Spróbujmy zbudować bezpieczny rejestr transakcji

• Razem ze znajomymi rozliczamy się ile i kto jest komu winien.
• Każdy może dodać nową transakcję
• Rozliczamy się pod koniec miesiąca

Rejestr

• Alicja płaci Bolkowi    $100
• Bolek płaci Cyrylowi     $10
• Daniel płaci Alicji    $70

Czy możesz ufać swoim przyjaciołom?

• Alicja płaci Bolkowi     $100
• Bolek płaci Cyrylowi     $10
• Daniel płaci Alicji     $70
• Alicja płaci Bolkowi     $1000
• Cyryl płaci Bolkowi     $1000
• Daniel płaci Bolkowi     $1000

Jak zabezpieczyć sie przed oszustwem?

Podpisy cyfrowe

• Każda osoba generuje swój klucz prywatny i odpowiadający mu klucz publiczny
• Każda transakcja musi być podpisana przez nadawcę
• Uczestnicy identyfikowani są przez klucz publiczny

Podpisy cyfrowe

• SIGN(Message, SK) -> Signature
  RECOVER(Signature, Message) -> PK

• Sygnatury nie mogą być skopiowane bo zależą od wiadomości
• Nie można "podrobić" podpisu - bezpieczna kryptografia

• Alicja płaci Bolkowi     $100
  + Sygnatura Alicji
• Bolek płaci Cyrylowi     $10
  + Sygnatura Bolka
• Daniel płaci Alicji     $70
  + Sygnatura Daniela

Jak wygląda rejestr?

Co jeżeli skopiujemy całą transakcję?

• Alicja płaci Bolkowi     $100
  + Sygnatura Alicji
• Bolek płaci Cyrylowi      $10
  + Sygnatura Bolka
• Daniel płaci Alicji     $70
  + Sygnatura Daniela
• Alicja płaci Bolkowi     $100
  + Sygnatura Alicji
• Alicja płaci Bolkowi     $100
  + Sygnatura Alicji

Jak się przed tym zabezpieczyć?

Replay protection

• Ponumerujmy wszystkie transakcje
   
• Sygnatura dodatkowo musi uwzględniać numer transakcji

• 1. Alicja płaci Bolkowi     $100
  + Sygnatura Alicji
• 2. Bolek płaci Cyrylowi     $10
  + Sygnatura Bolka
• 3. Daniel płaci Alicji     $70
  + Sygnatura Daniela

Jak wygląda rejestr?

Czy widzicie jeszcze jakiś problem?

Kolejne problemy

• Transakcje można wymienić
• Jeżeli transakcje będą powstawać równolegle możemy mieć konflikt
• Najlepiej byłoby gdyby sygnatura każdej transakcji zawierała cały rejestr
• Co oczywiście jest niepraktyczne na dłuższą metę

• 1. Alicja płaci Bolkowi     $100
  + Sygnatura Alicji
• 2. Bolek płaci Cyrylowi     $10
  + Sygnatura Bolka
• 3. Daniel płaci Alicji     $70
  + Sygnatura Daniela

TransactionChain

Alicja płaci Bolkowi     $100+ Sygnatura Alicji  

Bolek płaci Cyrylowi     $10 + Sygnatura Bolka  

Daniel płaci Alicji     $70 + Sygnatura Daniela  

Grupowanie transakcji

• Pojedyncze transakcje są niepraktyczne
• Lepiej pogrupować transakcje razem w "blok"
• Jak często powinien powstawać blok?
• Kto ten blok stworzy?

BlockChain

1. Alicja płaci Bolkowi     $100+ Sygnatura Alicji  

1. Bolek płaci Cyrylowi     $10 + Sygnatura Bolka  

1. Daniel płaci Alicji     $70 + Sygnatura Daniela  

Algorytm Konsensusu

Kto może tworzyć nowe bloki?

sig(Authority1)

hash(B0)

hash(B1)

sig(Authority2)

hash(B2)

sig(Authority1)

Proof of Authority

Akceptujemy bloki tylko podpisane przez pre-definiowaną listę adresów.

Bloki muszą być podpisywane na przemian, maksymalnie jeden blok na 3 s.

Algorytm Konsensusu

Kto może tworzyć nowe bloki?

Difficulty=2
Sol.=0b001..
SolvedBy=A

hash(B0)

hash(B1)

hash(B2)

Proof of Work

Akceptujemy tylko bloki, które zawierają rozwiązanie matematycznej zagadki.

Trudność zagadki dopasowuje się do szybkości rozwiązań, tak żeby mieć stabilny czas bloku.

Difficulty=4
Sol.=0b00001..
SolvedBy=B

Difficulty=3
Sol.=0b0001..
SolvedBy=A

Jak to działa?

(Boot) Node 1

Node 2

New Node

Hey! Could you give me all your peers?

Jak to działa?

(Boot) Node 1

Node 2

New Node

Hey! Send me all them blocks, will ya?

Block 5

Block 4

Block 0

Jak to działa?

(Boot) Node 1

Node 2

New Node

Hey! I've got a transaction to include in block.

Block 5

Block 5

Block 5

transfer(N, B, 5)

Jak to działa?

(Boot) Node 1

Node 2

New Node

Block 5

Block 5

Block 5

transfer(N, B, 5)

transfer(N, B, 5)

Cool, I'm mining and will include the tx for a small fee.

Jak to działa?

(Boot) Node 1

Node 2

New Node

Block 6

Block 5

Block 5

transfer(N, B, 5)

transfer(N, B, 5)

Block 6

Managed to mine new block, here it is guys!

Jak to działa?

(Boot) Node 1

Node 2

New Node

Block 6

Block 6

Block 6

Lista zmian

Lista zmian

Lista zmian

Metadane/ poprzedni stan

Metadane/ poprzedni stan

Metadane/ poprzedni stan

Genesis State

Blockchain

Niemutowalna struktura danych zawierająca wszystkie zmiany który zostały zaplikowane do danego punktu w czasie

Dan Finlay's Intro to how Ethereum works
https://youtu.be/-SMliFtoPn8

Dan Finlay's Intro to how Ethereum works
https://youtu.be/-SMliFtoPn8

Dan Finlay's Intro to how Ethereum works
https://youtu.be/-SMliFtoPn8

Łańcuch kanoniczny

Co jeżeli powstaną dwa bloki z tym samym hashem rodzica?
Który powinienem wybrać?

"Fork"

Łańcuch kanoniczny

Wybieramy "najdłuższy" łańcuch.

Ethereum wybiera łańcuch z największą trudnością.

Do zapamiętania: najnowszy stan może się zmieniać, to co widzisz może zostać odwrócone - czekaj na potwierdzenia

Czym jest Bitcoin?

Bitcoin to pierwszy publiczny Blockchain.

Dan Finlay's Intro to how Ethereum works
https://youtu.be/-SMliFtoPn8

Ethereum to "The World Computer"