Các Nút Blockchain: Đặc Điểm và Vai Trò Của Chúng trong Mạng Lưới Phi Tập Trung

Nút là một máy chủ khu vực. Trên khu vực Internet, tất cả dữ liệu được tạo bởi một công ty đều ở trong máy chủ và máy chủ này là một nút thắt.

Nó giống như WeChat mà chúng ta sử dụng mỗi ngày và xử lý rất nhiều thông tin trò chuyện, chuyển tiền, v.v. mỗi ngày. Bộ nhớ và hoạt động của dữ liệu này là tất cả trên các máy chủ Tencent của công ty. Sau đó, chúng ta có thể gọi máy chủ này xử lý dữ liệu "nút".

Hãy để chúng tôi nói về thế giới của blockchain, mọi người đã biết rằng blockchain là một cơ sở dữ liệu phi tập trung. Nó không dựa trên một máy chủ tập trung, nhưng bao gồm hàng ngàn "máy chủ nhỏ". Miễn là chúng tôi tải xuống một máy khách blockchain, chúng tôi trở thành một trong hàng ngàn "máy chủ nhỏ".

Theo cách này, nếu chúng ta muốn chơi blockchain, chúng ta cũng vậy.

Các nút cũng được chia thành các nút thắt nhẹ và các nút hoàn chỉnh. Một nút hoàn chỉnh là một nút thắt chứa tất cả dữ liệu giao dịch trong toàn bộ mạng. Do đó, một nút nhẹ chỉ là một nút thắt với dữ liệu giao dịch của riêng nó.

Và các nút được phân phối càng nhiều, mạng blockchain càng phân cấp và hoạt động mạng càng an toàn và ổn định hơn. Sự tồn tại của các nút là đại diện phân tán của blockchain, cũng là sự quyến rũ của blockchain. Công nghệ cốt lõi của mạng Blockchain-P2P

Mạng ngang hàng là một trong những công nghệ hạt nhân trong blockchain. Trọng tâm chính là việc cung cấp cấu trúc mạng ổn định cho blockchain cho chương trình giao dịch chưa đóng gói (giao dịch trong nhóm giao dịch) và các khối đồng thuận. Một số salgorithms đồng thuận cũng yêu cầu hỗ trợ mạng điểm tương đương (ví dụ: PBFT). Một chức năng phụ trợ khác, chẳng hạn như Mạng tin tức của Ethereum, cũng yêu cầu hỗ trợ mạng điểm tương đương.

Mạng P2P được chia thành hai loại: mạng có cấu trúc và không cấu trúc. Các mạng có cấu trúc sử dụng các thuật toán DHT tương tự để tạo cấu trúc mạng. Các mạng không có cấu trúc là mạng phẳng và mọi nút thắt đều có địa chỉ của một số nút lân cận.

Trách nhiệm chính của các mạng điểm-điểm là hai khía cạnh: duy trì cấu trúc mạng và gửi thông tin. Cấu trúc mạng phải tập trung vào hai khía cạnh của việc gia nhập các nút mới và cập nhật mạng, trong khi gửi thông tin bao gồm hai khía cạnh: phát sóng và mở rộng. Làm cách nào để đánh giá và quản lý toàn bộ mạng điểm-điểm? Làm thế nào để nút thắt đóng góp và kết thúc?

Việc thiết lập cấu trúc mạng có hai tham số lõi, một là số nút được kết nối với mỗi nút và số thứ hai là số lượng chuyển tiếp tối đa.

nút mới không biết gì về toàn bộ mạng. Nó hoặc nhận được một số nút trong mạng thông qua một dịch vụ trung tâm để kết nối hoặc thiết lập kết nối với các nút "hạt giống" trong mạng.

Xử lý mạng -UP Khi các nút mới kết hợp hoặc kết thúc các nút, thậm chí không thực hiện một số nút và sau một thời gian, các thay đổi trong các bảng định tuyến này thường được phát qua các kết nối hiện có của nút. Cần lưu ý rằng do tính đặc thù của các mạng điểm-điểm, bảng định tuyến của mỗi nút thay đổi (còn được gọi là PartialView)

Phát sóng thường tiếp quản giao thức tràn, tức là các phương thức chuyển tiếp, do đó các thông báo được lan truyền trong mạng. Nói chung làNếu một số hạn chế được yêu cầu, ví dụ: B. Xác định số lượng chuyển tiếp tối đa cho một thông báo để tránh tải chuyển tiếp của mạng.

Unicast yêu cầu hỗ trợ cấu trúc mạng có cấu trúc, thường là DHT, tương tự như độ phân giải DNS mà Hop for Hop, tìm kiếm địa chỉ nút đích, sau đó truyền và cập nhật bảng định tuyến cục bộ.

Để có được thông tin nhanh chóng, có hai cấu trúc dữ liệu có thể được sử dụng. Một là loại cây, ví dụ: B. Cây avl, cây đỏ và đen, B -tree, v.v .; Cái khác là bảng băm.

Các bảng băm hiệu quả hơn cây, nhưng đòi hỏi nhiều bộ nhớ hơn.

Việc trình bày thông tin chiếm lấy cặp giá trị khóa, tức là một khóa tương ứng với một giá trị và những gì chúng ta đang tìm kiếm là khóa và giá trị là thông tin đính kèm.

Vấn đề mà các bảng băm có thể được giải quyết là gán một vị trí cho mỗi khóa.

Có hai khóa ở đây: 1. Gán một vị trí cho khóa. Thuật toán này được xác định để đảm bảo rằng cùng một thuật toán được sử dụng khi lưu và tìm kiếm. Nếu không nó sẽ không được tìm thấy sau khi tiết kiệm. 2. Nó được phân phối đều và không có nơi nào để lưu nhiều dữ liệu. Dữ liệu ít được lưu trên "Koint. Môi trường, nơi được đề cập ở trên có thể được hiểu là một máy tính (sau đó là nút thắt), làm thế nào để ánh xạ một khóa cho một nút Có thể.

Thuật toán lựa chọn điểm là một thuật toán ánh xạ giải quyết keyodiside. Liên quan đến hình ảnh, chìa khóa của chìa khóa (nút) nên chọn một chìa khóa trong cuộc sống của mình.

Giả sử, chúng tôi sử dụng 32 Hash, sau đó tổng số lượng dữ liệu của khóa là 2 ** 32, được gọi là không gian băm. Nó các nút ID của nút thành một số nguyên và phím cũng được hiển thị trong một số nguyên. Sự khác biệt giữa khóa -hash và giá trị nút -hash nútđược gọi là một khoảng cách (nếu một số âm, bạn phải chấp nhận mô -đun, không có giá trị tuyệt đối). Ví dụ: băm của một khóa là 100 (được biểu thị bằng một số nguyên) và băm của nút 105, khoảng cách giữa hai là 105-100 = 5. Tất nhiên, cũng có thể sử dụng các màn hình khoảng cách khác, ví dụ: B. Cách khác, nhưng thuật toán phải được xác định. Chúng tôi ánh xạ chìa khóa cho nút thắt gần anh ấy nhất. Khi bạn có một khoảng cách, nút thắt và chìa khóa dường như được đặt trên một chiếc nhẫn, và chìa khóa là một phần của nút gần nhất với anh ta từ một góc độ. nó Càng nhiều "tiền tố giống nhau" từ trái sang phải, khoảng cách càng gần, vị trí khác nhau ở bên trái và khoảng cách càng xa.

Cấu trúc cây được phản ánh trong quan điểm của các nút và nút dưới dạng nút của cây. Số lượng bit được hỗ trợ bởi thuật toán này là 160 bit, tức là 20 8 byte, chiều cao của cây 160 và mỗi cạnh đại diện cho một.

Thuật toán và hàm băm nhất quán của lựa chọn là như nhau. Chọn một nút với khoảng cách nhỏ nhất từ ​​khóa làm mục tiêu của khóa này từ tất cả các nút.

Vì nó ở trong môi trường phân tán, chúng tôi cho rằng không có bảng định tuyến trung tâm và không có bảng tuyến nào có thể thấy hình ảnh đầy đủ mang lại một số thách thức, ví dụ: B. Làm thế nào để khám phá các nút và tìm nút thắt?

Trong các mạng P2P, phương pháp được sử dụng thường xuyên là duy trì bảng định tuyến một phần cho mỗi nút, tức là chỉ chứa thông tin định tuyến của một số nút. Trong thuật toán lũ lụt, các nút này là ngẫu nhiên; Trong thuật toán DHT, bảng định tuyến này được cấu trúc và các nút thắt được ghép tốt cũng được chọn lọc. Làm thế nào bạn có thể chọn đúng nút phải duy trì thông tin định tuyến?

Một cách tiếp cận đơn giản là mỗi nút lưu thông tin về các nút lớn hơn nó để nó có thể tạo thành một vòng. Có một vấn đề lớn và một vấn đề nhỏ. Vấn đề lớn là mọi nút thắt đều biết quá ít thông tin (chỉ có hàm băm và địa chỉ của nút tiếp theo). Khi một khóa được chỉ định, anh ta không biết liệu có các nút trong mạng ngắn hơn so với khóa này. Do đó, ban đầu anh ta xác định liệu chìa khóa thuộc về chính bạn và nút tiếp theo. Nếu vậy, thì chìa khóa này thuộc về nút tiếp theo. Nếu không, phương pháp tương tự cho nút tiếp theo được gọi là. Độ phức tạp này là N (số nút). Một phương pháp tối ưu hóa là các nút khác được giữ bởi mỗi nút mà tôi bao gồm: i+21, i+22, i+2 ** 31. Bằng cách quan sát dữ liệu này, người ta xác định rằng các nút ngày càng trở nên thưa thớt từ gần đến xa. Điều này làm giảm độ phức tạp trên LGN

Thông tin từ các nút khác được lưu trữ bởi các nút, bao gồm, từ trái sang phải, có thể chọn k (siêu phân tử của thuật toán) ở bất kỳ bit nào từ trái sang phải. Ví dụ: dưới nút 00110 (cho mục đích trình diễn, 5 bit), thông tin định tuyến trên nút được lưu trữ:

01: xxx (k)

00111: xxx, , xxx (k)

ở trên được gọi là k-bucket. Bạn càng gần, bạn càng gần, các nút thắt càng mỏng, các nút thắt thưa thớt càng nhiều. Thuật toán này cho định tuyến và tìm kiếm nút cũng là LGN-Complexity.