ブロックチェーンのアキレス腱としてのコンセンサス
しかし、完全に誰も信用しないと、だれも成功しません。遅かれ早かれ、最も確信しているアナキストでさえ、別の個人への信頼を決定しなければなりません。 暗号通貨の場合、ブロックチェーンテクノロジーの最初の実用化として、そのような信頼は、発生した金融取引に関する大多数のユーザーの同意（コンセンサス）に基づいています。
暗号通貨の一般ユーザーや、一般にブロックチェーン技術を使用する情報システムからではなく、チェーンの次のブロックの形成を専門とする鉱夫、およびブロックチェーンの完全なコピーの所有者からの同意が必要であることを明確にする必要があります。 ブロックチェーンが成長するにつれて、コンセンサスを決定する被験者の相対的な数は減少します。 平等なモデルからの新しいブロックの形成と採用のプロセスは、一元化される傾向があります。 これは、特定の暗号通貨または情報システムにおける一般ユーザーの信頼が大きく揺れる可能性がある状況を潜在的に作成するものです。
ビットチェーンなどのブロックチェーンを使用したシステムの開発の初期段階では、コンセンサスの開発に参加している人数を誰でも入力できます。 ルールは今日変更されていませんが、このプロセスへの完全参加の弾幕のしきい値は徐々に大きくなっています。 これは、ブロックチェーン自体のサイズの顕著な増加と、計算能力要件の増加です。
現実には、前述のビットコインシステムでは、少数のコンセンサスプレイヤーのみが残っています。 Blockchain.infoによると、これは簡単に確認できます。
計算能力の分布に関する現在のデータは、 blockchain.info / poolsで入手できます。 ご覧のとおり、実際のプレイヤー数は20人を超えず、5〜6人だけが支配的です。 ビットコインの場合、コンピューティングリソースの80％以上がアジアの1つの有名な国に集中しています。
この状況は、特定の個人のグループの利益のために、ブロックチェーン操作の仮想的な可能性からはほど遠いものです。 しかし、ビットコインだけでなく、ブロックチェーンに基づいた情報システムの現在のすべての実装には、ある程度この欠点があります。 PoW、PoS、DPos、PoA、PoB、PoCなどの既存および新たに提案された信頼方法にも、このような問題がありません。 大規模なコインの盗難後に正義を回復するイーサリアムでのロールバックの場合のように、システムのユーザーの大部分によって操作が「神聖化」される場合があります。 これは不満の一部に分岐をもたらしただけでなく、スマート契約の環境としてのイーサリアムの使用にも疑問を投げかけました。 個人的には、たとえばアパートや土地区画に対する私の権利を確認するために、このブロックチェーンに頼る危険はありません。
データなりすましのリスク
ブロックチェーン内のコンセンサスオプションは豊富にありますが、ブロックチェーンに保存されているデータを決定する際に自発的な可能性が常にあります。 PoWコンセンサスメカニズムに基づくブロックチェーンでは、途方もない計算能力と同様に膨大なエネルギーコストが必要になり、ブロックが古くなるほど修正の確率は低くなります。 しかし、遠くなるほど、PoWは信頼を構築するための非常にコストがかかり非効率的な方法になります。 過去を「消去」から保護しますが、中央集権化の条件では、電流の安全性を事実上保証しません。
計算能力への依存を軽減するために設計された代替方法により、比較的短時間でブロックチェーンの履歴を書き換えることができます。 結局のところ、これらの方法はコンセンサス参加者の数と必要な計算能力を人為的に制限します。
ブロックチェーンは、コンセンサスなしで作成および保守できることを忘れないでください。たとえば、独立した企業情報システムまたは州の情報システムのブロックチェーンです。 そのようなシステムがブロックチェーンなしで実行できることは明らかであり、その役割は正確に信頼度を保証することです。 ユーザーが州機関全体を信頼している場合、情報システムを信頼している可能性があります。 しかし、州または大企業を代表して、個々の役人または従業員が発言しているため、悪意または一般的なエラーにより情報が歪められることを排除することはできません。 デジタルの世界では、これは個人にとって災害になる可能性があります。 したがって、信頼度とデータの不変性の保証の問題が重要になります。 遅かれ早かれ、これにより政府機関や民間企業は情報システムにブロックチェーンを実装するようになります。
論理的な疑問が生じます。ブロックのチェーンを作成するときに、過度の計算能力を使用せずに、実際の集中化の条件で、保証されたレベルの信頼を提供することは可能ですか？
コンセンサスの一形態としてのコラボレーション
そのような方法があり、コンセンサスの原則を変えることにあります。 現在、個別の情報システムのブロックチェーンにおけるコンセンサスは内部プロセスです。
また、内部コンセンサスを外部コンセンサスに置き換えた場合はどうなりますか？ より正確には、本来の意味でのコンセンサスではなく、他の情報システムへの信頼の確認のより広範な委任です。 言い換えると、独立した独立したブロックチェーンは、現在生成されているブロックのハッシュを自発的に交換します。 受信したハッシュは、特別なレコード、特別なトランザクションの形でブロックに入れることができます。 これはブロックチェーンシステムのアルゴリズムの根本的な再構築を必要としませんが、 万能保釈の原則に対する信頼を保証します。 ロシア語の無料翻訳では、これは「相互責任」のように聞こえます。
このような任意のハッシュ交換は、多くの問題を解決します。
まず、この交換に情報システムが参加すると、このシステムのブロックチェーンに以前入力された情報の不変性の保証を受けることをユーザーに明確にします。 実際、ハッシュの相互交換とハッシュ自体のオープン性により、データベースレコードに調整が「遡及的に」行われたかどうかを簡単に確認できます。 これは、鉱夫の競争力を提供しないプロジェクトにとって特に重要です。 たとえば、企業および州のブロックチェーンの場合。 このようなデジタル「相互責任」システムにブロックチェーンが参加するという事実は、ユーザーにとって魅力的です。
第二に、ブロックチェーンのメインブランチを維持する保証が外部システムに移されるため、計算能力の狂ったレースの必要性がなくなります。 同時に、ハッシュの自発的相互交換の参加者間の共謀の可能性はほぼ完全に排除されます。 存在すればするほど、舞台裏での合意が生じる可能性は低くなります。 状況は、コンセンサスの基礎として、システム間で平等が生じるため、システム内のユーザー間の平等ではなく、新しい定性レベルでそのルーツに戻りつつあります。
第三に、現在の「フラットな」P2Pに限らず、さまざまなトポロジーのブロックチェーンシステムを作成することが可能になります。 信頼の委任のおかげで、たとえば、ブロックを形成するための単一のセンターを持つ階層的に集中化されたシステムなど、「多次元」構造を作成できます。 これにより、たとえばビットコインに固有の低いトランザクション速度の問題が解決されます。 さまざまなトポロジスキームが利用できるため、基本的な再構築を行わずに、既存の企業、公共、および州の情報システムにブロックチェーンテクノロジーを実装できます。
独立したブロックチェーン間でハッシュを相互交換するためのメカニズムを導入するときに開かれる見通しをリストすることもできますが、特にスマートコントラクトの新しい品質に切り替える可能性に注意します。
提案された方法の類似物は、イーサリアムの許可されたブロックチェーン（子会社、依存ブロックチェーン）とBitfury GroupのExonumを持つシステムです。
「相互責任」の原則に基づくソリューションの例
さまざまなブロックチェーンチェーン間でハッシュを相互交換するための前述のソリューションは、Business Trust Rating Systemプロジェクトの実装の一部として開発されました。 プロジェクトはまだ完了していませんが、上記の主要なソリューションテクノロジーの特許出願が行われています。 前述のプロジェクトとともに、独立したブロックチェーン間でハッシュの非同期交換を可能にし、任意のブロックチェーンに対する関係者の信頼をチェックするメカニズムを作成する非営利プロジェクトの作業が進行中です。
図に示すように、原則として、独立したブロックチェーンは現在のブロックのハッシュを直接交換できます。
このようなスキームは非常に可能ですが、いくつかの制限があります。
まず、スケーラビリティが低い。 参加者の数が増えると、相互作用に関して多くの組織的および技術的な問題が発生します。
第二に、参加者が2人であっても、各ブロックチェーンでのブロック形成の期間が異なり、時には大きさが異なるため、同期の問題が発生します。
第三に、ユーザーがデータの信頼性を制御するプロセスは完全には明らかではありません。
非営利および公的組織の形態の独立した交換センター（DLTトラスト）は、これらの問題を平準化できます。 その動作原理は非常に簡単です。 次のブロックの形成後、一部のブロックチェーンAはこの交換センターにハッシュを送信し、それに応じて現在の時点で他のブロックチェーン（BおよびC）の現在のハッシュを受信します。 ブロックチェーンは、受信したハッシュを特別なトランザクションの形式で次のブロックに書き込みます。 したがって、ハッシュの分散ストレージが実現され、交換の参加者の数によって複製されます。
現在、2つのストレージオプションが検討されています。各ブロックチェーンの個別のレコード、またはマークルツリーアルゴリズムによって取得された結果のハッシュのレコードです。
ブロックチェーンのブロックのハッシュ検証メカニズムは、特定のブロックのデータが変更されていないことを確認したいユーザーに対して透過的です。 これを行うために、彼は関心のあるブロックの属性を含む要求をDLTトラストシステムに送信します。 システムは、指定された属性を使用して、他のブロックチェーンの対応するブロックで選択されたブロックのハッシュ値の確認を検索します。 すべてが一致する場合、ユーザーは以前に記録されたデータの不変性に関するメッセージを受け取ります。
指定されたメカニズムは、たとえば、内部コンセンサスなしで形成されたブロックチェーンまたは制限された内部コンセンサスの条件で、データ置換の事実を検出できます。 そのようなブロックチェーンの所有者は、関心のあるレコードを変更し、変更されたブロックから始めてチェーンの整合性を維持しながら、新しい値でブロックチェーンを再構築することができます。 他の多くの独立したブロックチェーンにブロックチェーンの以前のバージョンのハッシュのコピーが存在することは、この操作を無意味にします。 矛盾の1つの事実は、ユーザーがそのような情報システムに対する信頼を永遠に失うのに十分です。
UPD。 この記事で紹介した全ラウンドベイル方式のアルゴリズムは、 デモ例でテストできます。