika siku zijazo, tutafurahi kuzungumza juu ya utekelezaji wa PVRB: sasa kuna kadhaa yao, kila mmoja ana seti yake ya mali muhimu na vipengele vya utekelezaji, na nyuma ya kila mmoja kuna wazo nzuri. Hakuna timu nyingi zinazohusika katika ujanibishaji, na uzoefu wa kila mmoja wao ni muhimu sana kwa kila mtu mwingine. Tunatumahi kuwa maelezo yetu yataruhusu timu zingine kusonga kwa kasi, kwa kuzingatia uzoefu wa watangulizi wao.
Chanzo: mapenzi.com