April 8, 2023

Основы компьютерных наук: Блокчейн Компьютеры

Что такое блокчейн-компьютер и что делает его особенным? Как Vitalik Buterin
создал Ethereum на основе Bitcoin? Почему Ethereum - это мировой компьютер?

В этой теме есть ответы!

Ethereum зовет нас всех по-разному. Кого-то зовет децентрализация, кого-то - нереальное богатство; у каждого свои причины.

Лично я услышал песню сирены Всемирного компьютера, и меня привлекает будущее, которое мы построим на его основе.

Но не все понимают метафору "Всемирный компьютер". Криптовалюты развиваются так невероятно быстро (и по своей природе замутнены иллюзорными представлениями о богатстве поколений), что легко упустить то, что делает Ethereum таким особенным.

Давайте вернемся к основам информатики.


Машина состояний (state machine) - это математическая модель вычислений с двумя основными компонентами:

  • состояние, конфигурация системы в определенный момент времени
  • транзакция, набор инструкций для изменения состояния

Машина работает, применяя функцию перехода состояний:

ВХОДНЫЕ ДАННЫЕ: текущее состояние и ожидающая транзакция

ВЫХОД: новое состояние машины.

В приведенном выше примере транзакция описывает, какие цвета нужно изменить, а функция перехода состояния выполняет фактическое изменение.


Модель машины переходов состояния предоставляет простую структуру для разделения вычислений на пошаговый процесс.

Теперь давайте применим этот концепт к Bitcoin.


В своей основе Bitcoin можно описать как систему перехода состояний, функционирующую аналогично простой банковской системе.

Состояние - балансовый отчет

Транзакция - запрос на перевод $X от A к B

Функция перехода состояния - уменьшить счет A на $X, добавить $X на счет B

Хотя Bitcoin может обеспечивать выполнение простых скриптов, язык имеет ряд критических ограничений. На практике подавляющее большинство действий заключается в сложении, вычитании и управлении балансами счетов.

Проще говоря, Bitcoin можно считать специализированным компьютером, способным только управлять балансами.

Описывая его как систему переходов между состояниями, это специализация (ограничение) заметна в простейших и неуклонных возможностях функции перехода между состояниями.


В 2009 году Сатоши Накамото объединил исследования в области криптографии с открытым ключом с новшествами в алгоритмах консенсуса для создания Bitcoin.

Мы обсудили вычислительные возможности биткоина - мягко говоря, не самые впечатляющие.

Впечатляющим является то, что это происходит в сети без доверия

Мы избежим соблазна углубиться в консенсус в этой теме - ниже приведен ресурс для любопытных.

На данный момент системы консенсуса заменяют формальный барьер участия экономическим. Результатом является децентрализованная, прозрачная и справедливая платформа.

The Ethereum Blockchain


Подумайте об этом так: компьютеры на блокчейне являются машинами состояний, управляемыми децентрализованной сетью недоверительных компьютеров.

Bitcoin имеет очень простую функцию перехода между состояниями: управление балансами. Возникает очевидный вопрос...

Может ли функция перехода между состояниями делать больше?

Ответ категорический: ДА! На самом деле, правильная функция перехода между состояниями способна на универсальные вычисления!

Машина Тьюринга, названная в честь математика Алана Тьюринга, является машиной состояний, способной (математически доказано) моделировать любой компьютерный алгоритм.

Любая вычислительная система может быть описана с помощью машины состояний. Тщательный анализ этой машины состояний позволит проверить, можно ли использовать систему для моделирования машины Тьюринга.

Если это возможно, мы называем систему Тьюринг-полной; она способна на универсальные вычисления.

Основы компьютерных наук: Машины Тьюринга и полнота Тьюринга.


Bitcoin является машиной состояний для децентрализованной банковской системы. Его возможности ограничены языком функции перехода между состояниями.

Если Биткоин специализирован, то Ethereum универсален.

Solidity, язык Ethereum, является Тьюринг-полным.


Ethereum Машина Состояний

Состояние - статус всех аккаунтов Ethereum

Транзакция - типичная криптовалютная транзакция с необязательным полем данных, доступным программно для смарт-контрактов

Функция перехода состояний - код, выполняемый EVM

Ethereum гораздо сложнее, чем Bitcoin , это видно даже на этих упрощенных схемах.

Но если отойти на шаг назад, картина становится яснее: и Ethereum, и Bitcoin являются блокчейн-компьютерами; Bitcoin - это как калькулятор, Ethereum - как Macbook.


В итоге, Bitcoin и Ethereum следует рассматривать как следующий этап в развитии компьютерных технологий.

Сначала были персональные компьютеры. Затем - облачные вычисления.

Биткоин - это первый специализированный пример совместного использования вычислительных ресурсов.

Ethereum - это Мировой Компьютер.


Ethereum : Всемирный Компьютер
Основы компьютерных наук: Машины Тьюринга и полнота Тьюринга.
Виртуальная машина Ethereum (EVM)
Консенсус Ethereum
Введение в MEV
The Ethereum Blockchain



Канал про DeFi

Чат defi degens
Чат по SocialFi, On chain games, Narrative trading