Что такое реорганизация цепочки в блокчейне

19.04.2023

4 мин

1012

Технология распределенного реестра используется для записи и хранения транзакций. Каждая операция добавляется в новый блок, который связывается с предыдущим, образуя цепочку. Однако, несмотря на то что блокчейн считается надежной и безопасной системой, в его работе бывают сбои. Тогда происходит реорганизация цепочки. Она может изменить состояние сети, в том числе отменить уже подтвержденные транзакции.

Что такое реорганизация цепочки
Как работает процесс реорганизации цепочки
Правило самой длинной цепочки
Что происходит с транзакциями
Влияние реорганизации цепочки на сеть

Что такое реорганизация цепочки

Технология распределенного реестра представляет собой сложную систему взаимосвязанных процессов, которая гарантирует безопасное и хранение данных. Для эффективной проверки транзакций узлы должны поддерживать свои копии блокчейна. Если между ними возникает конфликт, происходит реорганизация цепочки. Это случается, когда два или более майнеров создают блоки одновременно и транслируют их в сеть. Подобные конфликты обычно происходят в загруженных блокчейнах, таких как Bitcoin и Ethereum.

Как работает процесс реорганизации цепочки

Если в сети есть узлы, которые функционируют быстрее других, она наполняется одинаковыми блоками. В таком случае цепочки растут с разной скоростью. Когда майнеры обнаруживают этот конфликт, они начинают работу над тем, чтобы его разрешить. Узлы объединяют блоки каждой ветви в разные состояния реестра и затем продолжают добычу новых. Решение о том, какая ветвь сохранится, основывается на сложности и длине цепочки.

Это гарантирует целостность блокчейна и защищает его от возможных мошеннических нападений и попыток изменения уже созданных блоков.

В некоторых ситуациях реорганизация цепочки может быть угрозой для сети. Например, атакующие могут создавать невалидные блоки. Благодаря распределенности реестра и неразрывному связыванию всех элементов, данные остаются в блокчейне.

Система Proof-of-Stake имеет множество преимуществ по сравнению с консенсусом Proof-of-Work, будь то воздействие на окружающую среду или отсутствие проблем с централизацией. Однако PoS более уязвим.

Правило самой длинной цепочки

The Longest Chain Rule — это способ блокчейна устранить реорганизацию. Суть состоит в том, что честный узел должен выбрать самую длинную цепочку.

Это правило обеспечивает безопасность сети, поскольку каждый добавляемый в нее блок имеет связь с предыдущим. Чем длиннее цепочка, тем сложнее ее изменить.

Правило также защищает блокчейн от атаки 51%, поскольку для ее проведения злоумышленнику нужно контролировать более чем половину вычислительной мощности сети. На длинных цепочках блоков осуществить это сложно.

Что происходит с транзакциями

Как только узел выберет ветвь, он не сможет изменить свое решение. При реорганизации цепочки некоторые транзакции попадают в устаревший блок, отвергнутый в результате конкуренции. В таком случае они будут отклонены. Нужно уточнить, что это очень редкое явление.

Если транзакция включена в блок, который остался в главной цепочке, майнеры обработают ее в обычном режиме.

Авторитетные блокчейны ( Bitcoin, Ethereum) жестко фиксируют последовательность блоков и предоставляют надежность для транзакций. Менее популярные криптовалюты имеют более гибкое правило консенсуса, что увеличивает риск перехода на альтернативную цепочку. Пользователям предоставляется возможность повторной отправки невалидных транзакций, как только их блоки перестали действовать в главной ветви.

Также были случаи, когда участники рынка теряли деньги в результате реорганизации. Один из них произошел в феврале 2021 года. Злоумышленник смог заменить более 560 тыс. блоков в блокчейне Verge, создав реестр, который соответствовал версии августа 2021-го. В результате транзакции, совершенные за последние 6 месяцев, были отменены, а монеты исчезли с кошельков держателей.

Чтобы осуществить такую атаку, злоумышленник использовал большое количество хеш-мощности. Это позволило ему создать вредоносную версию блокчейна, которая была длиннее исходной.

Влияние реорганизации цепочки на сеть

Этот процесс может привести к некоторым негативным последствиям для блокчейна. Самые распространенные:

Реорганизация повышает время обработки транзакций и размер комиссии.
Пользователи могут потерять средства, а майнеры — вознаграждения.
Конкуренция приводит к увеличению объема вычислительных работ, которые должны выполнить узлы, чтобы подтвердить операции.
Реорганизация создает дополнительные уязвимости в системе. Их могут использовать злоумышленники для генерации ложных блоков или подделки транзакций.