Blockchain dla Nie-TechnikówNew Economy

Łącząc kawałki razem



Więcej niż tylko suma jego elementów

Ten krok jest szczytem naszej intelektualnej podróży w kierunku zrozumienia blockchaina. Podczas gdy w krokach wcześniejszych badano poszczególne koncepcje, które składają się na blockchain w izolacji, ten krok łączy wszystkie te elementy. W rezultacie zyskasz nie tylko zrozumienie blockchain jako całości, ale także zobaczysz, jak różne koncepcje działają razem. Ten etap uczenia się rozpoczyna się od przeglądu głównych pojęć i technologii blockchain i kontynuuje objaśnienie, na czym opiera się blockchain na podstawie wiedzy technicznej zdobytej w poprzednich krokach. Wreszcie, ten krok zawiera przegląd definicji pakietu technologii blockchain, który w konsekwencji otwiera blockchain dla szerokiego zakresu obszarów zastosowań.

Przegląd pojęć i technologii

Intelektualna podróż w kierunku zrozumienia blockchain rozpoczęła się w kroku, w którym zaplanowaliśmy zaprojektowanie czysto rozproszonego systemu peer-to-peer do zarządzania własnością. Ważne jest, aby zrozumieć, że te główne koncepcje składające się na blockchain opierają się na innych koncepcjach i technologiach. Zrozumienie blockchain wymaga również przynajmniej uznania tych koncepcji.

Co to jest Blockchain?

Po zapoznaniu się z poszczególnymi koncepcjami składającymi się na blockchain ważne jest, aby zobaczyć, jak one działają razem. Podejście polegające na analizie systemów poprzez identyfikację funkcjonalnych i niefunkcjonalnych aspektów ich warstwy aplikacji i implementacji zapewnia wsparcie w rozwiązywaniu problemów związanych ze zrozumieniem, w jaki sposób koncepcje blockchain działają razem.

Cel Blockchain: funkcjonalne aspekty warstwy aplikacji

Blockchain służy dwóm celom:

•  Wyjaśnienie własności
•  Przeniesienie własności
Wyjaśnienie własności

Wyjaśnienie własności oznacza odpowiedź na główne pytanie, które stanowi własność, a mianowicie: Kto jest właścicielem jakiej ilości jaki przedmiot w jakim czasie?

Przeniesienie własności

Przeniesienie własności oznacza zmianę obecnego stanu własności. W związku z tym blockchain pozwala właścicielom przenieść swoją własność na inną osobę. Odpowiada zatem na inne ważne pytanie dotyczące udowodnienia własności, a mianowicie: kto przeniósł własność, o jaką kwotę i komu w jakim czasie?

Właściwości Blockchain: aspekty niefunkcjonalne

Podczas interakcji z blockchainem zauważysz, jak spełnia on swoje obowiązki. Jakość, w której blockchain służy swojemu celowi, opisuje jego niefunkcjonalne aspekty:

•  Wysoce dostępny
•  Dowód na cenzurę
•  Niezawodny
•  Otwarty
•  Pseudoanonimowy
•  Bezpieczne
•  Sprężysty
•  Ostatecznie spójne
•  Zachowanie integralności

Wysoce dostępny

Blockchain nie ma przestojów. Zamiast tego blockchain jest dostępny przez cały czas 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu przez cały rok. Nie ma nawet przycisku wyłączania.

Dowód cenzury

Nie ma nikogo, kto indywidualnie dyktuje zawartość łańcucha bloków lub nie może wyłączyć całego systemu.
v Niezawodny

Blockchain spełnia swój cel konsekwentnie w dobrej jakości. Można zaufać blockchain w prawidłowym wyjaśnieniu i przeniesieniu własności.

Otwarty

Blockchain nie wyklucza korzystania przez niektórych użytkowników lub komputerów z jego usług. Zamiast tego jest otwarty dla wszystkich.

Pseudoanonimowy

Blockchain jednoznacznie identyfikuje właścicieli, ale nie utrzymuje ani nie ujawnia ich prawdziwej tożsamości

Bezpieczne

Blockchain jest bezpieczny w dwóch aspektach: (1) na poziomie pojedynczych transakcji, (2) na poziomie całego systemu. Jeśli chodzi o poziom indywidualny, blockchain zapewnia, że własność jest utrzymywana wyłącznie do dyspozycji prawowitego właściciela. Na poziomie ogólnym blockchain chroni własność wszystkich właścicieli przed manipulacjami, fałszerstwem, fałszowaniem, podwójnymi wydatkami i nieautoryzowanym dostępem.

Sprężysty

Blockchain jest w stanie poprawnie wyjaśnić i przenieść własność nawet w trudnych warunkach. Blockchain jest odporny na szereg ataków na własność, takich jak fałszowanie, podwójne wydatki, podrabianie i uzyskiwanie dostępu do własności, udając, że jest kimś innym.

Ostatecznie spójne

Blockchain nie zawsze zapewnia spójne wyniki. Zamiast tego szansa na uzyskanie spójnych wyników wzrośnie z czasem i ostatecznie osiągnie pełną spójność w całym systemie.

Zachowanie integralności

Blockchain zachowuje swoją integralność, wyświetlając zachowanie wolne od błędów logicznych. Utrzymuje spójność danych i zapewnia bezpieczeństwo na poziomie pojedynczych transakcji oraz całej historii danych transakcji

Funkcjonowanie wewnętrzne: funkcjonalne aspekty warstwy implementacyjnej

Wewnętrzne funkcjonowanie blockchain można prześledzić z następującymi głównymi komponentami:

•  Logika własności
•  Bezpieczeństwo transakcji
•  Logika przetwarzania transakcji
•  Logika przechowywania
•  Architektura peer-to-peer
•  Logika konsensusu

Logika własności

Logika własności określa sposób wyjaśnienia i przeniesienia własności. Blockchain wykorzystuje dane poszczególnych transakcji do opisania przeniesienia własności i zachowuje całe dane transakcji w celu wyjaśnienia własności. Rysunek poniższy ilustruje logikę własności i jej podstawowe pojęcia.



Pojęcia pokazane przez pola na górze zależą od tych poniżej. Sam dolny rząd pól przedstawia koncepcje, od których zależy logika własności i które wymagają dalszego sprecyzowania. Logika własności wykorzystywana przez blockchain opiera się na logice przechowywania, która utrzymuje całą historię danych transakcji oraz logice konsensusu, która zapewnia jej spójność. Dodatkowo logika własności opiera się na logice przetwarzania transakcji, która zapewnia, że tylko prawidłowe dane transakcji są dodawane do magazynu danych, oraz bezpieczeństwo transakcji, które gwarantuje, że tylko prawowity właściciel może przenieść swoją własność na inne konto. Te cztery problemy zostały rozwiązane przez pozostałe elementy łańcucha bloków.

Bezpieczeństwo transakcji

Bezpieczeństwo transakcji zapewnia, że tylko prawowity właściciel może uzyskać dostęp i przenieść swoją własność na inne konto. Rysunek poniższy ilustruje koncepcje związane z wdrażaniem bezpieczeństwa transakcji.



Podstawowe pojęcia, takie jak wartości skrótu kryptograficznego i kryptografia asymetryczna, znajdują się w polach na samym dole, ponieważ służą one jako podstawa dla wszystkich innych pojęć znajdujących się w pudełkach nad nimi. Na przykład podpis cyfrowy znajduje się poniżej autoryzacji, ponieważ jest miarą autoryzacji transakcji, ale znajduje się powyżej kryptograficznych wartości skrótu i klucza prywatnego, ponieważ wykorzystuje te pojęcia. W podobny sposób rysunek powyższy uwidacznia zależność między uwierzytelnianiem a identyfikacją od kryptografii niskiego poziomu.

Logika przetwarzania transakcji

Logika transakcji zapewnia, że tylko poprawne dane transakcji są dodawane do zbiorczo utrzymywanej historii danych transakcji. Zależy to oczywiście od weryfikacji danych transakcyjnych, które reprezentują prawdziwy cel systemu. Każdy pojedynczy węzeł systemu w izolacji może dokonywać weryfikacji danych transakcji. Jednak pojedynczy węzeł może popełniać błędy podczas sprawdzania poprawności danych transakcji lub może celowo akceptować nieprawidłowe dane transakcji. Oba przypadki stanowią zagrożenie dla integralności całego systemu. Z tego powodu przetwarzanie transakcji wymaga wyrafinowanej mechaniki obejmującej walidację odpowiednio nowych bloków lub ich nagłówków: architektura peer-to-peer oraz kontrola i konkurencja peer-to-peer, które z kolei opierają się na sile nagrody i kary. Rysunek poniższy przedstawia relację tych pojęć, przedstawiając je w ramkach zbudowanych jeden na drugim, aby wskazać ich zależność.



Logika pamięci

Przetwarzanie prawidłowych transakcji powoduje ich dodawanie do całej historii danych transakcji, co oznacza dodawanie ich do magazynu danych, który przechowuje całą historię danych transakcji. Integralność całego systemu i jego zdolność do spełnienia celu polegającego na wyjaśnieniu i przeniesieniu własności zależy od integralności tego magazynu danych. Dlatego logika przechowywania dotyczy konserwacji całą historię danych transakcyjnych i ochronę ich przed manipulowaniem, fałszowaniem lub fałszowaniem, realizując pomysł wprowadzenia kosztownych zmian w danych. Jak pokazano na rysunku poniżej, logika pamięci masowej osiąga to dzięki utrzymywaniu niezmiennego magazynu danych tylko do dołączania, który jest oparty na dowodzie pracy i strukturze danych blockchain. Jego funkcjonowanie można prześledzić wstecz do zagadek mieszających, odniesień do skrótów i struktur danych wrażliwych na zmiany, które z kolei można prześledzić z powrotem do podstawowej koncepcji kryptograficznych wartości skrótu. Rysunek 21-4 przedstawia zależność logiki pamięci poprzez warstwowanie pojęć pochodnych na wierzchach pudeł, które reprezentują bardziej podstawowe pojęcia.



Architektura peer-to-peer

Architektura określa, w jaki sposób komponenty lub węzły systemu są powiązane i połączone ze sobą. Jak pokazano na poniższym rysunku, blockchain wykorzystuje czysto rozproszony system peer-to-peer, który składa się z niezależnych peerów zwanych węzłami. Te węzły są połączone ze sobą za pośrednictwem sieci, która służy jako medium do komunikacji. Każdy z partnerów utrzymuje własną kopię struktury danych blockchain zawierającą całą historię daty transakcji. Uczestnicy komunikacji komunikują się ze sobą, korzystając z protokołu przekazywania wiadomości w stylu plotek, który zapewnia, że w końcu każdy uczestnik otrzyma wszystkie informacje.



Logika konsensusu

Ponieważ wszystkie węzły systemu rozproszonego zachowują swoją historię danych transakcji niezależnie, ich zawartość może się różnić z powodu opóźnień lub innych niedogodności związanych z przekazywaniem wiadomości przez sieć. W rezultacie magazyn danych, który miał tworzyć prostą linię połączonych bloków danych, faktycznie tworzy trójwymiarową strukturę danych, w której każda gałąź reprezentuje sprzeczną wersję historii transakcji. Logika konsensusu, jak pokazano na rysunku poniżej, czyni wszystkie węzły sieci systemu ostatecznie spójnymi, zmuszając ich do wybrania identycznej wersji historii transakcji, która łączy najbardziej zbiorowy wysiłek



Zdobywanie abstrakcji

Abstrakcję uzyskuje się poprzez identyfikację i rozróżnienie składników łańcucha bloków, które są specyficzne dla celu zarządzania własnością od tych, które są agnostyczne dla określonego celu aplikacji. Jest to zgodne z naszym rozumieniem pakietu technologii blockchain, jak omówiono w kroku 5. Oczywiście logika własności i dane transakcji są komponentami specyficznymi dla aplikacji, ponieważ określają sposób opisania własności z danymi transakcji i sposób własności jest wyjaśnione i przeniesione. Z drugiej strony bezpieczeństwo transakcji i logika procesowania transakcji są mniej specyficzne dla celu aplikacji. Ten pierwszy wykorzystuje ogólne pojęcia identyfikacji, uwierzytelniania, autoryzacji i podpisów cyfrowych, które mogą być również używane w każdej innej aplikacji. Jak pokazano na wcześniejszym rysunku, ten ostatni jest ogromnym urządzeniem do przetwarzania danych, którego większość komponentów jest niezależna od celu aplikacji. Jedynym elementem logiki przetwarzania transakcji, który jest ściśle powiązany z celem aplikacji, jest sprawdzanie poprawności danych transakcji. Wszystkie inne elementy, takie jak współzawodnictwo, kontrola rówieśników, nagroda, kara i sprawdzanie poprawności nagłówków bloków są niezależne od przetwarzanych danych. Rysunek poniższy ilustruje wynik rozróżnienia komponentów blockchain specyficznych dla aplikacji od tych, które są agnostyczne do określonego celu aplikacji, który z kolei tworzy pakiet technologii blockchain.



Perspektywy

Ten krok skupiał się na zebraniu wszystkich elementów poprzednich kroków, aby uzyskać przegląd łańcucha bloków. Otwartość i brak jakiejkolwiek formy centralnej kontroli lub koordynacji są podstawą systemu, ponieważ pozwalają jego węzłom działać jako niezależni świadkowie w wyjaśnianiu spraw związanych z własnością. Jednak te cechy mogą również powodować niepożądane konsekwencje. Jakie są te niepożądane konsekwencje i jak mogą ograniczać użycie blockchaina, zostaną omówione w następnym kroku.

PODSUMOWANIE

* Blockchain to czysto rozproszony system peer-to-peer, który dotyczy następujących aspektów zarządzania własnością:

-Opisywanie własności: historia danych transakcji
-Ochrona własności: podpis cyfrowy
-Storing danych transakcji: Blockchain-Data-Structure
-Przygotowanie ksiąg do dystrybucji: Niezmienność
-Dystrybucja ksiąg: przekazywanie informacji w stylu plotek poprzez sieć
-Przetwarzanie nowych transakcji: Blockchain-Algorytm
-Decydowanie, która księga reprezentuje prawdę: Rozproszony konsensus

* Analiza łańcucha bloków obejmuje następujące aspekty:

-Cel aplikacji
-Jego właściwości
- Jego funkcjonowanie wewnętrzne

* Blockchain ma dwa cele aplikacji:

- Wyjaśnienie własności
Przeniesienie własności

* Blockchain spełnia swoje cele aplikacyjne, jednocześnie wykazując następujące cechy:

-Highly dostępne
-Dowód cenzury
-Niezawodny
-Otwarty
-Pseudoanonimowy
-Bezpieczne
-Sprężysty
-Wszystko spójne
- Uczciwość w utrzymaniu

* Wewnętrznie blockchain składa się ze składników, które są specyficzne lub agnostyczne w stosunku do celu aplikacji dotyczącego zarządzania własnością.
* Specyficzne dla aplikacji komponenty blockchain to:

-
Logika własności
-Data transakcji
- Logika przetwarzania transakcji
-Bezpieczeństwo transakcji

* Składnikami zależnymi od zastosowania są:

-Pakiet technologii blockchain
-Wystarczy rozproszona architektura peer-to-peer

* Pakiet technologii blockchain składa się z:

-Logika przechowywania
-Logika Consensus
-Logika przetwarzania danych
-Symetryczna kryptografia