Блокчейн
Понравилась статья? Поделись:
Блокчейн (blockchain или block chain – «цепочка блоков») – публичная база всех транзакций, когда-либо совершенных в системе Bitcoin. Используя эту базу, каждый пользователь имеет возможность узнать, какое количество Bitcoin принадлежало какому-либо конкретному адресу в определенный отрезок времени. База поддерживается с помощью распределённых усилий множества майнеров.
Содержание
Технология Блокчейн [ править ]
Каждый созданный блок содержит хэш предыдущего. Таким образом создается цепочка блоков, которая берет начало от так называемого genesis block (первый блок в системе Bitcoin) до последнего найденного системой блока. Редактировать информацию в блоке, который находится в цепи уже продолжительное время – не практично, так как в таком случае так же пришлось бы редактировать информацию во всех последующих блоках. Благодаря этим свойствам double-spending атака (повторная трата уже израсходованных средств) в системе bitcoin практически не выполнима.
Честные майнеры всегда строят свой блок на последнем существующем, ссылаясь на него. Продолжение цепи считается действительным только если в нем есть информация о всех предыдущих звеньях цепи и начинается оно с genesis block.
Принцип работы технологии блокчейн можно сравнить с работой сети Интернет. Вы размещаете в сети какую-либо информации, и пользователи Интернета могут получить к ней доступ независимо от места своего нахождения. Так и здесь: информацию, содержащуюся в блоке цепочки, могут получить все пользователи сети, которые имеют к ней доступ, в любой точке мира. Чтобы получить доступ к этой информации, вы должны иметь специальный закрытый ключ, который создан согласно криптографическому алгоритму. Это делает хранение данных в цепочке блокчейн защищённым и полностью безопасным.
Чтобы передать кому-либо денежную сумму, хранящуюся в блоке цепочки, достаточно передать пользователю системы этот закрытый ключ. В обороте биткоинов такой закрытый ключ открывает доступ к адресу, по которому хранится определённая сумма в криптовалюте и представляет собой финансовую ценность. По сути это способ регистрации произведённых в криптовалюте транзакций, которую в обычной жизни производит банковская система.
Посредством внедрения технологии блокчейн между пользователями сети устанавливаются доверительные отношения, ведь не имея соответствующего ключа никто не сможет внести изменения в цепочку из блоков. Любые неподтвержденные закрытыми ключами изменения отклоняются системой. Теоретически, закрытый ключ может быть украден. Но защитить его от такой вероятности с помощью нескольких строчек компьютерного кода не представляет особой сложности. Защитить же от кражи физическую валюту гораздо сложнее.
Алгоритм Blockchain [ править ]
Алгоритм работы системы блокчейн заключается в процессе шифрования данных (хешировании), который осуществляет компьютерная сеть, состоящая из большого количества компьютеров. Данные распределяются между участниками сети по принципу торрентовой раздачи файлов.
Компьютеры производят расчёты, получают определённый результат и присваивают блоку данных уникальную подпись (сигнатуру) – это что-то вроде отпечатка пальца. Реестр обновляется и образовывается новый блок данных, изменить которые в дальнейшем будет невозможно. А значит, невозможно будет их подделать. Единственная возможная в блоке операция – это добавление в него новых записей. Реестр обновляется одновременно на всех компьютерах сети.
История [ править ]
Концепция блокчейна была предложена Сатоши Накамото в 2008-ом году. Впервые реализована она была в 2009-ом году в качестве компонента криптовалюты – биткоина. В этом случае с помощью технологии блокчейн регистрировались все транзакции, производимые с биткоинами. Именно блокчейн позволил исключить из системы оборота биткоинов третью сторону – центральный сервер, банк или другой авторитетный орган.
Форки в Blockchain [ править ]
Блоки, которые не являются частью главной block chain, не используются. Так же за них не начисляется награда. Такие блоки называются «orphan-блоки» («орфаны»). Так как в блоке может быть ссылка только на один предшествующий блок, объединить 2 различные цепи невозможно.
Блокчейн-проекты [ править ]
Классификация блокчейнов [ править ]
Изначально блокчейн-технология предполагает полную свободу и независимость цепи, в которой нет единого администратора. Однако интерес к новой технологии со стороны крупных компаний и финансовых институтов привел к появлению более централизованных форм блокчейна, когда при сохранении распределенных данных присутствует централизованная система контроля.
Такие трансформации позволяют говорить о разных видах блокчейна:
Они отличаются уровнем доступа к информации участников блокчейн-сети, а также их возможностью влиять на ее развитие.
Публичный Blockchain [ править ]
К публичному блокчейну (public blockchain) может получить доступ любой человек в мире. Это означает, что он может отправлять транзакции и ожидать их включения, если они действительны, а также участвовать в процессе консенсуса, то есть определения того, какие блоки добавятся в цепочку.
В отличие от обычных экономических систем, которые жестко регламентированы и так или иначе управляются централизованно, публичные блокчейны защищены принципами криптоэкономики. Криптоэкономика основана на сочетании экономических стимулов и криптографической проверки данных. Согласно этим принципам, влияние на консенсус при принятии решения пропорционально объему экономических ресурсов.
Такие системы обычно считаются «полностью децентрализованными».
Блокчейн, принадлежащий консорциуму [ править ]
Консорциумные блокчейны (consortium blockchains) контролируются заранее выбранным набором узлов. Виталик Бутерин в качестве примера приводит систему из 15 финансовых учреждений, каждое из которых управляет узлом, и 10 из которых должны подтвердить каждый блок, чтобы его признали действительным и добавили в цепь.
Право читать блок-цепочку может быть общедоступным, либо ограничено участниками. Возможны «гибридные» системы, когда корневые хэши блоков являются общедоступными, но все члены блокчейна могут совершать лишь ограниченное число запросов и подтверждений транзакций некоторых частей блокчейна.
Такие цепи можно назвать «частично децентрализованными».
Частный блокчейн [ править ]
Полностью частный блокчейн (fully private blockchains) — это цепочка блоков, в которой запись новых блоков закреплено только за одной организацией. Разрешение на чтение может быть общедоступным или ограничено в той или иной степени.
Возможны дополнительные опции, как управление базами данных, аудит и т. д. внутри одной компании, когда во многих случаях общедоступность окажется не нужной. Хотя без нее не обойтись, когда требуется публичный отчет о деятельности.
Применение технологии [ править ]
Блокчейн – это база данных, которая представляет собой цифровой реестр осуществлённых сделок, транзакций, выполненных контрактов. Иными словами, с помощью сети блокчейн можно хранить любые данные, которые нуждаются в отдельной записи и возможности проверки в будущем – начиная от кредитов и заканчивая учётом заключения и расторжения браков.
Преимущество хранения данных таким образом заключается в том, что реестр данных распределён по сотням и тысячам компьютеров всего мира, а не хранится на каком-то одном сервере. Благодаря этому информация, хранящаяся в реестре, остаётся прозрачной и всегда актуальной для всех пользователей этой сети.
Ещё один способ использования сети блокчейн – это заключение контрактов и договоров, которые не требуют участия юристов и бюрократической волокиты. Кроме того, с помощью этой технологии очень удобно подтверждать авторские права художникам и творческим людям. Иными словами, применить технологию блокчейн сегодня можно в самых различных сферах – от торговли до голосований на выборах.
Технология распределенного реестра уже сегодня активно используется многими компаниями в разных государствах. С помощью блочной цепи решаются самые серьезные задачи, и очень скоро мы окажемся свидетелями ее глобального продвижения. Ведь некоторые отрасли благодаря внедрению блокчейна уже сегодня преобразовались, став более эффективными и безопасными.
В первую очередь, блокчейн был испытан в сфере государственных услуг и документооборота. В штате Флорида ведомство, занимающееся сборами налогов, совместно с платформой BitPay начала осуществлять прием транзакций в Биткоинах и Bitcoin Cash. Таким образом, граждане США могут оплатить сборы за водительские права, имущество и другие документы в цифровых монетах.
Национальное агентство публичного реестра Грузии, на своем сайте, предложило посетителям ряд блокчейн-опций, среди которых есть возможность заказывать выписку по существующим объектам недвижимости. В течение нескольких месяцев данная услуга успешно предоставляется и имеет спрос среди населения, что доказывает эффективность применения технологии блокчейн.
Крупную сделку осуществили голландский банк ING Bank и международный финансовый конгломерат HSBC. При доставке товара из Аргентины в Малайзию была применена технология блокчейн в рамках платформы R3 Corda. Это позволило исключить необходимость оформления каких-либо разрешений и документов. В России подобную сделку осуществили Альфа-банк и авиаперевозчик S7. Благодаря мгновенному обновлению информации в сети финансовые операции станут быстрее и безопасней.
Перспективы [ править ]
Делиться информацией в сети Интернет сегодня привычное дело для каждого. Однако, когда дело касается осуществления валютных операций или передачи каких-либо других ценностей, мы обращаемся к централизованной финансовой системе – банкам. И, несмотря на то, что сегодня существуют различные электронные способы оплаты (PayPal, WebMoney, ЯндексДеньги), использовать их в отрыве от банковской системы не представляется возможным – для обналичивания денежных средств вам всё равно понадобится кредитная карта или расчётный счёт.
Благодаря технологии блокчейн можно избавиться от участия в финансовых операциях третьих сторон (в данном случае, банков). В системе блокчейн успешно реализована возможность подтверждения подлинности личности, регистрации сделок и заключения контрактов. На сегодняшний день самым большим рынком по капитализации является рынок финансовых услуг, поэтому данные функции блокчейна имеют огромное значение. Если переложить на блокчейн хотя бы часть работы этой системы, эффективность финансовых услуг значительно повысится.
Возможность заключения контрактов принесёт большую пользу в нефинансовую сферу. С помощью блокчейн можно будет вводить в оборот новые криптовалюты, хранить любые виды информации, а также контролировать использование интеллектуальной собственности. Всё это делает возможности применения механизма блокчейн в будущем очень перспективными и практически бесконечными.
Что такое Блокчейн?
Блокчейн дает нам технологию для безопасного перемещения информации, и дает почти полную уверенность в подлинности любой части информации, которую вы хотите защитить. Пока еще блокчейн использует лишь 1% населения мира. Рассмотрим, почему эта технология может покорить мир.
Краткие определения Блокчейна
– это технология хранения данных, которые хранятся в цепочке последовательно связанных блоков на компьютерах. Каждый блок содержит уникальный код, называемый хешем. Он также содержит хэш предыдущего блока в цепочке. После того, как запись добавлена в цепочку, ее невозможно изменить. Отсюда и название block (блок) и chain (цепочка).
— это базовая технология, на которой работают многие криптовалюты, такие как Биткойн и Эфириум, однако его уникальный способ безопасной записи и передачи информации имеет более широкое применение за пределами криптовалюты.
— это разновидность распределенного реестра. Технология распределенного реестра (DLT) позволяет вести учет на нескольких компьютерах, известных как «узлы» или «ноды». Любой пользователь блокчейна может быть узлом, но для работы требуются большие мощности компьютера. Блокчейны бывают открытые (общедоступные) и закрытые.
Суть:
Как используется блокчейн?
Технология блокчейн используется для множества различных целей, от предоставления финансовых услуг до администрирования систем голосования. Рассмотрим реальные примеры использования.
Криптовалюта
Чаще всего блокчейн сегодня используется в качестве основы криптовалют, таких как Биткойн или Эфириум. Когда люди покупают, обменивают на биржах или тратят криптовалюту, транзакции записываются в блокчейн. Чем больше людей используют криптовалюту, тем более распространенным может стать блокчейн.
«Поскольку криптовалюты волатильны, они пока мало используются для покупки товаров и услуг. Но это меняется, поскольку PayPal, Square и другие предприятия, предоставляющие денежные услуги, делают услуги цифровых активов широко доступными для поставщиков и розничных клиентов»,
— отмечает Патрик Догерти, старший партнер Foley & Lardner и руководитель целевой группы компании по блокчейну.
Банковское дело
Помимо криптовалюты, блокчейн используется для обработки транзакций в фиатной валюте, такой как доллары и евро. Это может быть быстрее, чем отправка денег через банк или другое финансовое учреждение, поскольку транзакции могут быть проверены быстрее и обработаны вне обычных рабочих часов.
Передача активов
Блокчейн также можно использовать для записи и передачи прав собственности на различные активы. В настоящее время это очень популярно с цифровыми активами, такими как NFT, представление собственности на цифровое искусство и видео.
Однако блокчейн также можно использовать для обработки прав собственности на реальные активы, например, на недвижимость. Обе стороны сначала будут использовать блокчейн, чтобы убедиться, что одна из них владеет недвижимостью, а другая имеет деньги для покупки; затем они могли завершить сделку и записать продажу в блокчейн.
Используя этот процесс, они могли передать право собственности без ручного представления документов для обновления данных в местном реестре. Данные будут мгновенно обновлены в блокчейне.
Смарт-контракты
— заявил К. Нил Грей, партнер в области финансовых технологий в Duane Morris LLP.
«Правильно составленный смарт-юридический контракт в распределенном реестре может свести к минимуму или, что предпочтительнее, устранить необходимость в проверке данных внешними третьими сторонами».
Мониторинг цепочек поставок
Цепочки поставок включают в себя огромные объемы информации, особенно когда товары перемещаются из одной части мира в другую. При использовании традиционных методов хранения данных может быть сложно отследить источник проблем, например, от поставщика некачественных товаров.
Хранение этой информации в блокчейне упростит возврат и мониторинг цепочки поставок, например, с IBM Food Trust, которая использует технологию блокчейн для отслеживания продуктов питания от сбора урожая до потребления.
Голосование
Эксперты ищут способы применить блокчейн для предотвращения мошенничества при голосовании. Теоретически голосование с помощью блокчейна позволит людям подавать голоса, которые нельзя будет подделать, а также избавит людей от необходимости вручную собирать и проверять бумажные бюллетени.
Преимущества блокчейна
Более высокая точность транзакций
Поскольку транзакция блокчейна должна проверяться несколькими узлами, это может уменьшить количество ошибок. Если у одного узла есть ошибка в базе данных, другие узлы это увидят и не допустят ошибку.
Напротив, в традиционной базе данных, если кто-то допустит ошибку, вероятность ее повторения может быть выше. Кроме того, каждый актив индивидуально идентифицируется и отслеживается в реестре блокчейна, поэтому нет шансов провести так называемые двойные расходы (например, если человек овердрафирует свой банковский счет, тем самым тратя деньги дважды).
Нет необходимости в посредниках
Используя блокчейн, две стороны транзакции могут подтвердить и завершить что-то, не работая через третью сторону. Это экономит время, а также затраты на оплату услуг такого посредника, как банк.
Дополнительная безопасность
Теоретически децентрализованная сеть, такая как блокчейн, делает практически невозможным совершение мошеннических транзакций. Чтобы ввести поддельные транзакции, им нужно будет взломать каждый узел и изменить каждую «книгу».
Многие системы блокчейнов криптовалюты используют методы проверки транзакций с помощью алгоритмов «подтверждения доли владения» или «доказательства работы», которые затрудняют добавление мошеннических транзакций.
Более эффективные переводы
Поскольку блокчейны работают круглосуточно и без выходных, люди могут более эффективно осуществлять переводы финансовых средств и активов, особенно на международном уровне. Им не нужно несколько дней ждать, пока банк или правительственное учреждение подтвердят все вручную.
Недостатки блокчейна
Лимит транзакций в секунду
Учитывая, что блокчейн зависит от более крупной сети для утверждения транзакций, существует предел скорости его перемещения.
Например, Ethereum может обрабатывать только 20 транзакции в секунду против 1700 транзакций в секунду с Visa. Кроме того, увеличение количества транзакций может вызвать проблемы со скоростью сети. Пока это не улучшится, масштабируемость будет проблемой.
Высокая стоимость энергии
Работа всех узлов для проверки транзакций требует значительно больше электроэнергии, чем одна база данных или электронная таблица. Это не только делает транзакции на основе блокчейнов более дорогими, но также создает большое углеродное бремя для окружающей среды.
Из-за этого некоторые лидеры отрасли начинают отходить от определенных технологий блокчейна, таких как Биткойн: например, Илон Маск недавно заявил, что Тесла перестанет принимать Биткойн отчасти потому, что он обеспокоен ущербом для окружающей среды.
Риск потери активов
Некоторые цифровые активы защищены с помощью приватного ключа. Вам нужно тщательно охранять этот ключ.
— говорит Грей. Поскольку система децентрализована, вы не можете позвонить в центральный орган, например, в банк, с просьбой восстановить доступ.
Возможность незаконной деятельности
Децентрализация блокчейна добавляет больше конфиденциальности и анонимности (см. список анонинмых криптовалют), что, к сожалению, делает его привлекательным для преступников. Отследить незаконные транзакции в блокчейне сложнее, чем через банковские транзакции, привязанные к имени.
Как работает Блокчейн
Как упоминалось выше, узлы или «ноды» проверяют, утверждают и хранят данные в бухгалтерской книге. Это отличается от традиционных методов ведения документации, при которых данные хранятся в централизованном месте, например, на компьютерном сервере.
Блокчейн организует информацию, добавленную в реестр, в блоки или группы данных. Каждый блок может содержать только определенный объем информации, поэтому новые блоки постоянно добавляются в реестр, образуя цепочку.
После того, как информация добавлена в цепочку блоков и зашифрована хешем, она становится постоянной и неизменной.
Каждый узел имеет свою собственную запись полной временной шкалы данных в блокчейне, начиная с ее начала. Если кто-то подделал или взломал один компьютер и манипулировал данными для собственной выгоды, это не изменило бы информацию, хранящуюся на других узлах. Измененную запись легко отличить и исправить, так как она не соответствует большинству.
Пример работы
Вот пример того, как блокчейн используется для проверки и записи биткойн-транзакций.
Данные транзакции (TXID) отправляются через децентрализованную сеть узлов Биткойна.
Узлы подтверждают транзакцию.
После утверждения транзакция группируется с другими транзакциями для формирования блока, который добавляется к постоянно растущей цепочке транзакций.
Завершенный блок зашифрован, а запись транзакции является постоянной; его нельзя удалить или изменить в блокчейне.
В техническом плане блокчейн работает следующим образом:
Поступление информации (info) в блокчейн.
Информация может быть: финансовой операцией (например, подтверждение транзакции), идентификацией пользователя (например, вход в социальную сеть) и др. Это зависит от идеи создания блокчейна. 1 блокчейн = 1 вид информации.
Проверка и подтверждение истинности информации.
Когда в блокчейн поступает новая информация, её должны проверить на истинность и подтвердить все пользователи блокчейна (в качестве пользователей выступает подключенное к блокчейну оборудование, поэтому все операции выполняются мгновенно). В майнинге проверка и подтверждение информации, влекущие за собой создание блока, могут осуществляться двумя принципиально разными способами: это PoS и PoW. Подробнее читайте здесь.
Создание блока.
Как только все пользователи блокчейна подтвердили истинность информации, создаётся блок, включающий в себя несколько единиц информации (например, несколько транзакций). Каждый блок несет в себе не только поступившую информацию, но метку времени и ссылку на предыдущий блок, то есть содержимое каждого блока можно будет проверить. Это обеспечивает постоянство каждого блока, то есть блок нельзя будет изменить.
Включение нового блока в цепочку.
Новый блок последовательно присоединяется к цепочке таких же блоков. Цепочка блоков содержит информацию обо всех совершённых когда-либо операциях в базе.Вся цепочка с одним и тем же набором информации хранится у каждого участника блокчейна на множестве компьютеров по всему миру.
Изображение увеличивается по клику
Особенность технологии блокчейн в том, что информация хранится не на одном сервере, а на разных, не связанных между собой – такая система называется децентрализованной, то есть не имеющей общего центра.
По своей сути технология блокчейн похожа на Интернет: пользователь размещает информацию, её проверяют, к проверенной информации есть доступ у всех пользователей. Переписать информацию в блоке нельзя, так как изменение любого блока приведет к изменениям во всей цепочке, а так как цепочка хранится на множестве компьютеров, информация в ней будет отличаться, и другие участники цепочки просто ее проигнорируют (для них она будет неверной).
Другими словами, подлинность каждого блока проверяется по каждой цепочке блоков на каждом компьютере. Это обуславливает то, что блокчейн невозможно взломать.
На технологии блокчейн работают все криптовалюты, проводятся финансовые операции с реальными деньгами в банках и многое другое. Данная технология, хоть и имеет ряд недочетов, но её ждет большое будущее, так как создаются специальные центры по её разработке и совершенствованию. Блокчейн прочно входит в мировые сообщества.
Базы данных блокчейна
В чем разница между тем, кто использует электронную таблицу для хранения информации, а не базу данных?
Электронные таблицы предназначены для одного человека или небольшой группы людей, чтобы хранить и получать доступ к ограниченным объемам информации. В отличие от этого, база данных предназначена для размещения значительно больших объемов информации, которые могут быть доступны, отфильтрованы и обработаны быстро и легко любым количеством пользователей одновременно.
Большие базы данных достигают этого, размещая данные на серверах, которые сделаны из мощных компьютеров. Эти серверы иногда могут быть построены с использованием сотен или тысяч компьютеров, чтобы иметь вычислительную мощность и емкость памяти, необходимые для одновременного доступа многих пользователей к базе данных. Хотя электронная таблица или база данных могут быть доступны любому количеству людей, они часто принадлежат бизнесу и управляются назначенным лицом, которое имеет полный контроль над тем, как она работает и какие данные в ней хранятся.
Структура хранения в блокчейне
Одним из ключевых различий между типичной базой данных и блокчейном является способ структурирования данных. Блокчейн собирает информацию вместе в группы, также известные как блоки, которые содержат наборы информации.
Блоки имеют определенную емкость хранения и при заполнении привязываются к ранее заполненному блоку, образуя цепочку данных, известную как «Блокчейн». Вся новая информация, которая следует за этим недавно добавленным блоком, компилируется во вновь сформированный блок, который затем также будет добавлен в цепочку после заполнения.
База данных структурирует свои данные в таблицы, в то время как блокчейн, как следует из его названия, структурирует свои данные в куски (блоки), которые соединены вместе. Получается, что все блокчейны являются базами данных, но не все базы данных являются блокчейнами.
Эта система также по своей сути создает необратимую временную шкалу данных при реализации в децентрализованном характере. Каждый блок в цепочке получает точную метку времени, когда он добавляется в цепочку.
Децентрализация в блокчейне
Для понимания блокчейна поучительно рассмотреть его в контексте того, как он был реализован Биткойном. Подобно базе данных, Биткойну нужен набор компьютеров для хранения его цепочки блоков.
Представьте себе, что компания владеет сервером, состоящим из 20 000 компьютеров с базой данных, содержащей всю информацию об учетной записи ее клиентов. У этой компании есть серверная, содержащий все эти компьютеры под одной крышей, и она полностью контролирует каждый из этих компьютеров и всю информацию, содержащуюся на них.
Точно так же Биткойн состоит из тысяч компьютеров, но каждый компьютер или группа компьютеров, на которых хранится его блокчейн, находятся в разных географических местах, и все они управляются отдельными людьми или группами людей. Эти компьютеры, составляющие сеть Биткойна, называются узлами.
В этой модели блокчейн Биткойна используется децентрализованно. Однако частные централизованные блокчейны, в которых компьютеры, составляющие его сеть, принадлежат и управляются одним объектом, все же существуют.
Если один узел имеет ошибку в своих данных, он может использовать тысячи других узлов в качестве контрольной точки для исправления себя. Таким образом, ни один узел в сети не может изменять информацию, хранящуюся в нем. Из-за этого история транзакций в каждом блоке, составляющем цепочку биткойнов, необратима.
Если один пользователь вмешивается в запись транзакций Биткойна, все другие узлы будут ссылаться друг на друга и легко определить узел с неверной информацией. Эта система помогает установить точный и прозрачный порядок событий.
Для Биткойна эта информация представляет собой список транзакций, но также возможно, что блокчейн может хранить различную информацию, такую как юридические контракты, идентификационные данные государства или инвентарь продукции компании.
Чтобы изменить способ работы этой системы или информацию, хранящуюся в ней, большая часть вычислительной мощности децентрализованной сети должна будет согласовать указанные изменения. Это гарантирует, что любые происходящие изменения отвечают интересам большинства.