Попитайте CryptoVantage: Какви са „правилата за консенсус“ на Биткойн?

Замисляли ли сте се как е възможно биткойните да обработват милиарди долари транзакции всеки ден, без да е необходим централен орган като банка или правителство? Хиляди компютри, известни като биткойн възли, работят с биткойн софтуер, за да гарантират, че всяка отделна транзакция е валидна и че никой не се опитва да създаде нови биткойни от нищото. За да постигнат споразумение за това какво е валидното състояние на биткойн блокчейн, всички биткойн възли следват един и същ набор от правила за обработка и валидиране на транзакции.

Тези правила, известни като „правила за консенсус“, са причината биткойнът да може да работи, без да се доверява на централен орган. Тази статия обяснява какви са правилата за консенсус в общ смисъл и предоставя примери за някои правила за консенсус, използвани в рамките на биткойн протокола.

Какви са правилата за консенсус?

Разпределените системи като биткойн разчитат на правилата за консенсус, за да функционират правилно. Разпределените системи се състоят от мрежи от компютри, които са отделни една от друга и които всички трябва да постигнат съгласие относно състоянието на системата. Тези компютри не винаги могат да комуникират директно, но използвайки консенсусни правила, всички те могат да постигнат консенсус относно това какво е или не е валидно състояние.

Биткойн мрежата се състои от хиляди компютри или възли, разпределени по целия свят. Тези биткойн възли независимо проверяват всяка биткойн транзакция, като следват правилата за консенсус на биткойн. В резултат на това всеки биткойн възел завършва със собствено идентично копие на биткойн книгата, което позволява на биткойн да работи без необходимост от централен орган.

Примери за правила за консенсус на Биткойн

Когато хората мислят за консенсус в рамките на биткойн, може би най-често срещаното нещо, което им идва на ум, е границата от 21 000 000 BTC. Почти всеки собственик на биткойн знае, че винаги ще има само 21 милиона, но по-рядко известното е, че лимитът идва от обикновено правило за консенсус, което всички биткойн възли следват.

Лимитът от 21 милиона се постига чрез ограничаване на количеството нови биткойни, които се създават. Единственият начин да се създадат нови биткойни е чрез добив на биткойни. Всеки блок от биткойн транзакции плаща на миньора „субсидия за блок“, която действа като начин за стимулиране на миньорите да обработват транзакции (повече за това тук). Първоначално миньор може да спечели блокова субсидия от 50 BTC от всеки блок и приблизително на всеки четири години блоковата субсидия се намалява наполовина. Това беше 25 BTC от 2012-2016 г., 12,5 BTC от 2016-2020 г. и ще бъде 6,25 за следващите четири години. Тези половинки на субсидиите на блокове ще се появят, докато субсидията не бъде намалена до нула около 2140 г. За да се гарантира, че не се създават допълнителни биткойни, всеки биткойн възел разглежда блоковата субсидия от всеки блок и се уверява, че те никога не са по-високи от предварително определените количество.

Някои други функции на биткойн, които се контролират от правилата за консенсус, включват:

Регулиране на трудността: На всеки 2016 блока възлите преизчисляват колко трудно би трябвало да бъде миньорите да копаят блокове. По този начин възлите могат да се договорят дали добивът трябва да бъде улеснен или по-труден въз основа на количеството изчислителна мощност, което напуска или се присъединява към мрежата. Чрез регулиране на трудността въз основа на компютърната мощност можем да поддържаме времената на блокове относително последователни на приблизително 10 минути на блок.
Зрелост на Coinbase: Когато се добива нов блок, наградата за блока се заключва за 100 блока и не може да се изразходва, докато достигне зрялост.
Общата стойност на „изходите“ на транзакцията не може да бъде по-голяма от общата стойност на нейните „входове“. С други думи, възлите проверяват всяка биткойн транзакция, за да се уверят, че тя не създава нови биткойни от нищото.

Неписани правила

Не всички правила за консенсус на биткойните се записват в писмена форма. Вместо това някои от правилата се записват в код. Bitcoin Core е софтуерът, който повечето хора използват за участие в биткойн мрежата. Тази реализация, известна като „референтна реализация“, определя правилата за консенсус за биткойн. Всички други внедрения на биткойни трябва да гарантират, че техният софтуер следва същите правила като Bitcoin Core.

Някои правила за консенсус са лесни за записване в писмен вид, например „може да има само 21 000 000 BTC“, но други не са толкова лесни. Например, през 2013 г. имаше консенсусен неуспех, когато надстройка в Bitcoin Core доведе до фина промяна в начина, по който се обработват ключалките на базата данни. По това време дори не се знаеше, че заключванията на бази данни влияят на консенсус. Но когато новата версия на Bitcoin Core започна да позволява повече брави, отколкото възлите, изпълняващи по-новата версия, различните версии вече не се съгласиха за валидното състояние на блокчейна, причинявайки временно разделяне на веригата. Разделението на веригата беше бързо фиксирано, когато миньорите решиха да се върнат към използването на по-старата версия на Bitcoin Core, но въпреки това подчерта важността на правилата за консенсус на Bitcoin, въпреки това.

Заключение

Правилата за консенсус на биткойните са в основата на това, което позволява мрежата на биткойн да работи, без да е необходим централен орган. Независимо дали те ограничават количеството биткойн, което се създава всеки ден, или гарантират, че се приемат само валидни транзакции, правилата за консенсус на биткойните са причината биткойнът да работи по начина, по който го прави. Въпреки че разпределените системи използват консенсусни правила за дълго време, биткойнът е първата система, създадена с консенсусни правила, необходими за разрешаване на равнопоставена електронна парична система, която не разчита на доверен централен орган.