Одним из наиболее известных среди этих протоколов является Paxos.

Paxos допускает определенные компромиссы.

С одной стороны, он никогда не дает противоречивого результата.

С другой стороны, он принимает, что при определенных условиях, хотя и в редких случаях, протокол может зависнуть и не сможет добиться какого-либо результата.

Но есть хорошие новости: эти результаты невозможности были доказаны в очень конкретных моделях.

Они были предназначены для изучения распределенных баз данных, и эти модели не очень хорошо описывают биткойн, так как биткойн нарушает многие предположения, на которых эти модели были построены.

Как ни странно, при нынешнем состоянии исследований, консенсус в Биткойне лучше работает на практике, чем в теории.

То есть мы наблюдаем за консенсусом, но не разработали теорию, чтобы полностью объяснить, почему он работает.

Но разработка такой теории важна, поскольку она может помочь нам предсказать непредвиденные атаки и проблемы, и только когда у нас будет сильное теоретическое понимание того, как работает Биткойн, мы будем иметь сильные гарантии безопасности и стабильности Bitcoin.

Какие предположения в традиционных моделях консенсуса, которые Биткойн нарушает?

Во-первых, в нем вводится идея стимулов, которая является новой для распределенного консенсусного протокола.

Это возможно только в биткойне, потому что это валюта, и поэтому он имеет естественный механизм, стимулирующий участников действовать честно.

Таким образом, биткойн не совсем решает проблему распределенного консенсуса в общем смысле, но решает ее в конкретном контексте валютной системы.

Во-вторых, биткойн включает в себя понятие случайности.

Как мы увидим далее, консенсусный алгоритм Биткойна в значительной степени зависит от рандомизации.

Кроме того, Биткойн устраняет понятие конкретной отправной точки и конечной точки для достижения консенсуса.

Вместо этого, консенсус происходит в течение длительного периода времени, около часа в реальной системе.

Но даже в конце этого периода времени узлы не могут быть уверены, что какая-либо конкретная транзакция или блок были включены в книгу.

Вместо этого, со временем, вероятность того, что прогноз будет соответствовать окончательному консенсусу, увеличивается, и вероятность расхождения консенсуса экспоненциально снижается.

Эти различия в модели являются ключевыми для способности Bitcoin обходить традиционные результаты невозможности достижения консенсуса для распределенных консенсусных протоколов.

Далее мы рассмотрим технические детали алгоритма согласования биткойнов.

Напомним, что узлы биткойнов не имеют постоянных долгосрочных идентификаторов.

Это еще одно отличие от традиционных распределенных консенсусных алгоритмов.

Одной из причин этого недостатка идентификации является то, что в одноранговой системе нет центральной власти для назначения идентификаторов участникам и проверки того, что они не создают новые узлы по своему усмотрению.

Технический термин для этого – атака Сибиллы.

Сибиллы – это копии узлов, которые злонамеренный противник может создать, чтобы выглядеть как много разных участников, когда на самом деле все эти псевдо-участники контролируются одним и тем же противником.

Другая причина заключается в том, что псевдонимность по своей сути является целью Биткойна.

Напомню, что псевдонимность – это когда все транзакции между всеми адресами (кошельками) общедоступны, но нет данных о владельцах адресов. Однако личность владельца может быть установлена, если становится известна необходимая дополнительная информация.