Скованные одной цепью: блокчейн и майнинг или счет за электроэнергию. Криптовалюта – это деньги? Сферы применения блокчейна

Известная блокчейн-компания, которая была создана за пределами КНР, - BitFury - занимается разработкой программного обеспечения для блокчейн Биткоина, и, связанным с ним, аппаратным обеспечением.

Генерация криптовалюты производится на основании софта ПО и уникальных технологических решений, имеющих собственную разработку.

BitFury имеет представительства во многих странах мира, в том числе, в США, КНР, а также на европейском континенте – Исландии, Грузии и Англии. Дата-центры размещены в Исландии и Грузии.

Датой рождения компании является 2011 год. Создателем бренда является гражданин Латвии, и резидент Украины Валерий Вавилов.

В первое время разработчики при помощи центральных процессоров ПК, а также с применением графических процессоров.

Чуть позже было принято решение о проектировании и внедрении ASIC-микросхем.

Создатель BitFury сообщал, что в 2013 году ему, совместно с другими компаньонами, удалось разработать микросхему с использованием 55-нанометровой технологии. Это стало началом работ по созданию собственного уникального производства высокотехнологичных чипов.

Стартовый капитал составил всего $110 тыс., существенно увеличить ресурсы для развития помог рост курса биткоина, который буквально за пару месяцев вырос с $100 до рекордных для того времени $1200.

Успех бренда не заставил себя ждать. Фирма развернула свое производство в Исландии, на территории Грузии и частично в Финляндии. Значительная доля вычислительных мощностей компании приходилась на пул Ghash.io.

В 2014 году произошло нестандартное событие - мощности BitFury неожиданно для всех составили 45% пула Ghash.io. Основатель проекта принял решение о выводе мощностей ASIC-чипов собственного бренда из майнинг-пула Ghash.io (был небольшой период, когда общая доля превышала критическую отметку в 51%), чтобы снизить риск централизации сети.

Даже сегодня, спустя годы, BitFury занимает значительную долю вычислительных мощностей сети .

По официальным данным, к концу 2017 года, ее доля составляет 9,5% всех вычислительных мощностей для bitcoin.

14-й и 15-й годы отмечены тремя удачными компаниями по привлечению инвестиций.

Сумма каждой из них составила 20 миллионов долларов США.

Привлеченные средства были направлены на развитие научно-технической базы и дата-центров.

Первый инвестиционный раунд. Событие произошло в мае 2014 года. В качестве соинвесторов было привлечено немало известных венчурных фондов Binary Financial, Crypto Currency Partners, а также Queensbridge Venture Partners и немецкую группу ZAD Investment Company. В компании принял участие также Грузинский национальный фонд соинвестирования. Кроме этого, к работе привлекли двух известных частных инвесторов;
Второй раунд состоялся в октябре 2014 года. Львиную долю составили Грузинский фонд соинвестирования, а также частный венчурный инвестор Билл Тай. В качестве инвесторов на платформу пришли Google Maps и дочерняя компания Google Wave;
Третий и последний раунд состоялся в мае 2015 года. Инвесторами выступили Грузинский фонд соинвестирования и DRW Ventury Parters. Существенную помощь оказала российская компания iTech Capital, которая стала одной из первых публичных инвесткомпаний РФ, связанной с биткоином.

В июне 2016 года был создан акселерат-фонд Blockchain Trust Accelerator Initiative (BTA), который помогает адаптировать блокчейн технологии в государственную сферу.

В 2017 году фирма приняла участие во Всемирном Экономическом Форуме в Давосе, где выступила с идеями популяризации использования в различных областях, а также развитию сотрудничества бизнеса и государства в этом направлении.

В том же году было заключено соглашение с китайским правительством о внедрении аппаратных технологических решений площадки BitFury в государственную структуру КНР (заметьте, это все произошло на фоне резкого сворачивания и ужесточения крипторегулирования в КНР в 2017 году).

На сегодняшний день фирма, кроме аппаратного обеспечения для майнинга, разработала проекты и реализует в жизнь комплекс мероприятий по применению системы блокчейн для государственных структур.

Технические данные оборудования Bitfury

Bitfury - крупнейший мировой оператор криптовалютного майнинга.

Дата-центры компании добывают 9 - 11% всех биткоинов в мире.

Bitfury активно ведет разработки и ежегодно выпускает новые поколения микросхем, используя инновационные технологии.

Чип с использованием 28-нанометровой технологии. В конце 2013 года фирма создала 55-нанометровую микросхему, производительностью около 3,2 гигахэш в секунду. В тот же период был запущен обновлённый 28нм-чип. Микросхема потребляла примерно 0,2 Джоуля из расчёта на 1 гигахэш. В массовое промышленное производство чип был запущен только в феврале 2015 года.
Чип по 16 нм технологии. Анонсирование данной разработки произошло в конце 2015 года, после массового запуска 28 нм предшественника. В 2016 году, начиная с октября месяца, новый чип Bitfury B8 50 TH S стал использоваться во всех без исключения дата-центрах компании. Обновлённый вариант чипа отличается потреблением мощности в 4 раза меньшей, чем те, которые были предложены на обширном рынке в то время – 0,06 Джоулей на 1 гигахэш. Производительность при воздушном промышленном охлаждении составляет до 140 гигахэш в секунду, а при иммерсионном охлаждении – 184 гигахэш в секунду.

Технический обзор Bitfury B8

ASIC Bitfury B8 впечатляет техническими характеристиками.

Одним из главных достоинств девайса является его высокая производительность при сравнительно низкой потребляемой мощности.

В основе чипа использована 16-нанометровая технология.

Особенно впечатляющие результаты были получены при сравнении с 28-нм микросхемой, которая была выпущена годом ранее.

Комплектация «асика» включает в себя 576 рабочих чипов серии BF162BTC8162. Для эффективного размещения чипов достаточно иметь до 6 печатных плат.
Оборудование выполнено на основе платформы форм-фактора вида Rack (6U) , это позволяет использовать асики для классических стоек.
В качестве металла используют алюминий. Вес оборудования составляет порядка 37 кг.
Габаритные размеры - 270*440*650мм.
В качестве интерфейса используют программные обеспечения Ethernet 100BASE-TX, а также дополнительный вариант - IEEE 802.3u.
Потребляемая мощность - 6,4 кВт.
Конструкция асика изготовлена так, чтобы максимально удобно можно было производить обдув и охлаждение оборудования. Качественная система охлаждения продумана с высокой точностью, владельцу асика необходимо следить за ее состоянием, иначе есть риск выхода из строя всего оборудования.
Примерная энергоэффективность майнера до 0,13 джоулей на 1 гигахэш. То есть, при максимальном потреблении 6,4 кВт, оборудование выдает максимальный показатель на отметке до 47 терахэш в секунду (с поправкой +- 5%). Пользователь может самостоятельно регулировать работу оборудования при генерации той или иной криптовалюты.
Рекомендуется купить Bitfury для майнинга, в приоритетную очередь – для BTC, используемый алгоритм протокола SHA-256.
Рабочий асик имеет собственную программу разработчиков Bitfury. По сообщению производителей используется операционная платформа и рабочая система Debian, ядром которой служит всем известный Linux.

Окупаемость асика зависит от множества параметров. Так, на российском рынке можно приобрести майнеры по стоимости приблизительно от $23 000. Учитывая нестабильный в последнее время, трудно сказать какой период окупаемости для соло-майнинга. Вместе с тем, если предположить курс BTC из расчёта $14 000 (на примере 2017 года), расход электроэнергии в год по текущим тарифам Центрального региона РФ $5 000, предполагаемая прибыль чуть более $2 700, то в России окупаемость техники наступит приблизительно через 7 месяцев.

Мнения о Bitfury

Большинство экспертов отмечают, что владелец бренда сделал правильное решение, акцентировав упор на развитие блокчейн-технологии для ряда стран.

Папуна Угрехелидзе, Грузия:

«Земельный вопрос был в Грузии всегда тяжёлым – горы, Черноморское побережье, равнины и т.д. Чтобы сделать максимально удобным земельный кадастр, мы обратились к Вавилову, он сделал нашу страну первой в мире, которая перевела регистрацию земельного и имущественного права на блокчейн-технологию».

Национальный земельный кадастр Украины:

«Мы увидели положительные результаты наших грузинских коллег, и поняли, что мы также можем стать лидерами внедрения блокчейн-технологии у себя в стране, на основе уникальной разработки компании Вавилова. В течение 2017 года должно пройти полное испытание системы и в конце 2017 года весь земельный кадастр, а также регистрация украинского имущественного права страны перейдёт на методику по блокчейну».

Представитель аудиторского консалтингового центра EY:

«Наша аудиторская, а также комплексная консалтинговая фирма уходит от традиционных схем проведения, мы открываем инновационные возможности аудита для клиентов-энергетиков, предпринимателей и властей и использованием блокчейн, разработанные в сотрудничестве с Bitfury».

Платёжная сеть Ripple:

«Примерно летом 2017 года, нам совместно с компанией Вавилова удалось разработать совместный код и первыми внедрить в структуру Lightning Network совершенно новый протокол последнего поколения Interledger, который позволяет проводить транзакции и дополнительные операции между различными группами блокчейна, в том числе межу частными и государственными структурами, публичными и непубличными клиентами». 5 (100%) 1 голос(ов)

В последние полтора месяца, из-за резкого роста курса некоторых криптовалют, стало выгодно майнить на видеокартах, что, к слову, и привело к резкому их подорожанию. Но вот что такое майнинг и как он работает - знают далеко не все, и об этом мы поговорим в этой статье.

Начнем с определения:

Майнинг (mining, добыча полезных ископаемых) - деятельность по поддержанию распределенной платформы и созданию новых блоков с возможностью получить вознаграждение в форме новых единиц и комиссионных сборов в различных криптовалютах.

Понятно то, что ничего не понятно. Распределенная платформа - это способ решения задач сразу на многих устройствах, объединенных параллельно. То есть, грубо говоря, в процессе майнинга происходит решение математической задачи, в результате которой можно получить за это деньги. Иными словами - производительность ПК переводится в деньги, а вы платите только за электричество и интернет.

Хэш и блокчейн - столпы майнинга

Но что это за задача? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, сначала разберемся с тем, что такое хэш. Хэш, или хэш-функция - это алгоритм, который преобразует любые исходные данные, будь то файл, картинка или текст, в последовательность букв и цифр определенной длины. Причем делает это так, что разные исходные данные дают разный результат (в противном случае, если разные исходные данные дают одинаковый хэш, это называют коллизией - столкновением, и это, вообще говоря, уязвимость).

Для чего нам нужен хэш? Он нужен нам для того, чтобы, не имея на руках файлов, знать, одинаковые они или нет. Зачем это нам? Для понимания этого рассмотрим вторую важную составляющую майнинга - блокчейн.

Блокчейн (blockchain, цепочка блоков) - выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка криптографически связанных блоков, содержащих информацию.

Рассмотрим на примере, как работает блокчейн. Создаем файл и записываем в него фразу «Привет мир-1». Считаем его хэш-сумму по любому алгоритму - самый распространенный это sha256. Допустим, при этом мы получили строчку А (на самом деле она длиннее и разнообразнее эдак в 64 раза, но для наглядности упростим ситуацию). Теперь создаем второй файл, записываем в него фразу «Привет мир-2» и следующей строчкой пишем А. Сохраняем файл и считаем его хэш - он оказывается, допустим, B. Теперь создаем третий файл, записываем в него «Привет мир-3» и B, сохраняем, считаем хэш - он оказывается С, создаем новый файл, и так далее. Поздравляем сами себя с созданием простейшего блокчейна - все предыдущие файлы завязаны на самый первый, то есть все блоки - элементы одной цепочки. При этом самый первый блок называется Genesis Block (первичный блок), он рассматривается отдельно, так как у него отсутствует родительский блок.

Разумеется, возникает вопрос - а как проверить целостность сети, может быть 10001 блок был получен не из 10000, а из головы? Да очень просто - в каждом последующем файле записан кэш предыдущего. И так можно рекурсивно «спуститься» вплоть до самого первого блока. Если где-то кэш не совпадет - значит, в сеть были внесены изменения.

Теперь мы, наконец-то, можем перейти к описанию майнинга.

Принцип работы майнинга

Представим, что внутри самого первого файла написано не только «Привет мир-1», но и 00000. Считаем его хэш, и он, к примеру, начинается с 3f5da... Радостные, отправляем этот кэш и узнаем, что он не подходит. Но почему? Да все просто - хэш должен начинаться с нуля, а количество нулей в начале подбирается так, чтобы каждый блок биткойна появлялся раз в приблизительно 10 минут. Хм, скажете вы, ну давайте запишем в файл не 00000, а 00001 (да-да, самый простой перебор, ибо предсказать, какой получится хэш, мы не можем. А если вы сможете - получите Нобелевскую премию, серьезно). Считаем его хэш - и он начинается с 7b3fa8... Мда, и опять не нули в начале. Ладно, запишем в файле 00002. Опять не нули? Ставим 00003, и так далее. И вот так, перебирая, мы в конце концов получаем хэш, начинающийся с нужного числа нулей, с помощью этого хэша генерируем новый блок, и получаем за него деньги. Вот так просто и работает майнинг.

А в чем тогда разница между майнингом разных криптовалют? Да только в количестве данных в блоке, текущей сложностью, набором правил для хэша да самим алгоритмом хэширования.

Сразу же возникает вопрос - а можно как-то подделать эту цепь блоков и получить сразу много биткойнов? Конечно можно, вам для этого всего лишь нужно перемайнить ВСЕ блоки с самого начала образования цепи по своему алгоритму - как только у вас станет на один блок больше, чем у всех других майнеров - сеть автоматически примет ваши условия. Это так называемая «атака 51%», и она возможна лишь в теории: во-первых, для того, чтобы перемайнить почти 500 000 блоков биткойнов, потребуются просто гигантские вычислительные мощности и деньги, во-вторых - даже став «королем биткойнов», самый максимум, что вы сможете - это останавливать транзакции в сети, что денег вам точно не принесет (но вот обвалить курс, или, наоборот, поднять и сыграть на этом, будет можно. Но вряд ли человек, имеющий достаточные для создания такой сети деньги, будет этим заниматься - скорее всего он вложит их во что-то более выгодное).

Регуляция в сети биткойна

В сети биткойна разумеется есть регуляция: во-первых, это сложность: то есть сколько нулей должно быть в начале хэша. Она подбирается так, чтобы в неделю появлялось 2016 блоков - то есть 10 минут на блок. Соответственно, чем больше вычислительных мощностей участвует в майнинге - тем больше должна быть сложность, чтобы удерживать темп - а значит тем сложнее каждому найти нужную хэш-сумму. Второй ограничитель - это стоимость награды. В 2009 году за один блок давали 50 BTC, потом 25, а сейчас - всего 12.5.

Поэтому мы получаем сразу две проблемы для майнера: если самые первые блоки биткойнов без проблем рассчитывались на листке бумаги с калькулятором (нужно было найти хэш с всего одним нулем в начале), в начале 2010ых для этого требовался компьютер с мощный процессором, то теперь, даже имея хороший сервер, в одиночку найти нужный хэш практически нереально (за разумное время, конечно). Вторая проблема - даже если вы найдете такой блок, биткойнов вы получите в 4 раза меньше, чем 8 лет назад. И их стоимость может не окупить (вернее уже давно не окупает) затрат на электричество - а работать себе в убыток вряд ли кто-то будет. Но есть и плюс - если в начале биткойны стоили буквально десяток центов, то теперь их курс превышает 2000 долларов - правда, все равно сильно возросшая сложность привела к тому, чтобы майнить биткоины на домашнем ПК невыгодно.

Однако уже давно созданы специальные устройства - ASIC. Это интегральные схемы особого назначения, которая заточены под определенные действия (в данном случае - под майнинг), но потребляют при этом относительно немного энергии. И то, чтобы майнить на них было выгодно, создаются огромные фермы из них в Китае, в местах с дешевым электричеством - только так можно получить существенную прибыль.

Текущее состояние майнинга криптовалют

Возникает вопрос - почему вдруг люди порядка месяца назад массово бросились скупать видеокарты и делать фермы? Все просто - всегда курс может вырасти настолько, что становится выгодно майнить даже на видеокартах (процессоры для этого подходят хуже - майнинг отлично распараллеливается, и тут GPU с несколькими тысячами простых вычислительных блоков оказывается лучше, чем CPU с 4-8 мощными ядрами). Но тут важно понимать, что мало того, чтобы сейчас курс определенной криптовалюты был высок - нужно, чтобы он был высоким на протяжении по крайней мере того времени, пока вы не «отобъете» затраты на ферму. И в самом лучшем случае для эфириума это 3-4 месяца, а обычно это больше полугода. Увы - никто предсказать курс на такой длительный промежуток времени не может, поэтому домашний майнинг был и является рискованной затеей.

И самый последний вопрос - что делать тем, кто хотел купить себе видеокарту, а теперь, глядя на цены, понимает, что они им не по карману? Просто мониторить авито и прочие площадки продаж б/у комплектующих: время работает на вас, чем больше майнеров и мощностей - тем менее выгодным и тяжелым становится майнинг, и поэтому те, у кого были небольшие фермы, работающие на грани прибыли, уже стали их распродавать, и уже можно «урвать» 1080 Ti по старым ценам. Да, это будет б/у видеокарта, но стоит понимать, что она работала от силы 1-2 месяца при комфортных для нее условиях. И с учетом того, что гарантия на них обычно 2-3 года - волноваться не о чем.

Начнем с определения:

Хэш и блокчейн - столпы майнинга

Теперь мы, наконец-то, можем перейти к описанию майнинга.

Принцип работы майнинга

Регуляция в сети биткойна

Текущее состояние майнинга криптовалют

Читатель TJ объясняет, что такое блокчейн, как он работает и что можно построить на основе этих идей.

В закладки

Люди, связанные с индустрией блокчейна, традиционно считают своё детище чем-то, существующим на границе технологической сингулярности, и, следовательно, слишком сложным для понимания простыми смертными. Поэтому, объясняя принципы работы, оперируют понятными гуманитарными понятиями, такими как «доверие», «уверенность» и «подконтрольность», тем самым только всех запутывая и ничего не объясняя на самом деле.

Я не разделяю этот подход. Считаю, что знание деталей технической реализации есть залог доверия к инструменту в целом, а умение воссоздать нечто подобное - лучший критерий глубокого понимания. Поэтому сегодня с вами кружок «очумелые ручки» и мы будем строить свой, простейший, концептуальный, но тем не менее полностью рабочий блокчейн. Прямо у вас на компьютере, без начальной подготовки, буквально вручную мышкой.

Я покажу, что на самом деле всё там очень просто, и доступно даже пятикласснику. Не верите? Просто читайте дальше. Но для этого сначала нужно пояснить, что такое хэш. Без этого никак, увы.

Хэш

Ключевое понятие в криптографии. Оно может означать, в зависимости от контекста, две вещи: функцию хэширования, или результат выполнения такой функции. Если совсем просто, хэш-функция - это алгоритм, который принимает на вход любые данные (файл, текст, картинка, двоичный код) и генерирует из него последовательнсоть букв и цифр фиксированной длины.

Генерирует при этом так, что одинаковые файлы всегда дают в результате одинаковый хэш, а разные - в идеале, разный (случай, когда две разных последовательности входных данных дают одинаковые хэши, называется коллизией криптографической функции и считается уязвимостью).

То есть воспринимать как игрушку, а не как средство накопления, быть готовым к обвалу в 2-10 раз меньше чем за сутки (или аналогичному взлёту, тут уж как повезёт), сглаживать риски портфелями, и так далее (да вы всё и без меня знаете, если работаете в сфере финансов или увлекаетесь игрой на бирже, а если не работаете и не увлекаетесь, лучший совет: не лезть, ждать стабилизации курса). Это не пост пиара биткоина, это ликбез по блокчейну, так что могу себе позволить сказать всё как есть, лол.

Зачем это нужно

Тут по порядку, иначе совсем запутаемся.

В: Зачем нужно разбивать цепь на блоки, если можно с сопоставимой степнью надёжности считать хэш прямо от всего большого файла?

О: Для того чтобы удобно было находить ошибки в цепи. Очень легко определить, какой блок повреждён, но невозможно выяснить, где именно закралась ошибка в огромном файле, зная только, что изменился его хэш.

В: Зачем вообще этот хэш? Разве просто передать данные недостаточно?

Введение

В настоящее время неотъемлемой частью криптовалют на основе блочейна является майнинг (генерация новых средств). Это означает, что все участники блокчейна решают одну и ту же вычислительно сложную задачу, и майнеру , решившему ее быстрее остальных, достается вознаграждение. Такая организация процесса не учитывает вклад каждого в поддержание работоспособности системы в целом, поэтому Паскаль Форте, Диего Романо и Гиованни Шмит предложили изменить ее, используя понятие «лотерея» вместо «майнинга »

Принцип построения

Рассматриваемая модель предполагает вознаграждение участников блокчейна за поддержание работоспособности системы (в соответствии с фактической пользой), а не наличие большого количества ресурсов, позволяющих быстрее всех решить поставленную задачу.

При условии обязательного предоставления всем участникам блокчейна доказательств того, что конкретный участник действительно затратил определенное количество усилий для решения поставленной задачи, становится возможным не назначать награду решившему ее, а распределять между всеми участниками так называемые «лотерейные билеты». Каждый из участников получит их в количестве, пропорциональном проделанной работе.

Для этого необходимы:

Схема для публичной проверки корректности добавленного блока транзакций
Схема проверки факта работы отдельного участника над задачей, в том числе его объема
Механизм перевода объема проделанной работы в количество «лотерейных билетов»
Протокол для проведения и выбора победителя «лотереи»

Системы, предназначенные для совместного управления транзакциями , основанные на одном или нескольких ресурсах, предусматривающие также создание таких ресурсов. Такие системы требуют публичной верификации доказательства корректности находящихся внутри блоков . Такие системы, основанные на доказательстве транскрипции, получили название VT (Verifiable Transcription blockchain-based systems)
Системы, предназначенные для совместного решения одной или нескольких вычислительных задач. Основное требование к этим системам – возможность публичной верификации количества проделанной работы каждым из участников. Такие системы получили название VC (Verifiable Commitment blockchain-based systems)
Системы, сочетающие VT и VC. Они получили название VTC (Verifiable Transcription and Commitment blockchain-based systems)

Возможная реализация

Понятие связано с лотерейным протоколом, а именно – способом измерения ресурсов, затраченных отдельным участником протокола. Билеты необходимы прежде всего для того, чтобы установить, какие участники смогут принять участие в следующей раздаче билетов, но также могут использоваться и для синхронизации участников в конструкции блокчейна . Количество билетов ρ рассчитывается в зависимости от количества ресурсов, затраченных участником на решение задачи.

Одним из важных моментов в разработке системы на основе блокчейна является определение способа, в котором участники могут синхронизировать друг друга так, чтобы чередовать усилия и дать начало уникальному блокчейну . Такая синхронизация может быть достигнута за счет явного механизма «разделения времени» или, в альтернативном варианте, через неявное «среднее время выполнения работы» аналогично системе Bitcoin. Доверенную третью сторону определить достаточно сложно, поэтому следует обратиться к неявным механизмам синхронизации, вводимым через понятие билета. В самом деле, чтобы продолжить, участник в первую очередь должен иметь некоторое минимальное количество билетов, чтобы принять участие в следующем розыгрыше. Поэтому участники могут синхронизироваться относительно таких триггерных зон или, в случае VTC, булевой переменной и запросом к участнику, завершившему задачу доказательства транскрипции. Таким образом, имеем механизм синхронизации, аналогичный реализованному в Bitcoin , но тем не менее, это заставляет агентов работать быстрее при управлении транзакциями или решении задачи, присвоенной координатором. Это намного предпочтительнее, чем пустая трата большого количества времени и ресурсов.

Итак, участники могут поддерживать синхронизацию времени в пределах заданной точности и без какого-либо отрицательного влияния на масштабируемость и отказоустойчивость системы.

Доказательство транскрипции

Рисунок 1. Поток операций доказательства транскрипции для агента A j

Транскрипции могут быть использованы для отслеживания передачи разного рода ресурсов, о чем свидетельствуют многие существующие системы на основе блокчейна . Каждая новая транзакция должна быть проверена участниками для установления:

Идентификационных данных транзактора
Принадлежат ли передаваемые активы транзактору
Активы будут переданы только участникам, удовлетворяющим требованиям транзактора

Транскрипция заключается в работе, выполняемой участником для того, чтобы подтвердить, что транзакции , управляемые с помощью системы, являются действительными и они записаны в блокчейне с соблюдением указанных правил. Предположим, что число v транзакций в блоке является общедоступным параметром в масштабе всей системы, который может быть скорректирован в реальном времени для адаптации рабочей нагрузки на сумму глобального трафика транзакций. Поэтому v можно зафиксировать во времени аналогично порогу сложности доказательства работы в системе Bitcoin .

В дальнейшем мы будем предполагать, что сделки, объявленные в сети системы с течением времени, представляют собой защищенное от несанкционированного изменения полностью упорядоченное множество, то есть множество , для которого ни его элементы, ни порядок, в котором они появляются в множестве, не могут быть изменены лишенной полномочий стороной. Такое свойство может быть легко получено на основе следующего критерия: (а) лексикографический порядок системных идентификаторов участников, выпустивших такие транзакции и (б) значение поля задачи для любых двух или более транзакций , имеющих одного и того же транзактора. Защита от несанкционированного изменения заключается в том, что каждая транзакция криптографически подписана участником, ее выпускающим, таким образом, чтобы ее поля (включая информацию о выпуске и поля эмитента) не могут быть изменены другими сторонами.

Таким образом, каждый участник будет в состоянии сгруппировать транзакции , хранящиеся системной сетью в блоках, по v транзакций в блоке и не более.

Пусть – множество стандартных операций, собранных агентом A j путем прослушивания сети системы и упорядоченных на основе упомянутого выше критерия. Для доказательства корректности текущего блока В, который будет добавлен в блокчейн , A j выполняет следующие действия:

Поля билетов и задачи содержат функцию, что означает, что они зависят от определенной системы. Значение ρ j рассчитывают с помощью функции вознаграждения Г, а γ j – значение локального счетчика или метка времени. В системах VT значение ρ j будет равно 0, так как будет представлять собой флаг, указывающий, завершил участник A j транскрипцию или же не смог выполнять задачу. В общем же случае значение ρ j равно 1, но если системы должна предусмотреть создание определенной суммы ρ > 0 из новых активов, допускается присвоение ρ j = ρ.

Эти поля обычно используются, чтобы отслеживать момент времени γ j , в который заголовок H j выпущен участником A j . Тем не менее, это значение фактически используется для управления синхронизации между агентами только в некоторых сценариях применения, где существует источник доверенного глобального времени.

Дайджесты транскрипции D t в этом контексте играют ту же роль корневых дайджестов , что и в системе Bitcoin . Кроме того, они могут быть получены с помощью деревьев Меркле или другого алгоритма хеширования . Также D t может быть получено путем передачи упорядоченного множества на вход сохраняющей порядок функции сжатия без коллизий (например, алгоритм сжатия данных без потерь).

Поток операций доказательства транскрипции для агента A j приведен на рисунке 1.

Доказательство обязательства

Рисунок 2. Поток операций доказательства обязательства для агента A j

Обязательство C заключается в работе, выполняемой участником для того, чтобы внести свой вклад в решение вычислительной задачи системы от имени супер-агента (координатора) А*. Путь Р – вычислительная задача, которую А* должен решить, и для которой он знает оракул или доказательство О, так, что каждое частичное решение Р – или иначе – вычислительные затраты С в решении Р – может быть эффективно проверено путем оценки О(С). Тогда А* может попросить систему (то есть некоторых или всех ее участников) оказать помощь в решении Р, предоставляя участвующим в решении агентам шанс получить вознаграждения пропорционально их усилиям. Обязательство С представляет собой данные, которые служат для измерения количества работы, выполняемой каждым агентом для решения задачи Р (например, состоит из числа бит решения для Р, подмножества его решений, множества значений в задаче поиска и так далее).

В любом случае, мы будем считать, что супер-агент А* в состоянии эффективно вычислить функцию вознаграждения Г, такую, что для любого возможного значения, принятого С, Г(С) = ρ – неотрицательное целое число. В рамках системы ρ – это количество лотерейных билетов, так как это число устанавливает, сколько шансов имеет участник, выполнивший обязательство С для Р, в том, чтобы быть победителем лотерейного протокола (альтернативно, ρ может означать грант, предоставляемый победителю). Предположим, что О представляет собой верификационную систему А*, где А* может принять решение сделать ее частной или общественной, в зависимости от своих потребностей, в то время как функцию вознаграждения можно сделать доступной для всех участников, не раскрывая О. Таким образом А* может установить, должен ли он осуществлять валидацию обязательств отдельно (например, держать их в секрете), или их валидация может быть осуществлена агентами A i . В зависимости от этих двух случаев А* принимает или не принимает участие в доказательствах обязательства участников и в конструкции текущего заголовка блока .

Для того, чтобы доказать его текущее обязательство C j к решению Р, A j выполняет следующие действия:

Здесь у свидетелей W те же функции, что и в схеме доказательства транскрипции. Они могут свидетельствовать получателям, что данный агент выполнял задачу, не раскрывая ее. Свидетели – результат алгоритма цифровой подписи сообщения, полученного сопоставлением различных полей заголовка блока . Если верификация обязательства выполняется участниками, то то A j , участвующий в текущей лотерее, может отправлять пару (ρ j , W j) вместо (H j , W j). Таким образом, за счет еще одного раунда, участники могут держать в секрете свои вычисления или варианты решения, пока не потребуется определение кандидата-победителя. Конечно, возможны и другие реализации. Например, в контексте проверок, выполняемых без супер-агента, участники могли защитить их вычисления или множества решений с помощью механизма с использованием дайджеста, выбрав его как обязательство.

Поток операций доказательства обязательства для агента A j приведен на рисунке 2.