Kas ir peer-to-peer (P2P)?

Datorzinātnē peer-to-peer tīkls sastāv no ierīču grupas, kas var uzglabāt un koplietot dokumentus. Katrs dalībnieks (mezgls) ir līdzvērtīgs vienaudžu indivīdam. Tas ir, visiem mezgliem ir vienādas tiesības un tie veic vienādus uzdevumus.

Fintech jomā P2P parasti attiecas uz digitālās valūtas vai digitālo aktīvu darījumu, izmantojot izplatītu tīklu. P2P platforma ļauj pircējiem un pārdevējiem veikt darījumus tieši bez starpniekiem. Dažas vietnes var nodrošināt arī P2P tirdzniecības vidi aizņēmējiem un aizdevējiem.

P2P arhitektūra ir piemērota dažādiem scenārijiem, taču tā patiešām kļuva populāra deviņdesmitajos gados, kad radās pirmās failu apmaiņas programmas. Mūsdienās peer-to-peer tīkli ir kļuvuši par lielāko daļu digitālo valūtu kodolu un veido lielu blokķēdes nozares daļu. Tomēr to izmanto arī dažādās citās izplatītās datorprogrammās, tostarp: tīmekļa meklētājprogrammās, straumēšanas platformās, tiešsaistes tirgos un InterPlanetary File System (IPFS) tīkla protokolā.


Kā darbojas P2P

Būtībā P2P sistēmu uztur lietotāji izplatītā tīklā. Parasti tiem nav centrālā sistēmas administratora vai servera, jo katram mezglam ir failu kopija — lietotājs un serveris uz citiem mezgliem. Tāpēc katrs mezgls var lejupielādēt failus no citiem mezgliem vai augšupielādēt tajos failus. Tradicionālās serveru sistēmas klienta ierīcei ir nepieciešams lejupielādēt failus no centrālā servera. Šī ir atšķirība starp P2P tīklu un citām tradicionālajām pakalpojumu sistēmām.

P2P tīklā faili, ko koplieto savstarpēji savienotas ierīces, tiek glabāti to cietajos diskos. Izmantojot programmatūras lietojumprogrammas koplietotu datu pārsūtīšanai, lietotāji var arī atrast un lejupielādēt failus citās ierīcēs. Ja lietotājs lejupielādē noteiktu failu, viņš var darboties kā šī faila avots.

Citiem vārdiem sakot, kad mezgls darbojas kā lietotājs, tas lejupielādē failus no citiem mezgliem. Bet, ja tas darbojas kā serveris, citi mezgli var lejupielādēt failus no tā. Faktiski šīs divas funkcijas var veikt vienlaikus (piemēram, lejupielādēt failu A un augšupielādēt failu B).

Tā kā katrs mezgls var uzglabāt, pārsūtīt un saņemt failus, un, pieaugot P2P tīkla lietotāju bāzei, tas kļūst ātrāks un efektīvāks. Izkliedētā struktūra arī padara P2P sistēmu izturīgāku pret tīkla uzbrukumiem. Atšķirībā no tradicionālajiem modeļiem, P2P tīkliem nav neviena atteices punkta.

Pēc tās struktūras mēs varam klasificēt P2P sistēmas, no kurām galvenie trīs veidi ir: nestrukturēts peer-to-peer tīkls, strukturēts vienādranga tīkls un hibrīds vienādranga tīkls.


Nestrukturēts P2P tīkls

Nestrukturēti peer-to-peer tīkli neatklāj mezglu īpašo arhitektūru. Dalībnieki var brīvi sazināties savā starpā. Šīs sistēmas ir izturīgas pret augstfrekvences darbību, kas nozīmē, ka vairāki mezgli, kas bieži ienāk tīklā un iziet no tā, neietekmēs sistēmu.

Lai gan nestrukturētu vienādranga tīklu ir vieglāk iestatīt, tam ir nepieciešami jaudīgāki CPU un atmiņa, jo meklēšanas vaicājumi tiek nosūtīti lielākajam skaitam vienādranga. Īpaši, ja nepieciešamo saturu var nodrošināt neliels mezglu skaits, tīklu pārpludinās liels skaits meklējumu.


strukturēts peer-to-peer tīkls

Atšķirībā no nestrukturētiem vienādranga tīkliem, strukturētiem vienādranga tīkliem ir organizatoriskā struktūra, kas ļauj mezgliem efektīvi meklēt failu pat tad, ja faila saturs netiek plaši izmantots. Lielāko daļu laika meklēšana tiek veikta, izmantojot jaucējfunkcijas, lai palīdzētu veikt meklēšanu datu bāzē.

Relatīvi runājot, strukturēti vienādranga tīkli ir efektīvāki, jo tie var demonstrēt augstāku centralizācijas līmeni un prasa lielāku sākuma kapitālu un uzturēšanas izmaksas. Turklāt strukturētie peer-to-peer tīkli ir mazāk toleranti pret augstfrekvences darbību.


Hibrīds peer-to-peer tīkls

Hibrīdie peer-to-peer tīkli apvieno tradicionālo galvenā-pakalpojuma arhitektūru ar dažām peer-to-peer arhitektūras iezīmēm. Piemēram, tas var izveidot centrālo serveri, lai paātrinātu integrāciju starp punktiem.

Atšķirībā no pārējiem diviem režīmiem hibrīdiem vienādranga tīkliem ir tendence uzlabot vispārējo veiktspēju. Tas apvieno katras metodes priekšrocības, vienlaikus panākot efektivitāti un decentralizāciju.


Distributed VS Decentralized

Lai gan visas vienādranga struktūras ir izplatītas, to decentralizācijas pakāpe ir atšķirīga. Tāpēc ne visi vienādranga tīkli ir decentralizēti.

Patiesībā daudzām sistēmām ir nepieciešama centrālā iestāde, kas vada tīkla darbību, padarot to vairāk vai mazāk centralizētu. Piemēram, dažas vienādranga failu koplietošanas sistēmas ļauj lietotājiem meklēt un lejupielādēt failus no citiem lietotājiem, taču viņi nevar piedalīties tādos procesos kā meklēšanas vaicājumu pārvaldīšana.

Turklāt par dažiem maziem tīkliem, ko kontrolē neliels lietotāju skaits, var arī teikt, ka tie ir ļoti centralizēti, lai gan tiem var nebūt neitrālas infrastruktūras.


Vienādranga loma blokķēdē

Bitcoin sākuma dienās Satoshi Nakamoto to definēja kā "vienādranga elektroniskās kases sistēmu". Bitcoin parādījās sabiedrības acīs kā elektroniskās skaidras naudas veids. To var pārsūtīt starp diviem lietotājiem, izmantojot peer-to-peer tīklu, kurā ir jāizmanto sadalīta virsgrāmata, proti: blokķēde.

Blokķēdē peer-to-peer arhitektūra ļauj pārsūtīt Bitcoin un citas digitālās valūtas savā starpā visā pasaulē, neizmantojot starpniekus un centrālos serverus. Ja kāds lietotājs vēlas piedalīties bloku pārbaudes procesā, viņš var izveidot Bitcoin mezglu.

Tāpēc Bitcoin tīklā nav banku darbību vai darījumu ierakstu. Tā vietā blokķēde kalpo kā elektroniska virsgrāmata, kas publiski reģistrē visas darījumu aktivitātes. Būtībā katram mezglam ir blokķēdes kopija un tas tiek salīdzināts ar citiem mezgliem, lai nodrošinātu datu pareizību. Bitcoin tīkls var ātri iztīrīt visu veidu kļūdas un ļaunprātīgas darbības.

Mezgli blokķēdē var spēlēt dažādas lomas. Piemēram, pilni mezgli pārbauda darījumus, izmantojot konsensa noteikumus, tādējādi nodrošinot tīkla drošību.

Katrs pilnais mezgls uztur pilnīgu, atjauninātu blokķēdes kopiju, ļaujot šīm blokķēdes kopijām darboties kopā, lai pārbaudītu izplatītās virsgrāmatas patieso statusu. Jāatzīmē, ka ne visi verifikācijas mezgli ir kalnrači.


Priekšrocība

Blockchain peer-to-peer arhitektūrai ir daudz priekšrocību. Vēl svarīgāk ir tas, ka salīdzinājumā ar tradicionālo galvenā-pakalpojuma arhitektūru tiešajiem tīkliem ir augstāka konfidencialitāte. Lielākā daļa mezglu ir gandrīz imūni pret pakalpojumu liegšanas (DoS) uzbrukumiem, kas ir apdraudējuši daudzas sistēmas.

Tāpat, tā kā dati tiek pievienoti blokķēdei, kam nepieciešama vairuma mezglu vienprātīga piekrišana, uzbrucējam ir gandrīz neiespējami mainīt datus. Īpaši tādā lielā tīklā kā Bitcoin. Tomēr salīdzinoši nelielas blokķēdes ir neaizsargātas pret uzbrukumiem, jo ​​viena persona vai organizācija bieži kontrolē lielu skaitu mezglu (tas arī ir 51% uzbrukums).

Tāpēc, pamatojoties uz vairuma mezglu vienprātīgu piekrišanu, izplatītais vienādranga tīkls padara blokķēdi izturīgāku pret ļaunprātīgiem tīkla uzbrukumiem. Peer-to-peer modelis ir galvenais iemesls, kāpēc Bitcoin tīkls var sasniegt Bizantijas kļūdu toleranci.

Papildus drošībai peer-to-peer arhitektūra ļauj digitālās valūtas blokķēdes izvairīties no centrālo iestāžu pārbaudes. Atšķirībā no parastajiem bankas kontiem, valdības nevar iesaldēt vai patērēt digitālās valūtas makus. Personīgo maksājumu apstrādes un satura platformas var arī izvairīties no attiecīgiem cenzūras centieniem. Lai izvairītos no trešo pušu iejaukšanās savos maksājumos, daži tiešsaistes tirgotāji ir pieņēmuši digitālās valūtas maksājumu metodes.


ierobežojums

Neskatoties uz iepriekš minētajām priekšrocībām, P2P tīklu izmantošanai blokķēdē ir arī noteikti ierobežojumi.

Tā kā sadalītā virsgrāmata ir jāatjaunina katrā mezglā, darījumu pievienošana blokķēdei prasa milzīgu datora jaudu. Lai gan tas uzlabo drošību, tas arī ievērojami samazina efektivitāti un ir kļuvis par vienu no galvenajiem šķēršļiem blokķēdes tīklu paplašināšanai un popularizēšanai. Tomēr kriptogrāfi un blokķēžu izstrādātāji strādā pie alternatīvām mērogojamības problēmu risināšanai. Daži acīmredzami piemēri ir “zibens tīkls”, “Ethereum Plasma” un “Mimblewimble protokols”.

Vēl viens potenciāls ierobežojums attiecas uz iespējamiem uzbrukumiem cietās dakšas laikā. Tā kā lielākā daļa blokķēžu ir decentralizētas un atvērtā koda, mezgli var brīvi kopēt un modificēt kodu un atdalīties no galvenās ķēdes, tādējādi veidojot jaunus paralēlus tīklus. Cietās dakšas ir pilnīgi normālas un nerada draudus. Taču abas ķēdes var būt neaizsargātas pret atkārtotu uzbrukumu atkārtošanos, ja netiek pareizi izmantoti noteikti drošības pasākumi.

Turklāt P2P tīklu izplatītais raksturs padara tos salīdzinoši grūti kontrolējamus un regulējamus. Šī problēma neaprobežojas tikai ar blokķēdi, dažas P2P lietojumprogrammas un uzņēmumi ir iesaistīti arī nelikumīgās darbībās, piemēram, pārkāpumos.


Apkopojiet

Vienādranga arhitektūru var izstrādāt un izmantot daudzos dažādos aspektos, un tās galvenā pozīcija blokķēdē veicināja arī digitālo valūtu rašanos. Izplatot darījumu virsgrāmatu pa lielu mezglu tīklu, vienādranga arhitektūra nodrošina drošības, decentralizācijas un aizsardzības pret regulēšanu priekšrocības.

Papildus priekšrocībām blokķēdes tehnoloģijā, P2P sistēmas var izmantot arī citās izplatītās skaitļošanas lietojumprogrammās, sākot no failu koplietošanas tīkliem līdz enerģijas tirdzniecības platformām.