การขุดแบบรวม

มือใหม่Nov 22, 2023
บทความนี้ให้ภาพรวมโดยละเอียดของการขุดแบบผสาน ซึ่งครอบคลุมประวัติ เทคโนโลยี และแอปพลิเคชัน โดยจะแสดงให้เห็นว่าการขุดแบบผสานสามารถใช้ประโยชน์จากการยกระดับความปลอดภัยของบล็อคเชนได้อย่างไร โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ผู้อ่านมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับบทบาทที่สำคัญของการขุดในระบบนิเวศบล็อคเชน เป็นแนวทางที่ครอบคลุมสำหรับผู้ที่ต้องการใช้การขุดแบบผสานเพื่อความปลอดภัยของบล็อคเชน
การขุดแบบรวม

Proof of work (PoW) เป็นส่วนพื้นฐานของ ฉันทามติของ Nakamoto มันมีสองฟังก์ชั่น: มันเป็นกลไกการต่อต้านของ Sybil ที่ใช้ในการเลือกผู้ผลิตบล็อก และยังให้พื้นฐานและเพิ่มต้นทุนในการคืนค่าบล็อคเชนเสมอ นั่นเป็นเหตุผลที่ว่ากันว่า PoW รักษาความปลอดภัยของ Bitcoin blockchain

การขุดแบบรวม เป็นเทคนิคในการนำงานที่ใช้ในการรักษาความปลอดภัยบล็อกเชนหนึ่งกลับมาใช้ใหม่เพื่อรักษาความปลอดภัยบล็อกเชนอื่นไปพร้อม ๆ กัน เช่นเดียวกับที่ PoW ขับเคลื่อนฉันทามติของ Nakamoto การขุดแบบผสานสามารถขับเคลื่อนฉันทามติของบล็อกเชนต่างๆ ได้ โปรโตคอลฉันทามติของห่วงโซ่การขุดที่ผสานอาจเป็น Nakamoto หรืออาจเป็นรูปแบบที่แตกต่างกัน เช่น GHOST หรือ DECOR การดำเนินการของการใช้เทคนิคการขุดแบบรวมมักเรียกว่า "การรวมเหมือง" ข้อกำหนดเพียงอย่างเดียวในการรวมสองบล็อคเชนเข้าด้วยกันคือพวกมันใช้ฟังก์ชันแฮชส่วนหัวของบล็อกเดียวกัน (และตรวจสอบความยากลำบาก) เพื่อรับ PoW

วิธีการทำงานของการขุดแบบรวมนั้นง่ายมาก ขั้นแรก สมมติว่ามีบล็อกเชนหลัก (ปล่อยให้เป็น Bitcoin) และบล็อกเชนรอง S โดยให้ hB และ hS เป็นส่วนหัวบล็อกใหม่ของ Bitcoin และ S ตามลำดับ ให้ H เป็นฟังก์ชันแฮชการเข้ารหัสตามอำเภอใจ ในการเริ่มต้นการขุด นักขุดที่รวมเข้าด้วยกันจะต้องสร้างเทมเพลตสำหรับ hB เพื่อให้อ้างอิงถึง H(hS) โดยไม่ได้ตั้งใจ กระบวนการขุดมีการเปลี่ยนแปลงน้อยมาก เมื่อทำการขุด นักขุดจะพยายามค้นหา nonce ที่ส่งผลให้เกิดการพิสูจน์การทำงานสำหรับ hB ที่ตอบสนองความยากที่กำหนดโดยเครือข่าย Bitcoin ตามปกติ (เช่น SHA256D(hB) < targetB) อย่างไรก็ตาม หากนักขุดพบส่วนหัวของบล็อก Bitcoin พร้อมหลักฐานการทำงานที่ตรงกับความยากของห่วงโซ่การขุดแบบผสาน (SHA256D(hB) < เป้าหมายS) ดังนั้น hB, hS พร้อมด้วยข้อมูลการเชื่อมโยงส่วนหัวเพิ่มเติม กลายเป็นหลักฐานการทำงานที่ถูกต้องของบล็อกที่ขุดผสาน บล็อกที่ขุดผสานทั้งหมดจะมี PoW และข้อมูลเฉพาะลูกโซ่อื่นๆ ที่เหลือ (เช่น ธุรกรรมที่อ้างอิงโดย hS) บล็อกจะถูกส่งไปยังเครือข่ายบล็อกเชนรองเพื่อต่อท้ายบล็อกเชนรอง ด้วยการขุดแบบรวม คุณสามารถสร้างหลักฐานการทำงานที่แตกต่างกันสองแบบได้ในราคาเดียว

ประวัติ

การขุดแบบรวมนั้นเกือบจะเก่าเท่ากับ Bitcoin ในปี 2010 Satoshi เอง ได้เสนอ การใช้การขุดแบบรวมเพื่อรักษาความปลอดภัย BitDNS sidechain สมมุติที่จะจัดเก็บชื่อโดเมนที่กระจายอำนาจ แนวคิดนี้ได้ถูกนำไปใช้และเปิดตัวในชื่อ Namecoin altcoin Namecoin เริ่มรวมการขุดด้วย Bitcoin ในปี 2554 เพื่อให้บรรลุความปลอดภัยที่สูงขึ้น

ในช่วงเวลานั้น บล็อกเชนอื่นๆ ก็ตาม เทรนด์นี้และเริ่มทำการขุดรวมกับ Bitcoin แต่ไม่ใช่ดอกกุหลาบทั้งหมด ในปี 2012 LukeJr ทำการ โจมตี 51% บน Coiledcoin ซึ่งในขณะนั้นเป็นการรวมการขุดด้วย Bitcoin เหตุการณ์ดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าการขุดแบบผสานไม่ใช่ยาครอบจักรวาลด้านความปลอดภัยสำหรับทุกบล็อคเชน และจะต้องมีการจัดตำแหน่งแรงจูงใจสูงระหว่างห่วงโซ่การขุดที่ผสานใหม่กับเชนก่อนหน้าเพื่อให้กลไกนี้ปลอดภัย

ในปี 2557 มีเหตุการณ์สำคัญเกิดขึ้นอีกเหตุการณ์หนึ่ง Dogecoin และ Litecoin ซึ่งใช้ฟังก์ชันการขุดเดียวกันและนักขุดเริ่มสลับมวลระหว่างบล็อกเชนทั้งสอง เมื่อ Dogecoin ทำกำไรได้มากขึ้น พวกเขาทั้งหมดจะเปลี่ยนมาใช้ Dogecoin เพื่อเร่งการผลิตบล็อก เมื่อการปรับความยากของ Dogecoin เริ่มขึ้นและทำให้ยากเกินไปที่จะขุดเพื่อทำกำไร พวกเขาจะเปลี่ยนมาใช้ Litecoin เพื่อเพิ่มผลกำไรสูงสุด และวงจรก็จะเกิดซ้ำ สิ่งนี้ทำให้เกิดความไม่เสถียรของแฮชเรต อัตราการบล็อกที่ไม่แน่นอน และการออกโทเค็น หลังจากนั้น แฮชเรตของ Dogecoin ก็ต่ำเกินไปที่จะถือว่าปลอดภัย ชุมชน Dogecoin ตัดสินใจเริ่มรับบล็อก ที่รวมการขุดกับ Litecoin ณ วันนี้ ยังไม่มีนักขุดคนใดในชุมชนหนึ่งพยายามโจมตีอีกชุมชนหนึ่ง มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้ไม่มีการโจมตีเกิดขึ้น: ประการแรก การขุดแบบผสานเป็นประโยชน์ต่อทั้งสองชุมชน เนื่องจากการขุดแบบผสาน ความยากของบล็อกและอัตราการบล็อกจะมีเสถียรภาพอีกครั้ง ประการที่สอง ยังเป็นประโยชน์สำหรับนักขุดที่สามารถเพิ่มรายได้เป็นสองเท่าชั่วคราว (จนกว่าการปรับความยากที่เพิ่มขึ้นของบล็อคเชนจะสิ้นสุดระยะเวลาผ่อนผันนี้) ประการที่สาม เนื่องจากมีแฮชเรตที่เทียบเคียงได้ ไม่มีนักขุดเพียงคนเดียวที่สามารถโจมตีห่วงโซ่อื่นได้อย่างง่ายดาย ประการที่สี่ ไม่มีความขัดแย้งทางอุดมการณ์ระหว่างชุมชน Litecoin และ Dogecoin (เราสามารถถามตัวเองได้ว่ามีความรู้สึกว่าเป็นส่วนหนึ่งของชุมชนเหล่านั้นหรือไม่) คนขุดแร่จะขุดห่วงโซ่ที่ทำกำไรได้มากที่สุด

ความเป็นอิสระ

เหตุผลหนึ่งที่การทำเหมืองแบบรวมเป็นที่ต้องการในอดีตก็คือ มันทำให้สามารถสร้างบล็อคเชนที่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ได้ ด้วยความเป็นอิสระ เราหมายความว่าเชนรองเหล่านั้นสามารถคงอยู่ต่อไปได้แม้ว่าเชนหลักจะหยุดชั่วคราวเนื่องจากปัญหาทางเทคนิคหรือเพียงแค่ดับลงโดยไม่ได้รับการสนับสนุนจากชุมชน ห่วงโซ่รองยังคงสามารถรับงานจากนักขุดที่ผสานได้โดยไม่ต้องมีห่วงโซ่หลัก ในช่วงปีแรก ๆ แม้แต่ Bitcoin ก็ไม่สามารถรับประกันอนาคตได้ หนึ่งในเหตุผลที่ Rootstock sidechain เลือก Merge Mining สำหรับโปรโตคอลฉันทามติ (แทนที่จะเป็นฉันทามติแบบรวมศูนย์เช่น Liquid) ก็คือ Rootstock ถูกสร้างขึ้นในช่วงสงคราม Block Size และมีความเสี่ยงที่แท้จริงที่ Bitcoin จะถูกรบกวนโดยผู้โจมตีหรือถูกแยกออกจากกัน ชุมชนที่แตกแยก

อัตราบล็อก

เหตุผลสำคัญที่ชอบการขุดแบบรวมมากกว่าวิธีอื่นในการสืบทอดความปลอดภัยของ Bitcoin ก็คือ การขุดแบบรวมทำให้เครือข่ายรองมีอัตราการบล็อกที่สูงกว่า

หลังจาก Bitcoin บล็อกเชนทั้งหมดที่สร้างขึ้นได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับอัตราการบล็อกที่สูงขึ้น (เวลาระหว่างบล็อกที่ต่ำกว่า) เชื่อกันว่าสิ่งนี้ส่งผลเสียต่อการกระจายอำนาจ เนื่องจากสามารถนำไปสู่นักขุดเดี่ยวที่สร้างบล็อกเด็กกำพร้ามากขึ้น บังคับให้พวกเขาเข้าร่วมกลุ่มที่ใหญ่กว่าเพื่อให้สามารถแข่งขันได้ อัตราการบล็อกที่สูงมีข้อดีหลายประการ ซึ่งเห็นได้ชัดว่าธุรกรรมของผู้ใช้ได้รับการยืนยันเร็วขึ้น ข้อดีที่ขัดแย้งกันของอัตราการบล็อกที่สูงขึ้นคือความแปรปรวนในการจ่ายรางวัลลดลง: ซึ่งจะช่วยลดแรงจูงใจในการเข้าร่วมกลุ่มการขุดขนาดใหญ่ ซึ่งปรับปรุงการกระจายอำนาจ อัตราบล็อกแสดงถึงข้อดีข้อเสียระหว่างการใช้งานและการกระจายอำนาจ และอัตราในอุดมคตินั้นหาได้ยาก

ดังนั้น ผู้ออกแบบบล็อกเชนที่ขุดแบบผสานที่ต้องการรวมเหมืองกับ Bitcoin ควรระมัดระวังอย่างมากกับอัตราการบล็อก ช่วงเวลาบล็อกโดยเฉลี่ยต่ำกว่า 10 วินาทีโดยไม่ใช้ โปรโตคอลฉันทามติที่ครอบคลุม มากขึ้น สามารถสร้างความเครียดแบนด์วิธเพิ่มเติมให้กับพูลการขุดที่รวมเข้าด้วยกัน ส่งผลให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจทำให้เสียเปรียบกับพูลที่ขุดที่ไม่ได้รวมเข้าด้วยกัน

ผู้เข้าแข่งขันเพื่อรวมการขุด

เช่นเดียวกับการขุดแบบรวมของ Nakamoto มีวิธีอื่นในการสืบทอดความปลอดภัยจากเครือข่ายอื่น วิธีการแรกที่รู้จักถูกนำมาใช้โดยโปรโตคอล Mastercoin/OMNI และตามมาด้วย โปรโตคอล Counterparty โปรเจ็กต์ใหม่ๆ เช่น RGB ก็นำวิธีนี้มาใช้เช่นกัน วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับการฝังข้อมูลธุรกรรมของบัญชีแยกประเภทสำรองในธุรกรรม Bitcoin ใน RGB การฝังนี้ยังคงมีอยู่ แต่มันถูกซ่อนไว้อย่างสมบูรณ์ภายในแผนผัง Taproot อย่างไรก็ตาม ทั้งประวัติบัญชีแยกประเภท Mastercoin/Counterparty/RGB ไม่ได้เป็นบล็อกเชนที่แยกจากกัน ประวัติบัญชีแยกประเภทเป็นเพียงรายการลำดับของธุรกรรมพิเศษที่ฝังอยู่ในบล็อก Bitcoin มีวิธีอื่นๆ ในการสร้างบล็อกเชนแยกกันที่สืบทอดความปลอดภัยจากเชนหลัก โดยทั่วไปโดยการพยายามซิงโครไนซ์บล็อกเชนทั้งสองทั้งหมดหรือบางส่วน ทั้งหมดอิงตามข้อมูลการเผยแพร่ในเอาต์พุต OP_RETURN ตัวอย่างบางส่วน ได้แก่ Veriblock, PoX และ Syncchains ด้วยโซ่ที่ "ซิงโครไนซ์" เหล่านี้ การกลับรายการของบล็อกลูกโซ่หลักจะกลับรายการบล็อกลูกโซ่รองที่มาภายหลังโดยอัตโนมัติ ข้อเสียประการหนึ่งคือพวกเขาบังคับให้โหนด blockchain รองรันโหนดลูกโซ่หลักด้วย ในขณะที่บล็อกเชนที่เชื่อมโยงสามารถให้ความปลอดภัยร่วมกัน (และการถ่ายโอนข้ามสายโซ่ที่รวดเร็ว) ฉันทามติแบบซิงโครนัสไม่สามารถให้อัตราบล็อกที่เร็วกว่าสำหรับบล็อกเชนรองโดยไม่ต้องแนะนำโปรโตคอลฉันทามติแบบสวิตช์อื่น (เช่น ไมโครบล็อกของ Bitcoin NG ) ในทางตรงกันข้าม ห่วงโซ่ที่ขุดแบบรวมสามารถใช้อัตราบล็อกใดก็ได้ แม้ว่าดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ มีเกณฑ์ที่หากเกินกว่าการขุดแบบรวมจะไม่ประหยัดเนื่องจากความต้องการแบนด์วิธสูง

การวิจารณ์และวิวัฒนาการ

การรวมเหมืองในฉันทามติของ Nakamoto ได้ รับการวิเคราะห์ และทั้ง สนับสนุน และ วิพากษ์วิจารณ์ ในงานวิจัย อย่างไรก็ตาม การวิจัยที่มีอยู่ทั้งหมดได้มุ่งเน้นไปที่ผลในทางปฏิบัติของการขุดแบบผสานต่อการกระจายอำนาจ ในขณะที่ยังไม่มีวิธีการอย่างเป็นทางการ การวิจัยทางวิชาการยังไม่ผ่านวิธีการขุดแบบรวม Namecoin แต่วิธีนี้ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก การเปิด ตัว Rootstock Bitcoin ผสาน sidechain ที่ขุดได้ ในปี 2018 ได้ฟื้นฟูการวิจัย ซึ่งนำไปสู่การค้นพบโปรโตคอลการขุดแบบรวมที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น เช่น ตัวแปร fork-aware การปรับปรุงบางส่วนเหล่านี้ถูกนำมาใช้ใน Rootstock ในการอัพเกรดเครือข่ายที่ต่อเนื่องกัน อย่างไรก็ตาม งานวิจัยเชิงทฤษฎีใหม่ยังคงกระจัดกระจายอยู่ในบทความออนไลน์และ RSKIP (ข้อเสนอการปรับปรุงต้นตอ) และสมควรได้รับเอกสารประกอบที่ดีกว่า การขุดแบบรวมรูปแบบใหม่ ซึ่งจะกล่าวถึงในบทความต่อไปนี้ สามารถต้านทานการโจมตีที่ทราบได้ ตัวอย่างเช่น โดยทั่วไปเชื่อกันว่า sidechain แบบผสานไม่สามารถป้องกันการโจมตีแบบ double-spend ได้ เมื่อแฮชเรตของ Merge-mining ต่ำ (เช่น <10% ของแฮชเรตของลูกโซ่หลัก) ในขณะที่มีโปรโตคอลใหม่บางตัวที่สามารถทำได้ (ภายใต้สมมติฐานด้านความปลอดภัยและความมีชีวิตชีวาที่แตกต่างกันเล็กน้อย)

Namecoin ผสานการออกแบบการขุด

วิธีที่ Namecoin ผสานการขุดกับ Bitcoin นั้นง่ายดาย ที่ส่วนท้ายของฟิลด์ coinbase ของธุรกรรมการสร้าง นักขุดจะเขียน 4 ไบต์เพื่อระบุว่ามีบันทึก AuxPow ตามมา 4 ไบต์นี้เรียกว่า Magic Bytes และ Namecoin ใช้เพื่อค้นหาบันทึก AuxPow ได้อย่างง่ายดาย ต่อไปเราจะพบบันทึก AuxPow ที่นักขุดจะต้องจัดเก็บ root hash digest ของต้นไม้ Merkle ที่มีบล็อกแฮชของ blockchains ต่างๆ ที่กำลังถูกขุดแบบผสาน จากนั้นฟิลด์ treeSize จะตามมา ซึ่งระบุจำนวนบล็อกที่ขุดผสานของบล็อกเชนที่แตกต่างกันที่รวมอยู่ในแผนผัง และฟิลด์ treeNonce ที่ควรจะช่วยหลีกเลี่ยงการชนกันของรหัสลูกโซ่ แต่การออกแบบมีข้อบกพร่องและค่านี้ไม่ได้ใช้ แผนภาพต่อไปนี้แสดงบล็อก Bitcoin ที่มีบันทึก AuxPow ที่เชื่อมโยงกับ 4 บล็อก (W,X,Y และ Z) จากบล็อกเชนที่ขุดรวมกัน 4 แบบ:


การออกแบบการขุดผสาน Namecoin

เพื่อให้โหนด Namecoin ตรวจสอบหลักฐานการทำงานของบล็อก Namecoin บล็อกนั้นจะต้องมีช่องข้อมูลที่มี:

  • เส้นทาง Merkle เพื่อพิสูจน์การรวมธุรกรรม Coinbase ไว้ในแผนผังธุรกรรมบล็อก Bitcoin
  • ธุรกรรม coinbase นั้นประกอบด้วยรากต้นไม้ AuxPow
  • เส้นทาง Merkle เพื่อค้นหาแฮชบล็อก Namecoin ในแผนผัง AuxPow

ฉันทามติของ Namecoin มีกฎในการตรวจสอบหลักฐานการขุดแบบผสาน และหลักฐานการทำงานของส่วนหัว Bitcoin (โดยไม่สนใจฟิลด์อื่นๆ ทั้งหมด)

ความแตกต่างของลูกโซ่หลัก/รอง

โดยทั่วไปแล้ว เราจะแยกแยะบล็อกเชนหลักเดี่ยวออกจากบล็อกเชนรองที่ขุดรวมกันทั้งหมด เนื่องจากบล็อกบล็อกเชนรองจำเป็นต้องมีหลักฐาน Merkle เพิ่มเติมเพื่อให้สามารถตรวจสอบหลักฐานการทำงานได้ แต่จากมุมมองทางทฤษฎีเกม ไม่มีบล็อกเชนหลัก ทั้งหมดนี้มีส่วนสนับสนุน งบประมาณด้านความปลอดภัย หากแฮชเรตของบล็อคเชนหลักลดลงเหลือ 10% ของแฮชเรตที่ขุดรวมทั้งหมด คงมีคนอยากบอกว่าบล็อคเชนรองกลายเป็นบล็อคหลัก เพราะตอนนี้บล็อคเชนนั้นอาจจะเป็นตัวที่จ่ายให้กับความปลอดภัยส่วนใหญ่ งบประมาณ. ความแตกต่างนี้อาจทำให้เกิดความสับสนมากยิ่งขึ้น เนื่องจากบล็อคเชน “รอง” ที่ขุดรวมกันสามารถดึงงานจากเชน “หลัก” มากกว่าหนึ่งเชนได้ เช่นเดียวกับในกรณีของ Rootstock แม้ว่า แฮชเรตของ Rootstock ส่วนใหญ่มาจากนักขุด Bitcoin แต่ก็มีหลายครั้งที่แฮชเรตส่วนเล็ก ๆ มาจากนักขุด Bitcoin Cash ดังนั้น Rootstock จึงสืบทอดแฮชเรตจากสองเชนหลัก

แม้ว่าด้วยเหตุผลทางปรัชญา เราคงไม่อยากรับแฮชเรตจาก Bitcoin SV เช่น Bitcoin SV แต่ก็ไม่สามารถป้องกันได้ง่ายๆ จากมุมมองที่เป็นเอกฉันท์ของ Rootstock ส่วนหัวของบล็อก Bitcoin และ Bitcoin SV มีลักษณะเหมือนกัน (บล็อกหลักหรือช่องความยากสามารถใช้เพื่อแยกแยะความแตกต่างตามความยากของบล็อกได้ แต่ข้อมูลนี้จะไม่แม่นยำ) ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่ Rootstock จะมีแฮชเรตที่สูงกว่า Bitcoin โดยการรวมแฮชเรตของบล็อกเชนที่ใช้ SHA256D ทั้งหมด รวมถึง Bitcoin ด้วย

ดังนั้นเราจึงยึดถือคำจำกัดความทางวากยสัมพันธ์: เชนหลักคือเชนที่มีการพิสูจน์การขุดที่ผสานรวมสั้นกว่า โดยปกติจะมีส่วนหัวของบล็อกเดียว และเชนรองคือเชนที่ต้องการส่วนหัวของบล็อกเพิ่มเติมและแฮชของมันถูกฝังอยู่ในส่วนหัวของบล็อกแรก

ความเป็นกลางของบล็อคเชน

ในช่วงปี 2554-2556 มีข้อเสนอ หลาย ข้อที่เผยแพร่ในฟอรัม bitcointalk.org เพื่อทำการฮาร์ดฟอร์ค Bitcoin เพื่อสรุปหลักฐานการทำงานของ Bitcoin ในห่วงโซ่ส่วนหัว "หลัก" ที่แยกจากกัน และสร้างบล็อกบล็อกเชนที่ขุดแบบผสานทั้งหมด (รวมถึง Bitcoin ด้วย) ได้มาจากห่วงโซ่ส่วนหัวหลักนี้ แฮชบล็อกบล็อคเชนทั้งหมดจะเป็นส่วนหนึ่งของ Pow Merkle Tree เดียว อย่างไรก็ตาม ข้อเสนอเหล่านี้ไม่ได้รับแรงฉุด (โดยทั่วไป ไม่มีข้อเสนอการฮาร์ดฟอร์ก Bitcoin ใด ๆ ที่จะได้รับแรงฉุด)

ที่จริงแล้ว ส่วนหัวหลักไม่จำเป็นต้องเป็นส่วนหนึ่งของห่วงโซ่เลย ส่วนหัวอาจมีขนาดเล็กและเพียงระบุรากต้นไม้ Merkle ของแฮชบล็อกลูกโซ่ และไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนส่วนหัวเพื่อค้นหา PoW ดังที่เราจะเห็นในบทความต่อๆ ไป การมีเขตข้อมูลประทับเวลาในส่วนหัวเล็กๆ นี้สามารถปรับปรุงความปลอดภัยของ Merge-Mined Chains ทั้งหมดได้ ส่วนหัวเล็กๆ ในจินตนาการนี้จะแสดงในรูปต่อไปนี้ โดยที่ X และ Y อ้างถึงการผสานอื่นๆ บล็อกเชนที่ขุดได้:


การออกแบบการขุดแบบผสานโดยไม่มีบล็อคเชนหลัก

หากใช้โครงสร้างข้อมูลนี้ จะไม่มีบล็อกเชนหลักใดๆ ในการขุดแบบรวม Bitcoin

เมื่อเราวิเคราะห์สิ่งจูงใจสำหรับนักขุดเพื่อรักษาความปลอดภัยมากกว่าหนึ่ง blockchain ด้วยหลักฐานการทำงานที่เหมือนกัน เราต้องวิเคราะห์ทั้งหมดเป็นลูกโซ่ที่เท่าเทียมกัน ในการวิเคราะห์แรงจูงใจในการขุดแบบรวม เราควรคิดถึงตัวขุด SHA256D (ฟังก์ชันแฮชจริงที่ใช้) แทนตัวขุด Bitcoin เราต้องวิเคราะห์บล็อกเชนที่รวมการขุดทั้งหมด และสิ่งจูงใจที่บล็อกเชนมอบให้กับนักขุด

Sidechains ที่ขุดรวมกัน

ไซด์เชนของ Bitcoin เพิ่มอรรถประโยชน์ให้กับ Bitcoin และส่งผลให้มูลค่าของ Bitcoin เพิ่มขึ้น การใช้ sidechains ทำให้ Bitcoiners สามารถชำระเงินแบบส่วนตัว สร้าง DAO และสำรวจกรณีการใช้งานที่เป็นนวัตกรรมโดยไม่ต้องแลกเปลี่ยน Bitcoins กับเหรียญที่มีความผันผวนมากขึ้น (บางครั้งเรียกว่า shitcoins โดย Bitcoin maximalists) ขณะนี้มีสอง Bitcoin sidechains ที่มีอยู่: Liquid (ฉันทามติแบบสหพันธรัฐ) และ Rootstock (รวมการขุด)

Rootstock sidechain นำเสนอการชำระเงินที่ถูกกว่าและแอปพลิเคชัน Decentralized Finance (DeFi) หนึ่งในแอปพลิเคชันการกระจายอำนาจที่มีประโยชน์สำหรับ Bitcoiners คือ การกู้ยืมด้วยตนเอง ใน Stablecoin ที่ค้ำประกันโดย rBTC โซลูชันนี้ช่วยให้นัก Bitcoin สามารถใช้โทเค็นสกุลเงิน Fiat และไม่ถูกบังคับให้ขาย Bitcoin สำหรับการใช้จ่ายในแต่ละวัน

เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่า DeFi บน Bitcoin จะเติบโตอย่างมีนัยสำคัญในปีต่อๆ ไป และกรณีการใช้งานใหม่ๆ ที่คาดไม่ถึงจะถูกเปิดเผยในอนาคต นั่นเป็นสาเหตุที่นักบิตคอยน์ส่วนใหญ่สนับสนุน Rootstock และอยากเห็นมันเติบโตเร็วขึ้น

Rootstock sidechain ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อสร้างแรงจูงใจให้กับชุมชน Bitcoin มันกระตุ้นการมีส่วนร่วมของนักขุด Bitcoin และโดยเฉพาะนักขุด Bitcoin โดยใช้โปรโตคอลฉันทามติการขุดแบบรวม Bitcoin และ Rootstock สามารถรวมเข้าด้วยกันได้สำเร็จเนื่องจากมีแรงจูงใจร่วมกันและชุมชนที่ใช้ร่วมกัน

ในบทความต่อไปนี้ ฉันจะนำเสนอโมเดลฉันทามติในการผสานการขุดของ Rootstock และฉันจะแสดงนวัตกรรมหลายอย่างที่สร้างขึ้นโดยชุมชน Rootstock ที่เพิ่มความปลอดภัยอย่างมากของการขุดแบบรวม ฉันยังจะแสดงให้เห็นว่าการขุดแบบรวมจะเป็นประโยชน์ต่อ Bitcoin โดยการเพิ่มงบประมาณด้านความปลอดภัยในระยะยาวได้อย่างไร

สรุป

การขุดแบบรวมเป็นส่วนสำคัญของโปรโตคอลฉันทามติที่ใช้ PoW ซึ่งช่วยให้บล็อคเชนรับการรักษาความปลอดภัยจากเชนหลักโดยไม่ทำให้ค่าใช้จ่ายในการขุดซ้ำ ฉันทามติของ Nakamoto ที่ใช้การขุดแบบผสานสามารถนำไปสู่การกระจายอำนาจที่สูงกว่าโปรโตคอลที่เป็นเอกฉันท์โดยอิงตามหลักฐานการอนุญาตหรือการพิสูจน์การเดิมพัน อย่างไรก็ตาม การรักษาความปลอดภัยห่วงโซ่หลักจะถูกแบ่งปันกับห่วงโซ่ที่ขุดรวมกันเท่านั้น หากการเชื่อมโยงนั้นเป็นประโยชน์ร่วมกัน ดังนั้นการขุดแบบรวมจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับ Bitcoin sidechas ที่สามารถเพิ่มมูลค่ามหาศาลให้กับเครือข่าย Bitcoin Rootstock ซึ่งเป็นเครือข่ายด้านสัญญาอัจฉริยะ Bitcoin แรกของทัวริง ถูกรวมเข้าด้วยกันโดยการขุดมากกว่า 50% ของแฮชเรต Bitcoin ในปัจจุบัน และแฮชเรตของมันเพิ่มขึ้นทุกปี ทำให้เป็นหนึ่งในเครือข่ายสัญญาอัจฉริยะที่ปลอดภัยที่สุดที่มีอยู่ Rootstock ใช้ตัวแปร fork-aware ของโปรโตคอล ซึ่งจะกล่าวถึงในบทความถัดไป

ข้อสงวนสิทธิ์:

  1. บทความนี้ทำซ้ำจาก [Bitslog] และลิขสิทธิ์เป็นของผู้เขียนต้นฉบับ [Sergio Demian Lerner] หากมีการคัดค้านการทำซ้ำ โปรดติดต่อทีมงาน Gate Learn และทีมงานจะดำเนินการทันทีตามขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง
  2. ข้อสงวนสิทธิ์: มุมมองและความคิดเห็นที่แสดงในบทความนี้เป็นเพียงมุมมองส่วนตัวของผู้เขียนเท่านั้น และไม่ถือเป็นคำแนะนำในการลงทุนใดๆ
  3. บทความเวอร์ชันภาษาอื่นๆ ได้รับการแปลโดยทีมงาน Gate Learn โดยไม่กล่าวถึง Gate.io จะไม่ได้รับอนุญาตให้คัดลอก เผยแพร่ หรือลอกเลียนแบบบทความที่แปลแล้ว

การขุดแบบรวม

มือใหม่Nov 22, 2023
บทความนี้ให้ภาพรวมโดยละเอียดของการขุดแบบผสาน ซึ่งครอบคลุมประวัติ เทคโนโลยี และแอปพลิเคชัน โดยจะแสดงให้เห็นว่าการขุดแบบผสานสามารถใช้ประโยชน์จากการยกระดับความปลอดภัยของบล็อคเชนได้อย่างไร โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ผู้อ่านมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับบทบาทที่สำคัญของการขุดในระบบนิเวศบล็อคเชน เป็นแนวทางที่ครอบคลุมสำหรับผู้ที่ต้องการใช้การขุดแบบผสานเพื่อความปลอดภัยของบล็อคเชน
การขุดแบบรวม

Proof of work (PoW) เป็นส่วนพื้นฐานของ ฉันทามติของ Nakamoto มันมีสองฟังก์ชั่น: มันเป็นกลไกการต่อต้านของ Sybil ที่ใช้ในการเลือกผู้ผลิตบล็อก และยังให้พื้นฐานและเพิ่มต้นทุนในการคืนค่าบล็อคเชนเสมอ นั่นเป็นเหตุผลที่ว่ากันว่า PoW รักษาความปลอดภัยของ Bitcoin blockchain

การขุดแบบรวม เป็นเทคนิคในการนำงานที่ใช้ในการรักษาความปลอดภัยบล็อกเชนหนึ่งกลับมาใช้ใหม่เพื่อรักษาความปลอดภัยบล็อกเชนอื่นไปพร้อม ๆ กัน เช่นเดียวกับที่ PoW ขับเคลื่อนฉันทามติของ Nakamoto การขุดแบบผสานสามารถขับเคลื่อนฉันทามติของบล็อกเชนต่างๆ ได้ โปรโตคอลฉันทามติของห่วงโซ่การขุดที่ผสานอาจเป็น Nakamoto หรืออาจเป็นรูปแบบที่แตกต่างกัน เช่น GHOST หรือ DECOR การดำเนินการของการใช้เทคนิคการขุดแบบรวมมักเรียกว่า "การรวมเหมือง" ข้อกำหนดเพียงอย่างเดียวในการรวมสองบล็อคเชนเข้าด้วยกันคือพวกมันใช้ฟังก์ชันแฮชส่วนหัวของบล็อกเดียวกัน (และตรวจสอบความยากลำบาก) เพื่อรับ PoW

วิธีการทำงานของการขุดแบบรวมนั้นง่ายมาก ขั้นแรก สมมติว่ามีบล็อกเชนหลัก (ปล่อยให้เป็น Bitcoin) และบล็อกเชนรอง S โดยให้ hB และ hS เป็นส่วนหัวบล็อกใหม่ของ Bitcoin และ S ตามลำดับ ให้ H เป็นฟังก์ชันแฮชการเข้ารหัสตามอำเภอใจ ในการเริ่มต้นการขุด นักขุดที่รวมเข้าด้วยกันจะต้องสร้างเทมเพลตสำหรับ hB เพื่อให้อ้างอิงถึง H(hS) โดยไม่ได้ตั้งใจ กระบวนการขุดมีการเปลี่ยนแปลงน้อยมาก เมื่อทำการขุด นักขุดจะพยายามค้นหา nonce ที่ส่งผลให้เกิดการพิสูจน์การทำงานสำหรับ hB ที่ตอบสนองความยากที่กำหนดโดยเครือข่าย Bitcoin ตามปกติ (เช่น SHA256D(hB) < targetB) อย่างไรก็ตาม หากนักขุดพบส่วนหัวของบล็อก Bitcoin พร้อมหลักฐานการทำงานที่ตรงกับความยากของห่วงโซ่การขุดแบบผสาน (SHA256D(hB) < เป้าหมายS) ดังนั้น hB, hS พร้อมด้วยข้อมูลการเชื่อมโยงส่วนหัวเพิ่มเติม กลายเป็นหลักฐานการทำงานที่ถูกต้องของบล็อกที่ขุดผสาน บล็อกที่ขุดผสานทั้งหมดจะมี PoW และข้อมูลเฉพาะลูกโซ่อื่นๆ ที่เหลือ (เช่น ธุรกรรมที่อ้างอิงโดย hS) บล็อกจะถูกส่งไปยังเครือข่ายบล็อกเชนรองเพื่อต่อท้ายบล็อกเชนรอง ด้วยการขุดแบบรวม คุณสามารถสร้างหลักฐานการทำงานที่แตกต่างกันสองแบบได้ในราคาเดียว

ประวัติ

การขุดแบบรวมนั้นเกือบจะเก่าเท่ากับ Bitcoin ในปี 2010 Satoshi เอง ได้เสนอ การใช้การขุดแบบรวมเพื่อรักษาความปลอดภัย BitDNS sidechain สมมุติที่จะจัดเก็บชื่อโดเมนที่กระจายอำนาจ แนวคิดนี้ได้ถูกนำไปใช้และเปิดตัวในชื่อ Namecoin altcoin Namecoin เริ่มรวมการขุดด้วย Bitcoin ในปี 2554 เพื่อให้บรรลุความปลอดภัยที่สูงขึ้น

ในช่วงเวลานั้น บล็อกเชนอื่นๆ ก็ตาม เทรนด์นี้และเริ่มทำการขุดรวมกับ Bitcoin แต่ไม่ใช่ดอกกุหลาบทั้งหมด ในปี 2012 LukeJr ทำการ โจมตี 51% บน Coiledcoin ซึ่งในขณะนั้นเป็นการรวมการขุดด้วย Bitcoin เหตุการณ์ดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าการขุดแบบผสานไม่ใช่ยาครอบจักรวาลด้านความปลอดภัยสำหรับทุกบล็อคเชน และจะต้องมีการจัดตำแหน่งแรงจูงใจสูงระหว่างห่วงโซ่การขุดที่ผสานใหม่กับเชนก่อนหน้าเพื่อให้กลไกนี้ปลอดภัย

ในปี 2557 มีเหตุการณ์สำคัญเกิดขึ้นอีกเหตุการณ์หนึ่ง Dogecoin และ Litecoin ซึ่งใช้ฟังก์ชันการขุดเดียวกันและนักขุดเริ่มสลับมวลระหว่างบล็อกเชนทั้งสอง เมื่อ Dogecoin ทำกำไรได้มากขึ้น พวกเขาทั้งหมดจะเปลี่ยนมาใช้ Dogecoin เพื่อเร่งการผลิตบล็อก เมื่อการปรับความยากของ Dogecoin เริ่มขึ้นและทำให้ยากเกินไปที่จะขุดเพื่อทำกำไร พวกเขาจะเปลี่ยนมาใช้ Litecoin เพื่อเพิ่มผลกำไรสูงสุด และวงจรก็จะเกิดซ้ำ สิ่งนี้ทำให้เกิดความไม่เสถียรของแฮชเรต อัตราการบล็อกที่ไม่แน่นอน และการออกโทเค็น หลังจากนั้น แฮชเรตของ Dogecoin ก็ต่ำเกินไปที่จะถือว่าปลอดภัย ชุมชน Dogecoin ตัดสินใจเริ่มรับบล็อก ที่รวมการขุดกับ Litecoin ณ วันนี้ ยังไม่มีนักขุดคนใดในชุมชนหนึ่งพยายามโจมตีอีกชุมชนหนึ่ง มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้ไม่มีการโจมตีเกิดขึ้น: ประการแรก การขุดแบบผสานเป็นประโยชน์ต่อทั้งสองชุมชน เนื่องจากการขุดแบบผสาน ความยากของบล็อกและอัตราการบล็อกจะมีเสถียรภาพอีกครั้ง ประการที่สอง ยังเป็นประโยชน์สำหรับนักขุดที่สามารถเพิ่มรายได้เป็นสองเท่าชั่วคราว (จนกว่าการปรับความยากที่เพิ่มขึ้นของบล็อคเชนจะสิ้นสุดระยะเวลาผ่อนผันนี้) ประการที่สาม เนื่องจากมีแฮชเรตที่เทียบเคียงได้ ไม่มีนักขุดเพียงคนเดียวที่สามารถโจมตีห่วงโซ่อื่นได้อย่างง่ายดาย ประการที่สี่ ไม่มีความขัดแย้งทางอุดมการณ์ระหว่างชุมชน Litecoin และ Dogecoin (เราสามารถถามตัวเองได้ว่ามีความรู้สึกว่าเป็นส่วนหนึ่งของชุมชนเหล่านั้นหรือไม่) คนขุดแร่จะขุดห่วงโซ่ที่ทำกำไรได้มากที่สุด

ความเป็นอิสระ

เหตุผลหนึ่งที่การทำเหมืองแบบรวมเป็นที่ต้องการในอดีตก็คือ มันทำให้สามารถสร้างบล็อคเชนที่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ได้ ด้วยความเป็นอิสระ เราหมายความว่าเชนรองเหล่านั้นสามารถคงอยู่ต่อไปได้แม้ว่าเชนหลักจะหยุดชั่วคราวเนื่องจากปัญหาทางเทคนิคหรือเพียงแค่ดับลงโดยไม่ได้รับการสนับสนุนจากชุมชน ห่วงโซ่รองยังคงสามารถรับงานจากนักขุดที่ผสานได้โดยไม่ต้องมีห่วงโซ่หลัก ในช่วงปีแรก ๆ แม้แต่ Bitcoin ก็ไม่สามารถรับประกันอนาคตได้ หนึ่งในเหตุผลที่ Rootstock sidechain เลือก Merge Mining สำหรับโปรโตคอลฉันทามติ (แทนที่จะเป็นฉันทามติแบบรวมศูนย์เช่น Liquid) ก็คือ Rootstock ถูกสร้างขึ้นในช่วงสงคราม Block Size และมีความเสี่ยงที่แท้จริงที่ Bitcoin จะถูกรบกวนโดยผู้โจมตีหรือถูกแยกออกจากกัน ชุมชนที่แตกแยก

อัตราบล็อก

เหตุผลสำคัญที่ชอบการขุดแบบรวมมากกว่าวิธีอื่นในการสืบทอดความปลอดภัยของ Bitcoin ก็คือ การขุดแบบรวมทำให้เครือข่ายรองมีอัตราการบล็อกที่สูงกว่า

หลังจาก Bitcoin บล็อกเชนทั้งหมดที่สร้างขึ้นได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับอัตราการบล็อกที่สูงขึ้น (เวลาระหว่างบล็อกที่ต่ำกว่า) เชื่อกันว่าสิ่งนี้ส่งผลเสียต่อการกระจายอำนาจ เนื่องจากสามารถนำไปสู่นักขุดเดี่ยวที่สร้างบล็อกเด็กกำพร้ามากขึ้น บังคับให้พวกเขาเข้าร่วมกลุ่มที่ใหญ่กว่าเพื่อให้สามารถแข่งขันได้ อัตราการบล็อกที่สูงมีข้อดีหลายประการ ซึ่งเห็นได้ชัดว่าธุรกรรมของผู้ใช้ได้รับการยืนยันเร็วขึ้น ข้อดีที่ขัดแย้งกันของอัตราการบล็อกที่สูงขึ้นคือความแปรปรวนในการจ่ายรางวัลลดลง: ซึ่งจะช่วยลดแรงจูงใจในการเข้าร่วมกลุ่มการขุดขนาดใหญ่ ซึ่งปรับปรุงการกระจายอำนาจ อัตราบล็อกแสดงถึงข้อดีข้อเสียระหว่างการใช้งานและการกระจายอำนาจ และอัตราในอุดมคตินั้นหาได้ยาก

ดังนั้น ผู้ออกแบบบล็อกเชนที่ขุดแบบผสานที่ต้องการรวมเหมืองกับ Bitcoin ควรระมัดระวังอย่างมากกับอัตราการบล็อก ช่วงเวลาบล็อกโดยเฉลี่ยต่ำกว่า 10 วินาทีโดยไม่ใช้ โปรโตคอลฉันทามติที่ครอบคลุม มากขึ้น สามารถสร้างความเครียดแบนด์วิธเพิ่มเติมให้กับพูลการขุดที่รวมเข้าด้วยกัน ส่งผลให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจทำให้เสียเปรียบกับพูลที่ขุดที่ไม่ได้รวมเข้าด้วยกัน

ผู้เข้าแข่งขันเพื่อรวมการขุด

เช่นเดียวกับการขุดแบบรวมของ Nakamoto มีวิธีอื่นในการสืบทอดความปลอดภัยจากเครือข่ายอื่น วิธีการแรกที่รู้จักถูกนำมาใช้โดยโปรโตคอล Mastercoin/OMNI และตามมาด้วย โปรโตคอล Counterparty โปรเจ็กต์ใหม่ๆ เช่น RGB ก็นำวิธีนี้มาใช้เช่นกัน วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับการฝังข้อมูลธุรกรรมของบัญชีแยกประเภทสำรองในธุรกรรม Bitcoin ใน RGB การฝังนี้ยังคงมีอยู่ แต่มันถูกซ่อนไว้อย่างสมบูรณ์ภายในแผนผัง Taproot อย่างไรก็ตาม ทั้งประวัติบัญชีแยกประเภท Mastercoin/Counterparty/RGB ไม่ได้เป็นบล็อกเชนที่แยกจากกัน ประวัติบัญชีแยกประเภทเป็นเพียงรายการลำดับของธุรกรรมพิเศษที่ฝังอยู่ในบล็อก Bitcoin มีวิธีอื่นๆ ในการสร้างบล็อกเชนแยกกันที่สืบทอดความปลอดภัยจากเชนหลัก โดยทั่วไปโดยการพยายามซิงโครไนซ์บล็อกเชนทั้งสองทั้งหมดหรือบางส่วน ทั้งหมดอิงตามข้อมูลการเผยแพร่ในเอาต์พุต OP_RETURN ตัวอย่างบางส่วน ได้แก่ Veriblock, PoX และ Syncchains ด้วยโซ่ที่ "ซิงโครไนซ์" เหล่านี้ การกลับรายการของบล็อกลูกโซ่หลักจะกลับรายการบล็อกลูกโซ่รองที่มาภายหลังโดยอัตโนมัติ ข้อเสียประการหนึ่งคือพวกเขาบังคับให้โหนด blockchain รองรันโหนดลูกโซ่หลักด้วย ในขณะที่บล็อกเชนที่เชื่อมโยงสามารถให้ความปลอดภัยร่วมกัน (และการถ่ายโอนข้ามสายโซ่ที่รวดเร็ว) ฉันทามติแบบซิงโครนัสไม่สามารถให้อัตราบล็อกที่เร็วกว่าสำหรับบล็อกเชนรองโดยไม่ต้องแนะนำโปรโตคอลฉันทามติแบบสวิตช์อื่น (เช่น ไมโครบล็อกของ Bitcoin NG ) ในทางตรงกันข้าม ห่วงโซ่ที่ขุดแบบรวมสามารถใช้อัตราบล็อกใดก็ได้ แม้ว่าดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ มีเกณฑ์ที่หากเกินกว่าการขุดแบบรวมจะไม่ประหยัดเนื่องจากความต้องการแบนด์วิธสูง

การวิจารณ์และวิวัฒนาการ

การรวมเหมืองในฉันทามติของ Nakamoto ได้ รับการวิเคราะห์ และทั้ง สนับสนุน และ วิพากษ์วิจารณ์ ในงานวิจัย อย่างไรก็ตาม การวิจัยที่มีอยู่ทั้งหมดได้มุ่งเน้นไปที่ผลในทางปฏิบัติของการขุดแบบผสานต่อการกระจายอำนาจ ในขณะที่ยังไม่มีวิธีการอย่างเป็นทางการ การวิจัยทางวิชาการยังไม่ผ่านวิธีการขุดแบบรวม Namecoin แต่วิธีนี้ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก การเปิด ตัว Rootstock Bitcoin ผสาน sidechain ที่ขุดได้ ในปี 2018 ได้ฟื้นฟูการวิจัย ซึ่งนำไปสู่การค้นพบโปรโตคอลการขุดแบบรวมที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น เช่น ตัวแปร fork-aware การปรับปรุงบางส่วนเหล่านี้ถูกนำมาใช้ใน Rootstock ในการอัพเกรดเครือข่ายที่ต่อเนื่องกัน อย่างไรก็ตาม งานวิจัยเชิงทฤษฎีใหม่ยังคงกระจัดกระจายอยู่ในบทความออนไลน์และ RSKIP (ข้อเสนอการปรับปรุงต้นตอ) และสมควรได้รับเอกสารประกอบที่ดีกว่า การขุดแบบรวมรูปแบบใหม่ ซึ่งจะกล่าวถึงในบทความต่อไปนี้ สามารถต้านทานการโจมตีที่ทราบได้ ตัวอย่างเช่น โดยทั่วไปเชื่อกันว่า sidechain แบบผสานไม่สามารถป้องกันการโจมตีแบบ double-spend ได้ เมื่อแฮชเรตของ Merge-mining ต่ำ (เช่น <10% ของแฮชเรตของลูกโซ่หลัก) ในขณะที่มีโปรโตคอลใหม่บางตัวที่สามารถทำได้ (ภายใต้สมมติฐานด้านความปลอดภัยและความมีชีวิตชีวาที่แตกต่างกันเล็กน้อย)

Namecoin ผสานการออกแบบการขุด

วิธีที่ Namecoin ผสานการขุดกับ Bitcoin นั้นง่ายดาย ที่ส่วนท้ายของฟิลด์ coinbase ของธุรกรรมการสร้าง นักขุดจะเขียน 4 ไบต์เพื่อระบุว่ามีบันทึก AuxPow ตามมา 4 ไบต์นี้เรียกว่า Magic Bytes และ Namecoin ใช้เพื่อค้นหาบันทึก AuxPow ได้อย่างง่ายดาย ต่อไปเราจะพบบันทึก AuxPow ที่นักขุดจะต้องจัดเก็บ root hash digest ของต้นไม้ Merkle ที่มีบล็อกแฮชของ blockchains ต่างๆ ที่กำลังถูกขุดแบบผสาน จากนั้นฟิลด์ treeSize จะตามมา ซึ่งระบุจำนวนบล็อกที่ขุดผสานของบล็อกเชนที่แตกต่างกันที่รวมอยู่ในแผนผัง และฟิลด์ treeNonce ที่ควรจะช่วยหลีกเลี่ยงการชนกันของรหัสลูกโซ่ แต่การออกแบบมีข้อบกพร่องและค่านี้ไม่ได้ใช้ แผนภาพต่อไปนี้แสดงบล็อก Bitcoin ที่มีบันทึก AuxPow ที่เชื่อมโยงกับ 4 บล็อก (W,X,Y และ Z) จากบล็อกเชนที่ขุดรวมกัน 4 แบบ:


การออกแบบการขุดผสาน Namecoin

เพื่อให้โหนด Namecoin ตรวจสอบหลักฐานการทำงานของบล็อก Namecoin บล็อกนั้นจะต้องมีช่องข้อมูลที่มี:

  • เส้นทาง Merkle เพื่อพิสูจน์การรวมธุรกรรม Coinbase ไว้ในแผนผังธุรกรรมบล็อก Bitcoin
  • ธุรกรรม coinbase นั้นประกอบด้วยรากต้นไม้ AuxPow
  • เส้นทาง Merkle เพื่อค้นหาแฮชบล็อก Namecoin ในแผนผัง AuxPow

ฉันทามติของ Namecoin มีกฎในการตรวจสอบหลักฐานการขุดแบบผสาน และหลักฐานการทำงานของส่วนหัว Bitcoin (โดยไม่สนใจฟิลด์อื่นๆ ทั้งหมด)

ความแตกต่างของลูกโซ่หลัก/รอง

โดยทั่วไปแล้ว เราจะแยกแยะบล็อกเชนหลักเดี่ยวออกจากบล็อกเชนรองที่ขุดรวมกันทั้งหมด เนื่องจากบล็อกบล็อกเชนรองจำเป็นต้องมีหลักฐาน Merkle เพิ่มเติมเพื่อให้สามารถตรวจสอบหลักฐานการทำงานได้ แต่จากมุมมองทางทฤษฎีเกม ไม่มีบล็อกเชนหลัก ทั้งหมดนี้มีส่วนสนับสนุน งบประมาณด้านความปลอดภัย หากแฮชเรตของบล็อคเชนหลักลดลงเหลือ 10% ของแฮชเรตที่ขุดรวมทั้งหมด คงมีคนอยากบอกว่าบล็อคเชนรองกลายเป็นบล็อคหลัก เพราะตอนนี้บล็อคเชนนั้นอาจจะเป็นตัวที่จ่ายให้กับความปลอดภัยส่วนใหญ่ งบประมาณ. ความแตกต่างนี้อาจทำให้เกิดความสับสนมากยิ่งขึ้น เนื่องจากบล็อคเชน “รอง” ที่ขุดรวมกันสามารถดึงงานจากเชน “หลัก” มากกว่าหนึ่งเชนได้ เช่นเดียวกับในกรณีของ Rootstock แม้ว่า แฮชเรตของ Rootstock ส่วนใหญ่มาจากนักขุด Bitcoin แต่ก็มีหลายครั้งที่แฮชเรตส่วนเล็ก ๆ มาจากนักขุด Bitcoin Cash ดังนั้น Rootstock จึงสืบทอดแฮชเรตจากสองเชนหลัก

แม้ว่าด้วยเหตุผลทางปรัชญา เราคงไม่อยากรับแฮชเรตจาก Bitcoin SV เช่น Bitcoin SV แต่ก็ไม่สามารถป้องกันได้ง่ายๆ จากมุมมองที่เป็นเอกฉันท์ของ Rootstock ส่วนหัวของบล็อก Bitcoin และ Bitcoin SV มีลักษณะเหมือนกัน (บล็อกหลักหรือช่องความยากสามารถใช้เพื่อแยกแยะความแตกต่างตามความยากของบล็อกได้ แต่ข้อมูลนี้จะไม่แม่นยำ) ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่ Rootstock จะมีแฮชเรตที่สูงกว่า Bitcoin โดยการรวมแฮชเรตของบล็อกเชนที่ใช้ SHA256D ทั้งหมด รวมถึง Bitcoin ด้วย

ดังนั้นเราจึงยึดถือคำจำกัดความทางวากยสัมพันธ์: เชนหลักคือเชนที่มีการพิสูจน์การขุดที่ผสานรวมสั้นกว่า โดยปกติจะมีส่วนหัวของบล็อกเดียว และเชนรองคือเชนที่ต้องการส่วนหัวของบล็อกเพิ่มเติมและแฮชของมันถูกฝังอยู่ในส่วนหัวของบล็อกแรก

ความเป็นกลางของบล็อคเชน

ในช่วงปี 2554-2556 มีข้อเสนอ หลาย ข้อที่เผยแพร่ในฟอรัม bitcointalk.org เพื่อทำการฮาร์ดฟอร์ค Bitcoin เพื่อสรุปหลักฐานการทำงานของ Bitcoin ในห่วงโซ่ส่วนหัว "หลัก" ที่แยกจากกัน และสร้างบล็อกบล็อกเชนที่ขุดแบบผสานทั้งหมด (รวมถึง Bitcoin ด้วย) ได้มาจากห่วงโซ่ส่วนหัวหลักนี้ แฮชบล็อกบล็อคเชนทั้งหมดจะเป็นส่วนหนึ่งของ Pow Merkle Tree เดียว อย่างไรก็ตาม ข้อเสนอเหล่านี้ไม่ได้รับแรงฉุด (โดยทั่วไป ไม่มีข้อเสนอการฮาร์ดฟอร์ก Bitcoin ใด ๆ ที่จะได้รับแรงฉุด)

ที่จริงแล้ว ส่วนหัวหลักไม่จำเป็นต้องเป็นส่วนหนึ่งของห่วงโซ่เลย ส่วนหัวอาจมีขนาดเล็กและเพียงระบุรากต้นไม้ Merkle ของแฮชบล็อกลูกโซ่ และไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนส่วนหัวเพื่อค้นหา PoW ดังที่เราจะเห็นในบทความต่อๆ ไป การมีเขตข้อมูลประทับเวลาในส่วนหัวเล็กๆ นี้สามารถปรับปรุงความปลอดภัยของ Merge-Mined Chains ทั้งหมดได้ ส่วนหัวเล็กๆ ในจินตนาการนี้จะแสดงในรูปต่อไปนี้ โดยที่ X และ Y อ้างถึงการผสานอื่นๆ บล็อกเชนที่ขุดได้:


การออกแบบการขุดแบบผสานโดยไม่มีบล็อคเชนหลัก

หากใช้โครงสร้างข้อมูลนี้ จะไม่มีบล็อกเชนหลักใดๆ ในการขุดแบบรวม Bitcoin

เมื่อเราวิเคราะห์สิ่งจูงใจสำหรับนักขุดเพื่อรักษาความปลอดภัยมากกว่าหนึ่ง blockchain ด้วยหลักฐานการทำงานที่เหมือนกัน เราต้องวิเคราะห์ทั้งหมดเป็นลูกโซ่ที่เท่าเทียมกัน ในการวิเคราะห์แรงจูงใจในการขุดแบบรวม เราควรคิดถึงตัวขุด SHA256D (ฟังก์ชันแฮชจริงที่ใช้) แทนตัวขุด Bitcoin เราต้องวิเคราะห์บล็อกเชนที่รวมการขุดทั้งหมด และสิ่งจูงใจที่บล็อกเชนมอบให้กับนักขุด

Sidechains ที่ขุดรวมกัน

ไซด์เชนของ Bitcoin เพิ่มอรรถประโยชน์ให้กับ Bitcoin และส่งผลให้มูลค่าของ Bitcoin เพิ่มขึ้น การใช้ sidechains ทำให้ Bitcoiners สามารถชำระเงินแบบส่วนตัว สร้าง DAO และสำรวจกรณีการใช้งานที่เป็นนวัตกรรมโดยไม่ต้องแลกเปลี่ยน Bitcoins กับเหรียญที่มีความผันผวนมากขึ้น (บางครั้งเรียกว่า shitcoins โดย Bitcoin maximalists) ขณะนี้มีสอง Bitcoin sidechains ที่มีอยู่: Liquid (ฉันทามติแบบสหพันธรัฐ) และ Rootstock (รวมการขุด)

Rootstock sidechain นำเสนอการชำระเงินที่ถูกกว่าและแอปพลิเคชัน Decentralized Finance (DeFi) หนึ่งในแอปพลิเคชันการกระจายอำนาจที่มีประโยชน์สำหรับ Bitcoiners คือ การกู้ยืมด้วยตนเอง ใน Stablecoin ที่ค้ำประกันโดย rBTC โซลูชันนี้ช่วยให้นัก Bitcoin สามารถใช้โทเค็นสกุลเงิน Fiat และไม่ถูกบังคับให้ขาย Bitcoin สำหรับการใช้จ่ายในแต่ละวัน

เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่า DeFi บน Bitcoin จะเติบโตอย่างมีนัยสำคัญในปีต่อๆ ไป และกรณีการใช้งานใหม่ๆ ที่คาดไม่ถึงจะถูกเปิดเผยในอนาคต นั่นเป็นสาเหตุที่นักบิตคอยน์ส่วนใหญ่สนับสนุน Rootstock และอยากเห็นมันเติบโตเร็วขึ้น

Rootstock sidechain ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อสร้างแรงจูงใจให้กับชุมชน Bitcoin มันกระตุ้นการมีส่วนร่วมของนักขุด Bitcoin และโดยเฉพาะนักขุด Bitcoin โดยใช้โปรโตคอลฉันทามติการขุดแบบรวม Bitcoin และ Rootstock สามารถรวมเข้าด้วยกันได้สำเร็จเนื่องจากมีแรงจูงใจร่วมกันและชุมชนที่ใช้ร่วมกัน

ในบทความต่อไปนี้ ฉันจะนำเสนอโมเดลฉันทามติในการผสานการขุดของ Rootstock และฉันจะแสดงนวัตกรรมหลายอย่างที่สร้างขึ้นโดยชุมชน Rootstock ที่เพิ่มความปลอดภัยอย่างมากของการขุดแบบรวม ฉันยังจะแสดงให้เห็นว่าการขุดแบบรวมจะเป็นประโยชน์ต่อ Bitcoin โดยการเพิ่มงบประมาณด้านความปลอดภัยในระยะยาวได้อย่างไร

สรุป

การขุดแบบรวมเป็นส่วนสำคัญของโปรโตคอลฉันทามติที่ใช้ PoW ซึ่งช่วยให้บล็อคเชนรับการรักษาความปลอดภัยจากเชนหลักโดยไม่ทำให้ค่าใช้จ่ายในการขุดซ้ำ ฉันทามติของ Nakamoto ที่ใช้การขุดแบบผสานสามารถนำไปสู่การกระจายอำนาจที่สูงกว่าโปรโตคอลที่เป็นเอกฉันท์โดยอิงตามหลักฐานการอนุญาตหรือการพิสูจน์การเดิมพัน อย่างไรก็ตาม การรักษาความปลอดภัยห่วงโซ่หลักจะถูกแบ่งปันกับห่วงโซ่ที่ขุดรวมกันเท่านั้น หากการเชื่อมโยงนั้นเป็นประโยชน์ร่วมกัน ดังนั้นการขุดแบบรวมจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับ Bitcoin sidechas ที่สามารถเพิ่มมูลค่ามหาศาลให้กับเครือข่าย Bitcoin Rootstock ซึ่งเป็นเครือข่ายด้านสัญญาอัจฉริยะ Bitcoin แรกของทัวริง ถูกรวมเข้าด้วยกันโดยการขุดมากกว่า 50% ของแฮชเรต Bitcoin ในปัจจุบัน และแฮชเรตของมันเพิ่มขึ้นทุกปี ทำให้เป็นหนึ่งในเครือข่ายสัญญาอัจฉริยะที่ปลอดภัยที่สุดที่มีอยู่ Rootstock ใช้ตัวแปร fork-aware ของโปรโตคอล ซึ่งจะกล่าวถึงในบทความถัดไป

ข้อสงวนสิทธิ์:

  1. บทความนี้ทำซ้ำจาก [Bitslog] และลิขสิทธิ์เป็นของผู้เขียนต้นฉบับ [Sergio Demian Lerner] หากมีการคัดค้านการทำซ้ำ โปรดติดต่อทีมงาน Gate Learn และทีมงานจะดำเนินการทันทีตามขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง
  2. ข้อสงวนสิทธิ์: มุมมองและความคิดเห็นที่แสดงในบทความนี้เป็นเพียงมุมมองส่วนตัวของผู้เขียนเท่านั้น และไม่ถือเป็นคำแนะนำในการลงทุนใดๆ
  3. บทความเวอร์ชันภาษาอื่นๆ ได้รับการแปลโดยทีมงาน Gate Learn โดยไม่กล่าวถึง Gate.io จะไม่ได้รับอนุญาตให้คัดลอก เผยแพร่ หรือลอกเลียนแบบบทความที่แปลแล้ว
เริ่มตอนนี้
สมัครและรับรางวัล
$100