Что такое реорганизация блокчейна и каковы ее последствия

Что такое реорганизация блокчейна?

Реорганизация, сокращенно reorg, происходит, когда блок удаляется из блокчейна, чтобы освободить место для более длинной цепочки.

Несмотря на свой потенциал, блокчейн сталкивается с препятствиями. Например, конфликт блоков в настоящее время является наиболее распространенным типом недостатков блокчейна, который указывает на то, что, если два блока публикуются почти одновременно, может произойти разветвление блокчейна.

Текущий метод разрешения конфликтов основан на правиле самого длинного блокчейна (LCR), то есть, если присутствует несколько блоков, самый длинный блокчейн считается допустимым. Это означает, что каждый узел следует требованию протокола и пытается расширить только самую протяженную ветвь, о которой он знает. Поскольку транзакции на неправильной стороне разветвления будут реструктурированы в новые блоки, это правило вызывает задержку нескольких транзакций на неправильной стороне разветвления, что приводит к реорганизации блокчейна.

Реорганизация блокчейна может произойти с более загруженными блокчейнами, такими как Биткойн и Эфириум, где узлы могут генерировать новый блок одновременно и в одном и том же месте. Два узла обновляют свои копии леджера; если это происходит, узел, создавший более короткий последующий блокчейн, реорганизует цепочку. Перегруппировка блокчейна, по сути, гарантирует, что все операторы узлов будут иметь одну и ту же копию распределенного реестра.

Как работает реорганизация цепочки?

Атака реорганизации блокчейна относится к разделению цепочки, при котором узлы получают блоки из новой цепочки, в то время как старая цепочка продолжает существовать.

25 мая сеть Ethereum Beacon подверглась реорганизации из семи блоков. Валидаторы на Eth2 (теперь обновление уровня консенсуса) Beacon Chain перестали синхронизироваться после того, как обновление клиента повысило уровень определенных клиентов. Однако во время процесса валидаторы в сети блокчейна были сбиты с толку и не обновляли своих клиентов.

Реорганизация с семью блоками означает, что семь блоков транзакций были добавлены к окончательно отвергнутому ответвлению, прежде чем сеть выяснила, что это не канонический блокчейн. Следовательно, реорганизация блокчейна происходит, если одни операторы узлов работают быстрее других. В этом сценарии более быстрые узлы не смогут договориться о том, какой блок должен быть обработан первым, и они будут продолжать добавлять блоки в свой блокчейн, оставляя более короткую цепочку при создании следующего блока.

Например, майнеры X и Y могут одновременно обнаружить действительный блок, но из-за того, как блоки распространяются в одноранговой сети, часть сети сначала увидит блок X, а затем блок Y.

Если два блока имеют одинаковую сложность, будет ничья, и клиентам будет предоставлена ​​​​возможность совершить случайный выбор или выбрать ранее увиденный блок. Когда третий майнер, Z, создает блок поверх блока X или Y, связь обычно разрывается, а другой блок забывается, что приводит к реорганизации блокчейна.

В случае реорганизации сети Beacon на Ethereum обновленные узлы были примерно на 12 секунд быстрее, чем валидаторы, которые не обновили своих клиентов на блоке 3 887 074. Реорганизация блокчейна Ethereum происходит, когда обновленные клиенты отправляют следующий блок раньше остальных валидаторов. Это запутало валидаторов в том, кто должен отправлять начальный блок.

Престон Ван Лун, основной разработчик Ethereum, заявил, что реорганизация блокчейна Ethereum связана с развертыванием форка Proposer Boost, который еще не был полностью развернут в сети. Кроме того, эта реорганизация представляет собой нетривиальное разделение обновленного и устаревшего клиентского программного обеспечения, а не признак неудачного выбора форка.

Как блокчейны связаны друг с другом?

Одноразовый номер генерирует крипто хэш при формировании первого блокчейна. Если он не добыт, данные в блоке считаются подписанными и безвозвратно связаны с одноразовым номером и хэшем.

Заголовок и несколько транзакций включены в каждый блок. Затем из транзакций в блоке генерируется хеш-выход фиксированной длины, который добавляется к заголовку блока.

После генерации первого действительного блока каждый последующий действительный блок должен включать хэш-вывод предыдущего или старого заголовка блока. Каждый действительный блок связан с предшествующими ему хэшем заголовка предыдущего блока, который содержится в каждом блоке. В результате формируется цепочка данных, называемая блокчейном, путем соединения каждого блока с его предшественниками.

Каковы последствия реорганизации блокчейна?

Реорганизация блокчейна увеличивает затраты на ноды, ухудшает пользовательский опыт и повышает уязвимость транзакций децентрализованного финансирования (DeFi) и атак 51%.

Из-за необходимости перехода на новый форк обновления состояния иногда связаны с затратами памяти и диска при реорганизации. Следовательно, поскольку возможны реорганизации, пользователям придется ждать дольше, прежде чем они смогут уверенно рассматривать транзакцию, в которой они участвуют, как подтвержденную. В результате таким предприятиям, как, например, биржи, возможно, придется дольше ждать, прежде чем принять депозит.

Реорганизация блокчейна повышает риск сбоя транзакций DeFi из-за человеческой ошибки, что приводит к более низкой, чем ожидалось, торговой прибыли. Reorg также повышает уязвимость атак 51%, что означает, что злоумышленникам больше не нужно побеждать всех честных майнеров; вместо этого они должны победить процент честных майнеров, которые не были реорганизованы. Работа злоумышленника значительно упрощается, если реорганизация происходит часто.

Каковы преимущества и недостатки блокчейнов PoS?

Блокчейны Proof-of-Stake (PoS) имеют многочисленные преимущества перед блокчейнами Proof-of-Work (PoW), поскольку они более экологичны и не имеют проблем с централизацией. Однако есть и некоторые недостатки, такие как двойные расходы при реорганизации блокчейна.

Начнем с того, что механизм консенсуса PoS гораздо безопаснее для окружающей среды, чем PoW. По сути, майнерам не нужно тратить вычислительную мощность на бессмысленные вычисления для защиты сети.

Во-вторых, нет проблем с централизацией. Действительно, в отличие от PoW, где в майнинге в основном доминирует специализированное аппаратное оборудование, и существует значительный риск того, что один крупный майнер возьмет на себя управление и фактически монополизирует рынок, PoS в долгосрочной перспективе дружелюбен к процессору.

Однако у использования PoS есть определенные недостатки. Например, проблема «ничего не поставлено на карту». Голосуя за несколько историй блокчейна, майнерам нечего терять. Это связано с тем, что, в отличие от PoW, стоимость майнинга в нескольких блокчейнах невелика, и майнеры могут обойтись без потерь в случае реорганизации блокчейна.