Механізми інтеграції блокчейнів між собою

Abstract

Розглянуто необхідність інтеграції блокчейнів між собою та проблеми, які виникають на цьому шляху. Розглянута ідея транспортування біткоїнів шляхом знищення їх на одному блокчейні та створення відповідної вартості на іншому блокчейні. Наведено стислий опис таких понять як біткоїн транзакція та біткоїн блок. Детально описано структуру даних «дерево Меркла» (Merkle Tree), як її внутрішню організацію, так і її переваги. Наведено алгоритм побудови «дерева Меркла» (Merkle Tree) для блоку транзакцій та принцип побудови та верифікації «шляху Меркла» (Merkle Path) для заданої транзакції. Описано поняття «доказ роботи» (Proof Of Work) як з технічної, так і з економічної точки зору. Вперше запропоновано детальний алгоритм транспортування біткоїнів з одного блокчейну на інший, що, здебільшого, базується на структурі даних «дерево Меркла» та ідеї «доказу роботи». Наведені та роз’яснені основні чотири етапи цього алгоритму. Наведена схема транзакції, що знищує один біткоїн, розглянуто її сценарій блокування (locking script). На реальному прикладі проілюстровано створення та перевірку доказу існування (proof of existence) транзакції на основі дерева Мерк-ла. Наведено детальну схему транзакції на допоміжному блокчейн з її основними елементами, а саме: ланцюг заголовків блоків (над якими виконана певна кількість доказу роботи), доказ існування на ос-нові дерева Меркла, закодована транзакція з біткоїн блокчейну. Також наведені зв’язки між цими елементами та розглянуто алгоритм формування вищезгаданої транзакції. Покроково розглянуто алгоритм валідації транзакції на допоміжному блокчейні з погляду смарт-контракту, що має бути розгорнутий на допоміжному блокчейні. Описано недоліки ідеї інтеграції блокчейнів між собою як з технічної точки зору, так і з точки зору UI/UX для кінцевого користувача.

This paper considers the need for blockchain integration and the problems that arise along the way. The idea of transporting bitcoins by destroying them on one blockchain and creating a corresponding value on another blockchain is considered. A brief description of such concepts as bitcoin transaction and bitcoin block is given. The Merkle Tree data structure, its internal organization, and its benefits are described in detail. The algorithm for constructing a “Merkle Tree” for a block of transactions and the principle of constructing and verifying a “Merkle Path” for a given transaction are presented. Describes what is behind the concept of "proof of work" (Proof of Work) from both a technical and economic point of view. For the first time, a detailed algorithm for transporting bitcoins from one blockchain to another was proposed, which is mostly based on the data structure of the "Merkle tree" and the idea of "proof of work". The four main stages of this algo-rithm are given and explained. The scheme of the transaction destroying one bitcoin is resulted, its locking script is consid-ered. A real example illustrates the creation and verification proof of existence of a transaction based on the Merkle tree. Given the detailed scheme of the transaction on the auxiliary blockchain, with its basic elements, namely: a chain of block headers, proof of existence based on the Merkle tree, encoded transaction from bitcoin blockchain. The connections between these elements are given and the algorithm of formation of the above-mentioned transaction is considered. The algorithm of transac-tion validation on the auxiliary blockchain from the point of view of the smart contract is considered step by step. The disadvantages of the idea of integrating blockchains with each other are described.