Dystrybucja magazynu danych wśród peeerów

Kiedy komputery plotkują

Krok poprzedni przekształcił strukturę danych blockchain w niezmienny magazyn danych tylko do dołączania, który można wykorzystać jako księgę odporną na manipulację dla danych transakcji. Posiadanie jednej niezmiennej historii danych transakcyjnych, która zawiera tylko załącznik, może mieć ograniczoną wartość w celu wyjaśnienia własności na podstawie grupy komputerów, która działa jako świadek zdarzeń związanych z własnością. Dlatego ten krok koncentruje się na ustanowieniu czysto rozproszonego systemu peer-to-peer, który umożliwia wymianę informacji o transakcjach.

Metafora

Jaki jest najlepszy sposób na rozpowszechnianie osobistych wiadomości wśród wszystkich pracowników firmy, jeśli nie masz dostępu do globalnej listy dystrybucyjnej e-mail? Jednym z podejść, które gwarantuje, że wszyscy pracownicy w końcu otrzymają wiadomości, jest udostępnienie ich jednemu lub dwóm dobrze połączonym i rozmownym kolegom i poproszenie ich o zachowanie tajemnicy. Takie podejście się sprawdza, ponieważ prawie nie ma innych informacji, które byłyby szybciej wymieniane między współpracownikami, niż wiadomości osobiste udostępniane w warunkach poufności. Powód tego faktu jest dość prosty: istoty ludzkie są istotami społecznymi, które naprawdę interesują się swoimi rówieśnikami, a dzielenie się informacjami o innych jest typowym zachowaniem dla odnowienia lub wzmocnienia więzi społecznych. Ten krok dotyczy aspektu łańcucha bloków, który może przedstawiać systemy peer-to-peer w innym i prawie ludzkim świetle. Aspektem omawianym na tym etapie jest wymiana informacji między komputerami za pomocą komunikacji.

Cel Blockchain to czysto rozproszony system peer-to-peer do zarządzania własnością. Składa się z pojedynczych komputerów, które mają własną wersję niezmiennej księgi, która przechowuje całą historię danych transakcji. Dlatego poszczególne komputery są równoważne ze świadkami, którzy mogą zeznawać, czy pewna transakcja nastąpiła zgodnie z ich własnymi wspomnieniami. Ale jak to zrobić poszczególne komputery przede wszystkim obserwują lub dowiadują się o transakcjach? Dlatego głównym celem tego kroku jest zapewnienie, aby poszczególne komputery, które tworzą system peer-to-peer, były informowane o transakcjach i były w stanie zachować własną historię danych transakcji.

Wyzwanie

Czysto rozproszony system peer-to-peer nie ma żadnego centralnego punktu koordynacji ani kontroli. Dlatego nie ma centralnego komponentu, który rozprzestrzenia informacje na wszystkie komputery wch,odzące w skład systemu. Istnienie takiego centralnego punktu informacyjnego byłoby sprzecznością. Ponadto rozpowszechnianie informacji może się nie powieść z powodu problemów technicznych. Dlatego wyzwaniem jest, aby wszystkie węzły systemu odbierały informacje o wszystkich transakcjach bez cofania się do centralnego komponentu.

Pomysł

Chodzi o to, aby komputery tworzące system peer-to-peer mogły dzielić się i wymieniać informacjami w taki sam sposób, jak ludzie dzielą się wiadomościami. Jeśli węzły systemu peer-to-peer przekazują informacje do swoich węzłów peer, które z kolei przekazują informacje do swoich peerów, to ostatecznie wszystkie węzły w systemie otrzymają informacje. Na bardziej szczegółowym poziomie system peer-to-peer naśladuje sposób, w jaki grupy ludzi, takie jak pracownicy firmy, grupy przyjaciół lub członkowie klubu sportowego, komunikują się ze sobą. Krótko mówiąc, członkowie tych grup prowadzą trzy różne rodzaje rozmów:

•  Mała rozmowa, która służy ważnym celom z społecznego punktu widzenia, ponieważ utrzymuje istniejące relacje, ale nie zawiera żadnych istotnych informacji. •  Wiadomości, obejmujące rozmowy, w których istotne informacje są wymieniane między uczestnikami. •  Przedstawianie nowych peerów, rodzaje rozmów, które są niezbędne, aby nowe osoby mogły dołączyć do istniejącej grupy przyjaciół lub współpracowników. Nawiązanie nowego związku i przyjęcie nowego członka do grupy zawsze wymaga jakiejś formy rytuału inicjacyjnego. To jest punkt, w którym aspirujący członkowie zapoznają się z historią grupy i jej wartościami oraz zostaną przedstawieni wybitnym członkom grupy.

Jak to działa: przegląd

Systemy komputerów peer-to-peer są cyfrowym odpowiednikiem grup ludzi. Poszczególne komputery wchodzące w skład systemu peer-to-peer również prowadzą małe rozmowy, wymieniają się wiadomościami i przyjmują nowych członków poprzez rytuał inicjacyjny. Te interakcje są integralną częścią każdego systemu peer-to-peer. Podobnie jak ludzie, którzy komunikują się ze sobą za pomocą wypowiadanych słów, komputery w rozproszonym systemie peer-to-peer komunikują się za pośrednictwem sieci cyfrowej. Największą siecią łączącą ogromną liczbę komputerów jest Internet. Dlatego najtańszym sposobem na zbudowanie systemu peer-to-peer jest umożliwienie węzłom komunikowania się ze sobą przez Internet. Stąd rozproszony system peer-to-peer wykorzystujący Internet jako środek komunikacji charakteryzuje się następującymi faktami:

•  Każdy komputer jest połączony z systemem przez Internet.
•  Każdy komputer jest identyfikowany unikalnym adresem.
•  Każdy komputer może się rozłączyć i ponownie połączyć z systemem w dowolnym momencie.
•  Każdy komputer niezależnie utrzymuje listę partnerów, z którymi się komunikuje.
•  Komunikacja między węzłami opiera się na komunikatach.
•  Wiadomości są wysyłane z jednego węzła do drugiego przez Internet przy użyciu ich unikalnych adresów internetowych.

Fakt, że węzły komunikują się przez sieć oraz że mogą się rozłączać i łączyć ponownie w dowolnym momencie, wpływa na dostarczanie wiadomości. Dostarczanie wiadomości w takiej sieci ma następujące cechy:

•  Nie można zagwarantować, że wiadomości dotrą do adresatów, zamiast tego mogą się zgubić.
•  Wiadomości mogą docierać więcej niż raz.
•  Wiadomości mogą przybywać w innej kolejności niż zostały wysłane.

Te cechy powodują pewne przeszkody w komunikacji, ale są one rozwiązywane w następujący sposób:

•  Wiadomości są wysyłane w stylu plotek. Każdy węzeł, który otrzymuje nowe informacje przekażą je partnerom, z którymi się komunikuje, którzy z kolei będą traktować wiadomości w ten sam sposób. Zapewnia to, że ostatecznie każdy węzeł odbiera wiadomości, nawet jeśli niektóre pojedyncze wiadomości zostaną utracone.
•  Ze względu na fakt, że wiadomości można rozpoznać po cyfrowym odcisku palca lub wartości kryptograficznej, węzły mogą łatwo zidentyfikować duplikaty i je zignorować.
•  Fakt, że dane transakcji oraz nagłówki bloków zawierają znaczniki czasu, pozwala węzłom uporządkować je na podstawie obiektywnego kryterium

Jak to działa: szczegóły

Komunikacja między węzłami tworzącymi rozproszony system peer-to-peer ma następujące trzy cele:

•  Utrzymanie istniejących połączeń przy życiu
•  Nawiązywanie nowych połączeń
•  Dystrybucja nowych informacji

Pierwsze dwa rodzaje komunikacji koncentrują się głównie na samym systemie peer-to-peer. Zajmują się utrzymywaniem sieci rówieśników razem i wykonywaniem cyfrowego sprzątania. Ale celem systemu peer-to-peer nie jest zajęcie się tylko ze względu na pozostanie zajęty. Zamiast tego celem systemu peer-to-peer jest zarządzanie własnością. Dlatego trzeci rodzaj komunikacji koncentruje się na nowych danych transakcji i nowych blokach, które zostaną dodane do struktury danych blockchain. Informacje te są potrzebne każdemu węzłowi systemu w celu utrzymania własnej wersji historii transakcji

Utrzymywanie żywych połączeń

Każdy komputer w sieci niezależnie utrzymuje listę peerów, z którymi się komunikuje. Ta lista zawiera tylko podzbiór wszystkich węzłów, które tworzą cały system. Jest to podobne do pracowników, którzy utrzymują kontakty społeczne z niektórymi ze swoich współpracowników, składając się tylko z podgrupy wszystkich pracowników tej samej firmy. Regularnie każdy komputer sprawdza, czy te komputery równorzędne są nadal dostępne. Odbywa się to poprzez wysłanie peerom małej wiadomości, często nazywanej ping, z prośbą o odpowiedź za pomocą wiadomości o nazwie pong. Elementy równorzędne, które wielokrotnie nie odpowiadają na te wiadomości, są usuwane z listy elementów równorzędnych. Jest to podobne do krótkiej rozmowy między kolegami, która służy głównie utrzymaniu relacji społecznych przy życiu

Ustanawianie nowych połączeń

Każdy komputer może poprosić o dołączenie do systemu peer-to-peer, wysyłając odpowiedni komunikat żądania do dowolnego z węzłów tworzących system. Żądany węzeł dodaje adres pytającego do swojej listy peerów i wysyła potwierdzenie jako odpowiedź. Po otrzymaniu odpowiedzi węzeł doda również adres nadawcy do własnej listy peerów. W rezultacie ustanawia się nowe połączenie, a system powiększył się o jeszcze jeden węzeł. Posiadanie tylko jednego połączenia z systemem jest ryzykowne, ponieważ każdy węzeł może zakończyć połączenie, zamknąć lub nawet zawiesić się w dowolnym momencie. Dlatego dołączając do systemu peer-to-peer, komputer zwykle ustanawia połączenia z wieloma różnymi węzłami, które są już częścią tego systemu. Zapewnia to utrzymanie połączenia z systemem jako całością, nawet w przypadku rozłączenia lub wyłączenia poszczególnych węzłów

Dystrybucja nowych informacji

Ten rodzaj komunikacji służy celowi aplikacji systemu zarządzającego własnością. Odbywa się to poprzez przekazywanie nowych danych transakcji i nowych bloków, które mają zostać dodane do struktury danych blockchain w przekazywaniu informacji typu plotek. Udostępnianie informacji związanych z własnością odbywa się w następujących trzech okazjach:

•  W sposób ciągły: nowe informacje (np. Nowe dane transakcji i nowe bloki) są dystrybuowane w miarę ich pojawiania się. Każdy węzeł podłączony do systemu ostatecznie otrzyma wszystkie wiadomości.
•  Jako aktualizacja: węzły, które ponownie łączą się z systemem po ich rozłączeniu na jakiś czas, otrzymają wszystkie dane transakcji i bloki, które zostały w międzyczasie pominięte.
•  W ramach procedury dołączania: nowe węzły dołączające do systemu nie miały szansy na zbudowanie własnej historii transakcji, ponieważ nigdy wcześniej nie były połączone z systemem. Dlatego muszą zapoznać się z całą historią transakcji, które miały miejsce do momentu przystąpienia do systemu. Przeniesienie kopii całej aktualnej wersji struktury danych blockchain do węzła nowicjusza zapewnia, że stanie się on pełnoprawnym węzłem po dołączeniu do systemu. Ten rodzaj dostarczania informacji może być postrzegany jako skrajny przypadek aktualizacji: aktualizacja całej historii transakcji, które kiedykolwiek miały miejsce w systemie
Dlaczego to działa

Różne rodzaje komunikacji zapewniają, że nowe komputery mogą dołączyć do systemu, a tym samym przyczynić się do jego rozwoju. Ponadto system jest utrzymywany razem w oparciu o komunikację, która koncentruje się na nawiązywaniu nowych i utrzymywaniu istniejących połączeń. Co najważniejsze, system wykorzystuje komunikację typu plotek, która zapewnia, że ostatecznie wszyscy członkowie systemu peer-to-peer otrzymają wszystkie dane transakcji i bloki, które zostaną dodane do struktury danych blockchain.

Perspektywy

Ten krok koncentrował się na tym, jak poszczególne komputery stają się węzłami rozproszonego systemu peer-to-peer i jak komputery tworzące system komunikują się ze sobą. W szczególności ten krok koncentrował się na aspektach dostarczania wiadomości w zawodnej sieci. Jednak w tej dyskusji nie zastanawiano się, co poszczególne węzły robią z informacjami po ich otrzymaniu, ale przetwarzanie informacji jest równie ważne jak otrzymywanie informacji. Dlatego w następnym kroku omówiono sposób przetwarzania danych transakcji w poszczególnych węzłach.

PODSUMOWANIE

•  Komputery w rozproszonym systemie peer-to-peer komunikują się ze sobą za pośrednictwem sieci cyfrowej.
•  Ze względu na wszechobecność Internetu, tworzymy rozproszony system peer-to-peer poprzez połączenie poszczególnych węzłów przez Internet.
•  System peer-to-peer, który wykorzystuje Internet jako środek komunikacji, charakteryzuje się następującymi faktami:

-Komputery są połączone ze sobą przez Internet.
-Każdy komputer jest identyfikowany przez unikalny adres.
-Każdy komputer może się odłączyć i ponownie podłączyć do systemu w dowolnym momencie.
-Każdy komputer niezależnie utrzymuje listę rówieśników, z którymi współpracuje i komunikuje się.
-Komunikacja między węzłami opiera się na komunikatach.
-Wiadomości są wysyłane z jednego węzła do drugiego przez Internet przy użyciu ich unikalnych adresów.

•  Ze względu na przeciwników sieci komunikacja między węzłami charakteryzuje się następującymi faktami:

- Nie gwarantuje się, że wiadomości dotrą do adresatów, ale mogą się zgubić.
-Wiadomości mogą docierać więcej niż raz.
- Wiadomości mogą przybywać w innej kolejności niż zostały wysłane.
•  Blockchain przeciwdziała przeciwnikom komunikowania się przez niewiarygodną sieć na następujące sposoby:

-Wiadomości są wysyłane w stylu plotek. Każdy węzeł, który odbierze komunikat, przekaże go do peerów, z którymi się komunikuje, co z kolei będzie obsługiwać komunikat w ten sam sposób.
-Duplikaty transakcji lub bloków są identyfikowane i filtrowane na podstawie ich kryptograficznych wartości skrótu.
-Każdy węzeł może zamówić otrzymane informacje, ponieważ dane transakcji i nagłówki bloków zawierają znaczniki czasu.

•  Komunikacja między komputerami tworzącymi system peer-to-peer służy następującym trzem celom:

- Utrzymanie istniejących połączeń żywych
-Ustanowienie nowych połączeń
-Dystrybucja nowych informacji

•  Przekazywanie informacji związanych z własnością odbywa się trzykrotnie:

- W sposób ciągły, przesyłając nowe dane transakcji i blokuje wszystkie węzły podłączone do systemu
- Jako aktualizacja dla węzłów, które ponownie łączą się z systemem po rozłączeniu na chwilę
- W ramach procedury pokładowej, która przenosi kopię całej aktualnej wersji struktury danych blockchain do nowych węzłów, aby zapewnić, że staną się pełnoprawnymi węzłami po dołączeniu do systemu