Tutto ciò che devi sapere sull'architettura Blockchain



Questo blog sull'architettura blockchain parla dei componenti principali della blockchain: transazioni, blocchi, rete P2P, algoritmo di consenso, prova di lavoro.

Perché si chiama Blockchain ? - Bene, questo perché memorizza i dati della transazione in blocchi, che sono collegati tra loro per formare una catena. Man mano che il numero di transazioni cresce, aumenta anche la dimensione della blockchain. Per avere una più chiara comprensione di questa gloriosa invenzione, parliamo della sua architettura. TI componenti architettonici sono stati generalizzati e poi modificati da varie aziende, portando a diversi progetti blockchain come Bitcoin, Ethereum , Hyperledger eccetera.In questo blog, per semplificare le cose, discuteremo dell'architettura blockchain di bitcoin.

Di seguito è riportato un elenco dei componenti architettonici:





Prima di discutere l'architettura, chiariamo alcune cose nella nostra testa:

  • La blockchain non è Bitcoin Blockchain è la tecnologia alla base Bitcoin .
  • Bitcoin è il token digitale o mentre la blockchain è il libro mastro per tenere traccia delle transazioni di quei token digitali.
  • Bitcoin senza blockchain non è possibile, ma puoi avere blockchain senza Bitcoin.

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Transazione

Transazionisono i più piccoli elementi costitutivi di un sistema blockchain.Normalmente sono costituiti da un indirizzo del destinatario, un indirizzo del mittente e un valore. È simile all'estratto conto di una carta di credito standard.Il proprietario trasferisce il valore firmando digitalmente l'hash prodotto aggiungendo la transazione precedente e la chiave pubblica del destinatario.

La transazione viene quindi annunciata pubblicamente alla rete ea tutti inodidetengono in modo indipendente la propria copia della blockchain e lo 'stato' noto corrente viene calcolato elaborando ciascuna transazione nell'ordine in cui appare nellablockchain.Le transazioni vengono raggruppate e consegnate a ciascun nodo sotto forma di un blocco. Poiché le nuove transazioni vengono distribuite in tutta la rete, lo sonoverificato ed 'elaborato' in modo indipendenteda ogni nodo.Ogni transazione viene contrassegnata con data e ora e raccolta in un blocco.

Bloccare

Bloccarecontiene le informazioni come intestazione di blocco e transazioni. I blocchi sono strutture di dati il ​​cui scopo è raggruppare set di transazioni e vengono replicati su tutti i nodi della rete. I blocchi nella blockchain vengono creati daminatori.Estrazioneè il processo per creare un blocco valido che sarà accettato dal resto della rete. I nodi accettano le transazioni in sospeso, verificano che siano crittograficamente accurate e le impacchettano in blocchi da archiviare sulla blockchain.Blocco intestazionesono i metadati che aiutano a verificare il filevalidità di un blocco. Il contenuto di un blocco di metadati è mostrato nell'immagine sottostante



Il resto di un blocco contiene transazioni. Può essere un numero qualsiasi di transazioni raggruppate in un blocco a seconda della scelta di un minatore.

Tipi di blocchi

  1. La maggior parte dei blocchi estende semplicemente l'attuale blockchain principale che è anche la catena più lunga della rete. Questi blocchi sono chiamati 'Rami principali' .
  2. Alcuni blocchi fanno riferimento a un blocco genitore che non si trova sulla blockchain più lunga. Questi blocchi sono chiamati 'Blocchi di derivazione laterale' .
  3. Alcuni blocchi fanno riferimento a un blocco padre che non è noto al nodo che elabora il blocco. Questi sono chiamati 'Blocchi orfani' .

I blocchi di diramazione laterali potrebbero attualmente non far parte del ramo principale, ma se vengono estratti più blocchi che li fanno riferimento come genitore, c'è la possibilità che un particolare ramo laterale saràristrutturatonel ramo principale. Questo introduce il concetto dibiforcarsi.

Rete P2P

La blockchain è un filepeer to peer(P2P) rete funzionante sul protocollo IP. Una rete P2P è una topologia piatta senza nodo centralizzato. Tutti i nodi forniscono e possono utilizzare i servizi allo stesso modo collaborando tramite un algoritmo di consenso.I peer contribuiscono alla potenza di calcolo e allo spazio di archiviazione necessari per la manutenzione della rete. Le reti P2P sono generalmente più sicure perché non hanno un singolo punto di attacco o guasto come nel caso di una rete centralizzata.Una rete blockchain può essere una rete basata su autorizzazioni così come una rete senza autorizzazione. UNsenza autorizzazioneLa rete è anche nota come blockchain pubblica perché chiunque può unirsi alla rete, mentre una blockchain basata su autorizzazioni è chiamata blockchain del consorzio. UNbasato su autorizzazioneblockchain o blockchain privata richiede la verifica preliminare dei partecipanti all'interno della rete e queste parti sono generalmente note l'una all'altra.In una tipica architettura blockchain, ogni singolo nodo di una rete mantiene una copia locale della blockchain. La decentralizzazione dell'architettura blockchain è l'unico merito della rete P2P su cui è costruita.

Algoritmo di consenso

Il modo in cui tutte queste copie di un singolo libro mastro sono sincronizzate è dovuto a un algoritmo di consenso. Il meccanismo di consenso garantisce che qualunque copia locale di ogni singola parte abbia, siano coerenti tra loro ed è la più aggiornata. Le copie che ogni singolo nodo ha sono identiche o simili tra loro. Si potrebbe sostenere che l'algoritmo di consenso costituisce il nucleo di ogni architettura blockchain.Alcuni degli algoritmi di consenso sono discussi di seguito:

Prova di lavoro (POW)

Implica la risoluzione di un puzzle computazionale impegnativo per creare nuovi blocchi nella rete blockchain. Fondamentalmente si tratta di indovinare la stringa che produce un hash a 256 bit, prodotto dal popolare algoritmo di hashing SHA256. Il fatto che gli algoritmi di hashing siano irreversibili rappresenta il pilastro fondamentale di un tale approccio al raggiungimento del consenso. Poiché qualcuno deve fare un milione di tentativi per verificare l'hash, il processo prende il nome di 'prova di lavoro'.

Proof of Stake (POS)

In questo, i nodi sono noti come validatori. Convalidano le transazioni per guadagnare commissioni di transazione. I nodi vengono selezionati in modo casuale per convalidare i blocchi e la probabilità di questa selezione casuale dipende dall'ammontare della puntata che ha un particolare nodo.

Byzantine Fault Tolerance (SBFT) semplificata

Qui l'idea di base coinvolge un singolo validatore che raggruppa le transazioni proposte e forma un nuovo blocco. Qui il validatore è un noto partito, data la natura basata sui permessi del libro mastro. Il consenso si ottiene grazie a un numero minimo di altri nodi nella rete che rettificano il nuovo blocco.

C ++ sort array

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