Wyjaśniono: Czym jest miękki widelec i jak działa?

Jeśli interesuje Cię kryptowaluta, być może słyszałeś o czymś zwanym „ widelcami”. Mówiąc prościej, widelec to zmiana w protokole łańcucha blokowego, która została uzgodniona przez jego uczestników. 

Może się to zdarzyć z różnych powodów i można je sklasyfikować do miękkich widelców i widelców twardych . 

W tym artykule omówimy koncepcję miękkiego widelca na blockchain – jak to działa, jak jest aktywowane, kilka przykładów i jak miękki widelec różni się od twardego widelca.

Jeśli chodzi o Bitcoina, a nawet inne kryptowaluty, miękki widelec występuje, gdy łańcuch kryptowalut przechodzi „tymczasową dywergencję”. Widelec programowy to zmiana w protokole oprogramowania, która powoduje, że tylko wcześniej ważne bloki lub transakcje stają się nieprawidłowe.

Za pomocą miękkiego widelca wprowadzane zmiany są wstecznie zgodne – co oznacza, że stare węzły mogą nadal dodawać nowe bloki do łańcucha blokowego, o ile przestrzegają nowych reguł. Zasady blockchain nazywane są protokołem blockchain. 

Omówmy i wyjaśnijmy koncepcję miękkich widelców w odniesieniu do protokołu blockchain.

Czym jest protokół Blockchain?

Łańcuch blokowy można zdefiniować jako publiczną księgę rozproszoną, która rejestruje transakcje w globalnej sieci komputerów znanych jako węzły. Wszystkie węzły są równe i połączone ze sobą przez Internet. Wszystkie uczestniczące w sieci węzły muszą zweryfikować transakcję przed dodaniem jej do łańcucha blokowego. 

Łańcuch blokowy działa na ogół zgodnie ze wstępnie zdefiniowanymi regułami znanymi jako protokoły blockchain, na które zgadzają się wszyscy uczestnicy (węzły) w sieci. Zasady te składają się z następujących elementów:

1. Instrukcje uwierzytelniania i zarządzania transakcjami w sieci

2. Algorytm definiujący mechanizm, za pomocą którego wszystkie uczestniczące w sieci węzły będą wchodzić ze sobą w interakcje

3. Interfejs programowania aplikacji (w niektórych przypadkach)

Zatem w odniesieniu do tego protokołu widelec programowy jest modyfikacją protokołu oprogramowania w taki sposób, że tylko wcześniej ważne bloki transakcji zostaną unieważnione. Ponieważ stare węzły rozpoznają nowe bloki w blockchain jako prawidłowe, widelec miękki jest uważany za kompatybilny wstecznie.

Miękkie widelce były często używane jako najczęstsza opcja modernizacji łańcucha blokowego Bitcoin, ponieważ stwarzają mniejsze ryzyko zakłócenia sieci. Ponadto, w przeciwieństwie do twardego widelca, miękkie widelce wymagają tylko większości górników do modernizacji w celu nałożenia nowych zasad.

Czasami może również wystąpić miękki widelec z powodu chwilowej różnicy w blockchain, gdzie górnicy używający nieuaktualnionych węzłów naruszają nową regułę konsensusu, z którą ich węzły nie są zaznajomione. Jeśli węzły nieuaktualnione będą nadal bloki górnicze, te drugie zostaną odrzucone przez uaktualnione węzły.  

Innym rodzajem widelca, który może wystąpić, jest widelec twardy, który jest modyfikacją protokołu, która wymaga od wszystkich węzłów sieciowych aktualizacji oprogramowania do najnowszej wersji w celu dalszego udziału w sieci. W przeciwieństwie do miękkiego widelca, twardy widelec uniemożliwia węzły w zaktualizowanej wersji blockchain akceptowanie starych reguł w blockchain; przestrzegane są tylko nowe reguły. 

Miękkie widelce a twarde widelce

Twarde widelce i miękkie widelce są podobne, ponieważ oba zmieniają istniejący kod platformy kryptowalutowej. I chociaż zarówno twarde, jak i miękkie widelce są niezbędne do ciągłego funkcjonowania i skutecznego zarządzania sieciami blockchain, istnieją między nimi fundamentalne różnice.

Po pierwsze, widelec soft powoduje, że tylko jeden blockchain pozostaje ważny, ponieważ coraz więcej użytkowników przechodzi na korzystanie z aktualizacji. Jest to zasadniczo stopniowa aktualizacja blockchain. Jednak dzięki twardemu widelcowi stare i nowe łańcuchy bloków istnieją jednocześnie, co oznacza, że oprogramowanie musi zostać zaktualizowane, aby działało zgodnie ze świeżymi zasadami. Zasadniczo jest to nagły podział łańcucha blokowego. Tak więc, mimo że oba widelce skutkują podziałem rodzaju, widelec miękki utrzymuje jeden blockchain, a widelec twardy powoduje podział łańcucha blokowego na dwa. 

Stąd główną różnicą między miękkim widelcem a twardym widelcem jest to, jak niezbędna jest aktualizacja oprogramowania węzła w celu ciągłego udziału w sieci.

Większość programistów szuka twardego widelca, jeśli chodzi o aktualizację zabezpieczeń łańcucha blokowego. Mimo że wiąże się to z wywieraniem większej mocy obliczeniowej, twardy widelec jest postrzegany jako znacznie mniej ryzykowny pod tym względem. 

Twarde widelce mogą być wynikiem podziału w społeczności blockchain, tak jak w przypadku twardego widelca Bitcoin Cash w 2018 r. Wynikało to z nieporozumień w społeczności blockchain Bitcoin dotyczących rozmiaru bloku i skalowalności. Natomiast miękkie widelce można zwykle rozwiązać za porozumieniem stron i uwzględnić bardziej spójne nastroje w społeczności blockchain. 

Jak działają miękkie widelce?

Jak opisano szczegółowo w poprzedniej sekcji, widelec miękki występuje z powodu wstecznej modyfikacji protokołu oprogramowania. W rezultacie nowy łańcuch wideł przestrzega nowych zasad i starych zasad. Zasadniczo oryginalny łańcuch nadal przestrzega starych zasad.

Nowe transakcje są na ogół uzupełniającymi widelcami soft, które wymagają tylko od uczestników (odbiorcy i nadawcy) wraz z górnikami ujęcia nowego typu transakcji. Wiąże się to z wyświetleniem nowego typu transakcji poprzednim klientom (transakcja typu „pay-to-anybody”) i przekonaniem górników do odrzucenia starych bloków, w tym tych transakcji, z wyjątkiem sytuacji, gdy transakcja jest zgodna z nowymi regułami.

Aby wdrożyć widelec soft, większość górników musi obsługiwać klienta rozpoznającego widelec. Krótko mówiąc, im więcej górników przestrzega nowych zasad, tym bezpieczniejsza stanie się sieć po widelcu. Na przykład, jeśli 3⁄4 górników rozpozna widelec, pozostałe 1⁄4 bloków nie są gwarantowane w zakresie przestrzegania nowych zasad. Pozostaną one jednak ważne dla starych węzłów, które pozostają nieświadome nowych reguł, ale zostaną zignorowane przez nowe węzły.

Jeśli chodzi o modernizacje, miękkie widelce nie wymagają węzłów do aktualizacji w celu utrzymania konsensusu. Dzieje się tak, ponieważ wszystkie bloki ze świeżymi regułami miękkiego widelca również przestrzegają poprzednich reguł. W związku z tym poprzedni klienci je akceptują. 

Do odwrócenia miękkich widelców wymagany jest jednak twardy widelec. Wynika to z faktu, że widelec programowy poświadcza tylko prawidłowe zestawy bloków jako odpowiedni podzestaw tego, co było ważne przed widelcem. Jeśli użytkownicy zaktualizują do klienta posoftowego widelca, a później większość zdecyduje się na zmianę na klienta posoft widelca, użytkownicy posoftowych widelców zakłócą harmonię blockchain w momencie wprowadzenia blokady, która nie przestrzegała nowych zasad ich klientów.

Dlaczego zdarzają się miękkie widelce?

Prawdopodobnie już wiesz, że miękki widelec to zmiana akosmetyczna. Zmienia lub dodaje funkcje bez faktycznego ingerowania w strukturę blockchain i może wystąpić z różnych powodów, takich jak zmiana algorytmu konsensusu lub niektóre zmiany/aktualizacje oprogramowania.

Gdy większość górników na modernizacji sieci wykorzystuje swoją siłę haszowania do egzekwowania nowych reguł, nazywa się to miękkim widelcem aktywowanym przez górnika (MASF).

Dostępny jest również widelec miękki aktywowany przez użytkownika (UASF). W tym miejscu pełne węzły koordynują egzekwowanie nowych reguł, bez wsparcia górników. 

Miękki widelec może również wystąpić z powodu tymczasowej rozbieżności w blockchain, gdzie górnicy używający nieuaktualnionych węzłów naruszają nową regułę umowy, której ich węzły nie są zaznajomione.

Przykłady miękkich widelców

Miękkie widelce są najczęstszą opcją aktualizacji blockchain Bitcoin, ponieważ uważa się, że stanowią mniejszą możliwość podziału sieci. Poprzednie przykłady udanych miękkich widelców obejmują uaktualnienia oprogramowania, takie jakBIP 66 (obejmujące weryfikację podpisu) i P2SH (zmiana w formatowaniu adresu Bitcoina).

1. BIP-y (34, 65 i 66) zostały zainstalowane na blockchain Bitcoin przez sygnalizację górniczą wykorzystującą liczbę wersji bloków. Zasadniczo zaproponowano nowe zasady konsensusu dotyczące stosowania w blokach o wyższym numerze wersji niż wersja bloku używanego już w sieci. 

2. P2SH lub PAY-TO-SCRIPT-HASH to poprawka do blockchain w Bitcoin w 2012 roku, modyfikująca sposób weryfikacji transakcji. Jest najczęściej rozpoznawany jako adres w Bitcoinach, zaczynając od „3”, a nie „1”.

3. SegWit , czyli SEGREGATED WITNESS, to widelec miękki używany do zwiększenia szybkości transakcji Bitcoin. Ponieważ nowy blok transakcji jest wydobywany średnio co 10 minut, podstawowym pomysłem było zwiększenie liczby transakcji, które mogą być zawarte w każdym bloku. SegWit uwolni trochę miejsca w każdym bloku, który można następnie wykorzystać do uwzględnienia większej liczby transakcji. Odbywało się to poprzez usunięcie klucza publicznego z bloku wraz z podpisem powiązanym z każdą transakcją i wysłanie go innym kanałem wiadomości. Ponieważ klucz publiczny i podpis zajmują prawie 60% całej wielkości transakcji, wysłanie ich oddzielnie może podwoić liczbę transakcji w każdym bloku. Dlatego właśnie podejście to nosi nazwę posegregowanego świadka, ponieważ „świadek” (podpis) został oddzielony (wysłany oddzielnie) od transakcji.

Konkluzja

Widelce zapewniają sieć blockchain możliwość samoaktualizacji, jednocześnie dodając zwiększone funkcje do istniejących kryptowalut, takie jak funkcje skalowania, które są równie ważne dla adopcji. Miękkie widelce były często używane w blockchainach bitcoin do wdrażania nowych i zaktualizowanych reguł oraz algorytmów zgodnych wstecz.

Ale wyzwania leżą bardziej w realizacji widelca niż jego zasady. Dlatego też skuteczne procesy zarządzania są kluczem do ich wdrożenia.