El nonce és una part central de l’algorisme de mineria de proves de treball (PoW) per a cadenes de blocs i criptomonedes com Bitcoin. Els miners competeixen entre ells per cerqueu un nom que produeix un hash amb un valor inferior o igual al que estableix la dificultat de la xarxa. Si un miner troba aquest noce, es diu a nonce daurat, després guanyen el dret d’afegir aquest bloc a la cadena de blocs i rebre la recompensa del bloc.

El nonce és un número enter aleatori i únic. Els miners posen a prova i descarten milions de nonces cada segon. Esperen produir un valor hash que compleixi l’objectiu i així guanyar la recompensa per blocs. Això és el que passa durant la mineria PoW al nivell més bàsic, tot i que hi ha molt més. Aquí, explorarem tot el propòsit de la no existència durant tot el procés de mineria.

Blocs de construcció amb Nonces

El nonce és un número de 32 bits. Es manté a la capçalera del bloc juntament amb altres dades clau, com ara l’objectiu de dificultat i la marca de temps. Quan els miners construeixen blocs, trien a l’atzar una noç i l’introdueixen a la capçalera del bloc, creant un nou hash de capçalera de bloc.

El hash és un número de 256 bits i ha de començar amb un gran nombre de zeros, és a dir, té un valor increïblement petit. Si no té el nombre suficient de zeros, el miner descarta el hash i prova un nou noce. Aquest procés es repeteix fins que un miner descobreix una noça que produeix un hash amb un valor inferior o igual al que estableix la dificultat.

Estructura de blocs

La mida de 32 bits del nonce significa que hi ha quatre mil milions de combinacions possibles. Encara que tècnicament, és molt més elevat a causa d’una cosa anomenada extra nonce. Aquest és un espai addicional per a una falta de temps més llarga, cosa que significa que podeu tenir desenes de milers de milions de combinacions.

El nonce és l’únic paràmetre que canvia el miner, tot restant estàtic. Si el miner troba la falta d’or, afegeix aquest bloc a la cadena de blocs i rep la recompensa del bloc. Actualment, no hi ha manera d’accelerar el procés de cerca de la no correcta. Això significa que els miners només estan treballant en proves i errors fins que troben una noza d’or. Aquest procés és el que constitueix el treballar, en prova de treball.

Relació amb la dificultat minera

Com hem dit, el miner intenta trobar una noça que produeixi un hash inferior al valor establert per la dificultat de la xarxa. El protocol Bitcoin estableix aquesta dificultat minera. A mesura que augmenta la dificultat, el valor objectiu del hash disminueix. Això vol dir que ha d’haver més zeros a l’inici del número de hash. La probabilitat de trobar un valor de hash inferior disminueix i, per tant, els miners han de provar més nonces. Quan un miner hageix un bloc, el hash ha de tenir un valor igual o inferior al número objectiu per tenir èxit.

Quan s’explota Bitcoin, la dificultat s’ajusta cada 2016. Això funciona cada dues setmanes. No obstant això, altres cadenes de blocs PoW tenen ajustos més ràpids. Per exemple, Litecoin, a causa del seu temps de bloqueig més curt, la seva dificultat s’ajusta cada tres dies i mig. Digibyte, en canvi, ajusta la seva dificultat a cada bloc en temps real.

Per què l’ajust és important

Si la dificultat no s’ajustés, hi hauria una relació lineal entre la potència de hash i les recompenses del bloc. A mesura que s’incorporin més miners a la xarxa i augmenti la potència de resum, hi haurà un augment corresponent en les recompenses de Bitcoin. Això minaria els controls d’inflació del protocol Bitcoin i, amb ell, les seves propietats diners sòlides.

Afortunadament, tenint un ajust de dificultat, les recompenses del bloc es poden mantenir relativament estables cada dues setmanes. La dificultat també es pot ajustar a la baixa. Si la rendibilitat minera desapareix, els miners cessaran les operacions i la taxa de hash disminuirà. La dificultat s’ajustarà adequadament. Hem estat veient això des de fa diversos mesos a la xarxa Bitcoin des del dificultat màxima el 4 d’octubre.

A Bitcoin, després de cada bloc de 2016, el client Bitcoin compararà el temps real de cada bloc que es generarà amb el temps objectiu. A continuació, ajustarà la dificultat adequadament. L’objectiu és que els miners produeixin blocs el més a prop possible de deu minuts.

Protecció mitjançant algorismes de Hash segur

La resistència de l’algorisme SHA-256 impedeix als miners poder accelerar i enganyar el procés d’assaig i error. SHA-256 pertany a la família d’algoritmes de hash segurs SHA-2 i va ser llançat per la NSA el 2001. Si aquest algorisme es va trencar, tal com va passar a la classe SHA-1 d’algoritmes de hash criptogràfics, el procés PoW es veuria minat..

Hi ha diverses maneres de trencar un algorisme de hash. Amb això volem dir ser capaços d’eludir el mètode d’assaig i error i trobar els noces correctes molt més ràpidament. Atacs de col·lisió són la forma més recent i eficaç de fer-ho.

El propòsit complet d’un algorisme de hash segur és assegurar la singularitat d’un hash. Quan es comparteixen les dades, les entrades haurien de crear un número de hash totalment únic. L’única manera de reproduir el mateix nombre és amb les mateixes entrades exactes, inclosa la no-noça. Un atac de col·lisió, però, significa que es pot produir el mateix hash a partir d’entrades diferents. Un actor maliciós pot fer-ho amb recursos informàtics suficients. Això soscava completament el propòsit de l’algorisme de hash segur.

Funció Hash

Ara que s’ha demostrat que un atac de col·lisió és eficaç contra els algoritmes SHA-1, ja no es pot confiar en ells. L’atac va ser possible en part a causa dels enormes avenços en energia dels ordinadors durant l’última dècada.

En algun moment, quan les potències informàtiques han augmentat prou, SHA-256 també serà vulnerable a aquests atacs. No obstant això, els desenvolupadors de Bitcoin ho haurien de saber molt abans que això passi. Això es deu al fet que aquests atacs gairebé sempre es mostren possibles en teoria abans que es demostri que realment funcionen a la vida real. L’equip de Bitcoin Core hauria de pivotar cap a un algorisme més nou i dur.

També val la pena assenyalar que la majoria de protocols d’autenticació a Internet utilitzen actualment algoritmes SHA-2. Si es tornessin vulnerables d’un dia per l’altre, tindríem problemes mundials importants molt més enllà de la mineria de Bitcoin.

Valor de la prova de treball

Els miners estan utilitzant el seu maquinari per provar aquests noces a un ritme de milions per segon. El fet que no hi hagi cap manera d’accelerar la recerca del no-estat, manté PoW un sistema obert i just.

La característica beneficiosa d’aquest sistema és que requereix una gran quantitat d’energia, temps i capital per resoldre el valor correcte i guanyar la recompensa. No obstant això, al mateix temps, és increïblement fàcil per a altres nodes verificar el valor correcte. Aquesta dicotomia manté la xarxa segura i proporciona una manera senzilla d’aconseguir consens.

En última instància, aleshores, el fet que no sigui només una petita part del procés de mineria de Bitcoin. No obstant això, té un paper crucial en el manteniment de la seva integritat. El no és l’únic que canvia un miner per trobar un valor de hash suficient. Realment és l’accelerador, el fre i l’embragatge de tota la configuració.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me