Блокчейн: как он работает, и почему эта технология изменит мир
Портал Spectrum, который освещает новости в мире технологий, опубликовал материал о блокчейн. В этой статье рассказано, какие есть подводные камни в работе технологии и почему её нельзя использовать повсеместно. Мы подготовили русскоязычную адаптацию этой статьи.
Развитие технологии
Биткоин был придуман как акт неповиновения. Криптовалюта появилась вскоре после мирового экономического кризиса и рекламировалась, как средство от несправедливости и коррумпированности традиционной финансовой системы. Создатели были уверены, что когда биткоин станет более популярным, он будет конкурировать с реальными деньгами и в конечном итоге вытеснит те институты, которые привели к кризису.
Неофициальный лозунг биткоина: «Верим в криптографию», прямо говорит о том, кто виноват в проблемах экономики: посредники, банкиры, «доверенные» третьи стороны, которым на самом деле нельзя доверять. Эти люди просто создают проблемы другим, уменьшая прибыль и усложняя транзакции.
Биткоин стремился заменить услуги, предоставляемые этими посредниками с помощью специального кода и криптографии. Когда человек оплачивает ипотеку, между его банком и другими финансовыми организациями в фоновом режиме происходит ряд операций, благодаря которым деньги снимаются со счёта пользователя. Банк может поручиться, что с деньгами всё хорошо, так как он хранит информацию о том, куда и как была потрачена каждая копейка со счета.
Биткоин и другие криптовалюты заменяют эти фоновые операции и транзакции при помощи программного обеспечения — распределенной и защищенной базы данных, называемой блокчейном. При этом процесс смены владельцев токена биткоина контролируют множество компьютеров. Право на использование криптовалюты может быть передано абсолютно любому человеку, независимо от его национальности и места проживания.
Спустя 8 лет после создания блокчейна, технологию пытаются применить к процедурам и процессам не связанным с передачей денежных средств.
Может ли блокчейн связать людей, которые сдают жильё, с путешественниками и предложить сторонам прозрачную платформу для оплаты? Может ли блокчейн выступать в качестве хранилища и площадки для воспроизведения фильмов, шоу и других цифровых средств массовой информации, сохраняя при этом отчисления и передавая их создателям контента? Может ли блокчейн автоматически проверять авиарейсы и выплачивать компенсации путешественникам, чьи самолёты не вылетели вовремя?
Если это так, то технология блокчейн поможет избавиться от Uber, Netflix и, например, страховых компаний.
Это не предположения, а лишь некоторые вещи, которые сейчас строятся на Ethereum — блокчейн-платформе, которая дистанционно размещает программное обеспечение на распределенной компьютерной системе, называемой Ethereum Virtual Machine. Блокчейн Ethereum, на котором работает криптовалюта эфир, на данный момент наиболее открыт для экспериментов.
Но эта открытость не всегда играет на руку. Новые схемы блокчейна создаются каждый день, в том числе и крупнейшими техническими корпорациями. Microsoft предлагает своим клиентам инструменты для экспериментов с криптовалютой в своем облаке Azure. IBM, Intel и другие сотрудничают с хабом Hyperledger — открытой платформой для разработки бизнес-ориентированных блокчейнов. Крупнейшие банки, — те самые, которых хотели вытеснить создатели криптовалюты, — придумали свою версию технологии, пытаясь опередить тенденции.
И даже биткоин, который работает на первом и самом успешном блокчейне, модернизируется для приложений, о которых его создатели никогда не мечтали.
Но ни один блокчейн не может похвастаться массовым использованием. Никакая концепция или стратегия еще не привела к революции ни в одной отрасли. Биткоином пользуется не более чем 375 000 человек в мире в день.
Какие блокчейн-платформы сохранятся, а какие начнут медленно опускаться на дно? Чтобы сделать какой-либо прогноз, нужно понять, что такое блокчейн и логически соотнести его с биткоином.
Как работает блокчейн
В 2009 году анонимный хакер (или группа хакеров), под псевдонимом Сатоши Накамото, создал первую цифровую валюту. В этой системе деньги были лишь инструментом учета, методом абстрагирования стоимости, назначения собственности и предоставления средств для совершения сделок.
Для выполнения этих функций исторически использовались денежные средства. Обладание физическими токенами — монетами, позволяет людям лично заключать сделки между собой. Наличные деньги достаточно трудно скопировать, поэтому нет необходимости в полном учете того, кому принадлежит определенная часть денежной массы.
Тем не менее, если создать таблицу, в которой указано, кому и сколько принадлежит денег, монеты и купюры станут ненужными. Банки и обработчики платежей уже частично сублимировали физическую валюту в цифровые записи, отслеживая и обрабатывая транзакции в своих закрытых системах.
Биткоин завершил преобразование, создав единый универсальный цифровой регистр, называемый блокчейном. Эта технология получила такое название, потому что похожа на цепь — внести в неё изменения можно только в конец блоков. Каждое новое дополнение содержит набор новых транзакций. Например, если Саша заплатит Юле за биткоин, эта транзакция появится в конце цепи. А в блоках до этого будет указано, что Саше заплатил Миша, а Мише Оля.
Блокчейн для биткоина, в отличие от книг бухгалтерского учёта, которые ведут традиционные финансовые учреждения, расположен на компьютерах по всему миру. Эти данные доступны для всех, у кого есть подключение к интернету. Майнеры, — владельцы компьютеров, на которых хранится информация блокчейна, — отвечают за обнаружение запросов транзакций от пользователей, их объединение, проверку и добавление в блокчейн в виде новых блоков.
Процесс валидации устанавливает, что человек фактически владеет биткоинами после транзакции, и что он еще не потратил их в другом месте. Собственность в блокчейне определяется двумя криптографическими ключами. Первый ключ находится в блокчейне в открытом доступе. Второй доступен только его владельцу. Такие ключи используются для шифрования электронных сообщений. Когда кто-то отправляет зашифрованное сообщение, он использует открытый ключ. Получатель при открытии письма использует закрытый ключ и расшифровывает сообщение.
В технологии блокчейн транзакции подписываются при помощи закрытых ключей, соответствующих открытым ключам, присвоенным монетам, которые хотят потратить. И когда транзакция обрабатывается, этим монетам присваивается новый открытый ключ.
Когда в оформлении операции участвует несколько лиц, становится важен вопрос необратимости. Если бы блокчейн управлялся одним банком с набором известных валидаторов, работающих в рамках одной юрисдикции, то выполнение транзакций было бы простым делом.
Но для биткоина нет центрального банка, обеспечивающего соблюдение правил. Майнеры работают анонимно во всем мире, несмотря на разнообразие культур, различие правовых систем и нормативных обязательств. Поэтому нет способа привлечь их к ответственности. Необратимость операции обеспечивает код биткоина. Он использует схему, которая называется доказательством работы.
Как доказательство работы делает технологию блокчейн надёжной
Для того чтобы создавать новые блоки, майнерам необходимо владеть всей информацией о транзакциях. Они конкурируют между собой, так как майнер, первым создавший блок, получает оплату за эту услугу. Вопрос в том, что мешает майнеру удалить предыдущие транзакции в блокчейне. Хотя он и не сможет таким образом украсть монеты, зато сможет совершить одну и ту же транзакцию несколько раз. Например, оплатить товар, а после этого удалить информацию о транзакции.
Чтобы это избежать, у всех майнеров в сети должна быть одинаковая копия блокчейна.
Когда майнер, добавляет новый блок, он должен предоставить криптографическое доказательство транзакции. Чтобы получить доказательство, майнер проводит блок через несколько раундов хэш-функции — вычисления, которое берет часть данных произвольного размера и переводит их в бессмысленную буквенно-цифровую строку с фиксированной длиной, которая называется хешем. Чтобы сделать процесс более надёжным, алгоритм блокчейн требует, чтобы полученный хеш начинался с определенного количества нулей. Невозможно заранее предсказать, какой хеш будет выдавать заданный набор данных, поэтому майнеры запускают вычисления снова и снова, каждый раз вставляя случайное число в набор данных. Когда это число изменяется, возникает новый хэш. В итоге майнеры получают правильное количество нулей.
Майнер, который находит правильный хеш, отправляет блок другим майнерам. Они его проверяют и добавляют к полной версии блокчейн, содержащуюся на их компьютерах.
Это можно сравнить с закрыванием двери. Предположим, у человека есть замок, и набор ключей, один из которых может его закрыть. Он должен попробовать все ключи, прежде чем найдёт правильный. И после этого оставить его в замке, чтобы другие могли проверить, что ключ подходит.
Майнеры тратят свои средства на поддержку сети — покупают оборудование и платят за электроэнергию. Чтобы изменить блок в блокчейне и провести одну и ту же транзакцию дважды, им придётся потратить в два раза больше своих денег, поэтому обманывать становится невыгодно.
Кроме того, с каждым новым блоком возрастает стоимость изменения предыдущих. Новые блоки хранят хеш стоящего перед ними блока. Любые изменения в старых блоках приведут к недействительным хэшам для всех последующих блоков. Следовательно, невозможно вставить фиктивные модификации в предыдущий блок без повторения всей работы, которая была выполнена после этого блока. Если провести аналогию с замками, получится, что замок в конце цепи связан со всеми предыдущими. Если изменить замок в середине цепи, придётся искать новые ключи для каждого замка после него.
Получается, что майнеры предоставляют дорогостоящие доказательства, а затем получают деньги за свою работу. Таким образом Сатоши создал первую жизнеспособную одноранговую цифровую валюту. Но он также решил более общую проблему, которая на протяжении десятилетий беспокоила ученых. Биткоин, который за 8 лет ни разу не отключался от сети на длительный период, надежно стимулирует майнеров выполнять работу добросовестно, обеспечивая единую сеть. В итоге получается защищённая, постоянно растущая цепочка данных, которую любой, у кого есть подключение к интернету, может проверять и дополнять.
Как использовать блокчейн в других сферах
Технология блокчейн может быть полезна не только для совершения транзакций. Практически сразу после появления биткоина, люди начали думать, как применить эту технологию в других сферах. Когда майнеры проверяют транзакции, они запускают небольшие программы, которые обрабатывают и предоставляют необходимые для транзакции данные. Но что, если запустить более сложные программы, например, программное обеспечение для социальных сетей? Или использовать блокчейн для предоставления данных для онлайн-форумов?
Эти идеи появились сразу после создания биткоина, но только спустя несколько лет, девятнадцатилетний студент из Торонто внёс вклад в их развитие. В 2013 году Виталик Бутерин разработал совершенно новую технологию под названием Ethereum. Благодаря ей блокчейн можно было использовать не только для совершения транзакций.
В отличие от биткоина, Ethereum использует мини-программы, называемыми смарт-контрактами. Они могут быть написаны с неограниченной степенью сложности. Пользователи могут взаимодействовать с программами, отправляя им транзакции с инструкциями, которые затем обрабатывают майнеры.
Это означает, что любой может встроить программу в транзакцию и быть уверенным в том, что она останется неизменной и доступной для цепочки блоков. Теоретически, с Ethereum можно заменить Facebook, Twitter, Uber или любую другую цифровую службу новыми версиями, которые были бы прозрачны, неуязвимы для цензоров и не требовали вмешательства человека.
Что такое распределённый реестр
Параллельно с попытками Бутерина использовать технологию для создания компьютера, охватывающего весь мир, развивалась идея закрытой и контролируемой версии блокчейна. В сентябре 2014 года группа финансовых институтов, в том числе Barclays, Goldman Sachs и JP Morgan сформировала консорциум под названием R3 для изучения того, как блокировки могут повысить эффективность расчётов между банками.
Открытая структура блокчейнов, таких как биткоин и Ethereum, противоречит потребностям этих организаций. В первую очередь вызывает вопросы анонимность пользователей, данные которых представлены буквенно-цифровыми общедоступными адресами, без указаний их реальной идентичности. Банковское законодательство в США и других странах запрещает такую анонимность. «Мы должны знать, кто участники и контрагенты находящиеся на этих платформах», — говорит Тим Свансон, директор по исследованиям рынка в R3.
Финансовые учреждения также юридически обязаны защищать данные о клиентах и контролировать их экспорт по национальным или региональным линиям. Учитывая, что публичные блокчейны содержат всю информацию о транзакциях на многих компьютерах в сети, невозможно ограничить цепочку хранения при их использовании.
Таким образом, появился подход распределённого реестра к технологии блокчейн. В распределённом реестре известна идентификация людей, добавляющих блоки, а данные в системе доступны только для избранных сторон. Поскольку право создавать новые блоки назначается людьми, которые запускают код, а не лотереей, нет необходимости проверки работы майнеров.
Такая система предназначена для ситуаций, когда все участники блочной цепи уже имеют небольшую степень доверия, но хотят выполнить услуги для нейтральной третьей стороны, как это может быть в случае с банками при урегулировании международных банковских переводов.
Подход работы с распределённым реестром также распространяется в другие отрасли, которые хранят конфиденциальные данные клиентов. Многие из этих проектов построены с помощью инструментов, предоставляемых Hyperledger. Он создает продукты для компаний, которые хотят работать со смарт-контрактами, но не решаются использовать открытые блокчейны, такие как Ethereum и биткоин.
«Люди должны понимать фактические проблемы и нормативные требования, которых должны придерживаться такие организации, как банки, страховые компании и отрасли здравоохранения. Они не могут позволить себе риск и неопределенность, которые внедряются некоторыми открытыми системами», — говорит Джонатан Леви, создатель системы управления доступом к блокчейнам Hacera.
Как будут работать смарт-контракты
Независимо от того, какой вариант блокчейна победит, смарт-контракты потребуют целого ряда поддерживающих технологий. Эти дополнительные технологии в настоящее время разрабатываются. И они будут очень важны для расширения технологии блокчейн.
«Как только у нас появятся смарт-контракты, возникнет целый ряд проблем», — говорит Ари Джуэлс, содиректор IC3 Корнеллского университета. Эти проблемы делятся на несколько категорий.
Во-первых, блокчейны не смогут хранить много данных. Это будет проблемой для многих проектов, которые, например, предлагают хранить и передавать потоковое видео. Им просто напросто не хватит места для хранения.
Технология блокчейн записывает входы и выходы каждой монеты в сеть, а также содержимое дополнительного поля, которое позволяет провести до 40 байтов метаданных для каждой транзакции. Это все.
Еще одна проблема блокчейна заключается в том, что технология сама по себе не знает, что происходит в реальном мире. Это важно в случае, если смарт-контракт — это система страхования авиабилетов. Блокчейн должен знать, когда самолет взлетает или приземляется, а для этого нужно запрашивать данные веб-сайтов.
В идеале разработчики будут создавать блокчейны для хранения и доступа к данным с учётом слабых сторон — уязвимости к цензуре и возможности отмены блокировок. Для этого нужно тщательно рассмотреть, каким «доверенным сторонам» можно фактически доверять.
Проблема хранения данных может быть решена с помощью распределенных служб обмена файлами, таких как децентрализованная система облачных хранилищ, протоколов Labs Interplanetary Database или Storj Labs. Это системы, которые позволят людям во всем мире получить дополнительное пространство на своих жестких дисках. Такие схемы будут работать для системы смарт-контрактов на основе блокчейна, поскольку данные будут храниться на нескольких компьютерах по всему миру и всегда будут доступны.
Импортировать данные в режиме реального времени можно будет при помощи «оракулов». Это службы, которые получают оплату за надежный запрос данных в реальном времени и подачу их на смарт-контракты блокчейн.
В IC3 Джелус разработал систему обеспечения защищенного датафида для смарт-контрактов Town Crier. Она защищает вводимые в блокчейн данные от подделки. Процесс работы построен на использовании доверенного программного обеспечения на процессорах Intel.
Финансирование
Чтобы перевести все современные услуги на технологию блокчейн, нужны большие деньги на технику и исследования
Вопрос в том, как получить финансирование на проект, который уничтожит многие крупные корпорации. В идеале нужно создать открытые блокчейны, как Ethereum, и доверить хранение данных тем людям, которые его создали. В таких условиях компания не может выжить из бизнес-модели, которая собирает и продает поведение браузера, историю покупок или данные о местоположении. Также компании блокчейн не могут полагаться на ограниченное владение своей интеллектуальной собственностью, поскольку программы находятся в открытом доступе.
Тем не менее, уже появился потенциальный механизм финансирования для блокчейнов — Initial coin offering или ICO. Он оказался чрезвычайно прибыльным, хотя и юридически сомнительным.
Например, человек решил использовать приложение. Но он не может расплатиться обычной валютой, ему нужно купить специальные монеты для этого приложения, которые заранее выпустили на рынок, и расплатиться ими.
В реальном мире это бы работало так: кто-то открыл прачечную и выпустил билеты, которыми можно оплатить стирку. Владелец заранее продаёт все билеты людям, а они потом, при необходимости, перепродают их другим.
На сегодняшний день более полумиллиарда долларов вложено в продажу токенов, и в последнии месяцы эти цифры только растут. Например, блокчейн Tezos в июле установил рекорд, собрав более 200 миллионов долларов через ICO.
Из-за таких огромных инвестиций появились жалобы пользователей на лицемерие создателей биткоинов. «Создатели блокчейнов, которые продвигают эти схемы, на самом деле демонстрируют всю скупость и алчность, приписываемую ими стандартным финансовым услугам и поддерживаемым правительством валютам, — говорит Престон Бирн, соучредитель Monax Industries — открытой платформы для разработчиков блокчейнов, — когда деньги начинают течь в их направлении, они становятся такими же небрежными в отношении общественности, которой они когда-то были».
Другие утверждают, что ICO, как новый класс инвестиционных инструментов, столь же разрушителен, как и финансируемые приложения.
«Деньги не являются корнем зла. Равенство является корнем зла», — говорит Джоэл Монегро — создатель Placeholder — нового фонда, посвященного технологиям блокчейн.
Он считает, что предоставление основателям и сотрудникам капитала компании побуждает их накапливать богатство, а не использовать его для улучшения своих продуктов.
С другой стороны ICO — не только финансовый инструмент, но и средство доступа к технологии блокчейн. Из этого следует, что чем больше людей используют услугу, тем больше будет спрос на токен, необходимый для доступа.
«Мой стимул заключается не в том, чтобы извлечь больше прибыли, а в том, чтобы больше людей использовали приложение, потому что стоимость токена зависит от стоимости использования услуги. Вы полностью переворачиваете стимулы», — говорит Монегро.
В Соединенных Штатах использование ICO, вероятно, подходит к концу. В конце июля Комиссия по ценным бумагам и биржам США предупредила о том, что многие ICO попадают в категорию ценных бумаг и поэтому должны работать по определённым правилам.
«Времена изменились и очень быстро. Некоторые из ранних последователей биткоина испытывали трудности с финансами три и четыре года назад, но держались за свои убеждения и свои монеты и очень хорошо сейчас себя чувствуют, — говорит Джонатан Леви, создатель Hacera, — нам по-прежнему необходимо, чтобы биткоин и Ethereum работали в более крупных масштабах, поэтому предприятиям необходимо децентрализовать данные и обеспечить их конфиденциальность. Сейчас мы сталкиваемся с новой задачей: учитывая огромные суммы вложенных денег, еще предстоит выяснить, сколько старожилов и новичков останется верными делу и продолжат работать, чтобы изменить мир с помощью технологий, которые уже изменили их».
Технология Blockchain простыми словами
Содержание
Содержание
Технологии распределенных вычислений и децентрализованного хранения информации были представлены еще в 90-х годах. Однако, слово «блокчейн» стало известно лишь недавно — когда некий Сатоши Накамото показал, как эти технологии можно использовать для устройства новой финансовой системы. Так, в 2008 году появился биткоин, а вместе с этим началась история развития блокчейна.
В 2021 году популярность этих технологий оказалась настолько высока, что стоимость того самого биткоина уже превышает 40 000 долларов за штуку. И, если этим феноменом заинтересовался такой крупный игрок, как Tesla, то почему бы не приобщиться к технологии простым пользователям. Разбираемся пальцах, что такое блокчейн, децентрализованная сеть и криптовалюта.
Народная энциклопедия знает очень много, но это не всегда понятно и доступно простому человеку. Как и в случае с определением технологии блокчейн. Поэтому попробуем разобрать тему на части и узнать, что к чему относится в этих непонятных дебрях криптографии.
Простым языком
Давным-давно, когда еще не вышел десятый айфон, жили Роман и Антон. У Романа было несколько способов передать денежные средства Антону:
Обычно, третья сторона — это целая совокупность инстанций и сервисов. Поэтому мы имеем цепочку посредников, схема работы которых находится под грифом секретности. С одной стороны, это полезно в целях безопасности — даже если мы зайдем в банк и попросим рассказать технические детали нашего перевода — никто этого делать не станет. С другой стороны, безопасность легко превращается в незащищенность — не зная технических подробностей, остается лишь слепо доверять банковской системе и надеяться, что «третьи лица» окажутся добросовестными ребятами.
Дело в том, что, превращаясь из бумажных в электронные, деньги не меняют своей формы — актуальные системы просто формируют цифровой код с зашифрованной в нем информацией о типе валюты, ее стоимости и количестве, чтобы передать ее от одного хранилища другому. Физически бумажное подтверждение ценности остается на руках пользователя или в сейфе банкомата.
Другими словами, Роман может найти терминал, предложить ему наличные денежные средства и получить их у себя на карте или отправить Антону. Мы привыкли так работать и считаем это безопасным способом перемещать деньги. Но с появлением блокчейна теория безопасности принимает новый оборот.
Посредники
Как работает стандартная банковская система переводов: на специальных компьютерах хранится вся информация о клиентах, операциях, имена, фамилии, отчества, адреса проживания, номера лицевых счетов. Нет, это не база данных КГБ — просто мы сами даем разрешение на обработку этой информации, когда регистрируемся на сайте. И это одна из брешей безопасности, которую блокчейн легко устраняет.
Когда Роман переводит деньги Антону через банкомат или онлайн-банк, он, так или иначе, делает запрос в эту базу данных, в реестр, где программное обеспечение проверяет некоторые условия:
И еще много подобных проверок, производимых программным обеспечением банков.
После того, как системе безопасности все понравилось, у Романа списывают необходимую сумму и зачисляют на счет Антона. Это привычная система и она централизована: здесь есть свой регулятор, органы управления, но, самое главное, — в системе есть обслуживающий персонал, без которого ничего не будет работать.
Программисты, аудиторы, операционисты, бухгалтеры, руководители, и еще два десятка должностных лиц, с помощью которых вся эта система функционирует, косвенно или прямо работают с переводом денег от Романа к Антону. Это следующая брешь в безопасности, которую блокчейн тоже закрывает.
Что такое блокчейн и как это работает
Еще совсем недавно все расчеты производились наличными деньгами. С развитием всемирной паутины изменился и способ передачи ценностей. Сегодня, в эпоху распределенных вычислений и автономных систем, в сети стало удобнее и безопаснее работать с помощью новых технологий. Например, блокчейн, где информация двигается между различными людьми без участия обслуживающего персонала, а также минуя централизацию, где существует вероятность, что вредная ошибка в коде ПО поможет хакеру забрать деньги или ценную информацию.
Начнем с того, что блокчейн (Block — блок, chain — цепь) — это децентрализованная база данных, которая предназначена для хранения последовательных блоков с набором характеристик (версия, дата создания, информация о предыдущих действиях в сети). Аналоговым примером его структуры представляется бесконечно длинная металлическая цепь, в которой нельзя разорвать или поменять местами звенья.
А еще цепочку блокчейна можно представить как книгу с возможностью добавлять страницы. Каждая новая страница пишется в режиме «онлайн», а остальные нельзя отредактировать или удалить.
Основное движение в такой системе происходит с помощью транзакций. Во время транзакции может выполняться какой-то скрипт, либо прописываться некая заметка с данными. То есть слово «транзакция» не равно денежному переводу и скорее обозначает способ обработки информации внутри сети.
Помимо основных данных, каждый блок имеет уникальный набор параметров: nonce, хеш предыдущего блока, хеш текущего блока и список транзакций.
Чтобы лучше понять, как устроены переводы внутри сети, снова представим страницу книги, где есть такая информация:
В пределах одного блока может храниться несколько тысяч таких записей. Когда память в блоке заканчивается — он закрывается, подписывается и переходит на новый блок в виде хеша или «отпечатка».
Хеш — это некий набор символов, несущий в себе уникальный отпечаток. Он формируется исходя из того, какие транзакции и в каком количестве хранит в себе каждый блок.
В процессе обработки транзакций постоянно проверяются хеши, после чего, словно по пирамиде, система поднимается к последнему хешу, где подтверждается целостность и верность всех предыдущих кодов, чтобы блок закрылся.
Если вдруг кому-то захочется добавить себе в кошелек пару сотен долларов без подтверждения со стороны остальных участников сети, то такая транзакция будет считаться неверной и перезапишется теми хешами, что хранятся у большинства узлов. То есть, если изменить хоть один байт, хоть одну точку, запятую или ноль, то итоговый хеш изменится, и блокчейну придется проверять все эти суммы заново для того, чтобы понять, правда это или ложь.
Из всего этого можно сделать вывод: сеть состоит из блоков, которые можно менять здесь и сейчас, пока они не закрылись. Все записывается в виде транзакций с информацией, которая шифруется как хеши и постоянно хранится в сети в каждом последующем блоке. Если изменить что-то и не найти этому подтверждение у большинства участников, то такие изменения просто не применятся, а блок будет считаться невалидным.
Простыми словами — в системе больше не получится подделать документы задним числом, как бы этого не хотели даже сотни человек, если общая сеть контролируется миллионами участников.
Отсюда и название Blockchain — все работает по цепочке, последовательно и непрерывно.
Кто такие майнеры и зачем они нужны
Мы уже говорили, что основной фактор безопасности заключается в добросовестности третьих лиц, тех, кто занимается обработкой информации. Как и у банковской системы — у блокчейна есть свой обслуживающий персонал. Но это не люди, а программный код, установленный на системах с нодой (сетью) блокчейна, то есть, на компьютерах, которые поддерживают сеть блокчейн. Другими словами — с помощью майнеров.
Для того чтобы провести операцию в блокчейне, необходимо ее создать и поместить в mempool — некую область, где хранятся все транзакции, которые в данный момент хотят совершить люди в блокчейне.
Что делают майнеры: они подключаются к mempool и начинают обрабатывать всю очередь. В глобальном смысле это работает так: система узнает о всех транзакциях в мемпуле, обрабатывает их, записывает в блок, высчитывает хеши и переходит к обработке новых заявок. Чтобы подтвердить валидность (правильность) блока, майнеру необходимо предоставить решение в сеть, которое проверяют другие майнеры и, если все хорошо, и большинство участников принимают результат вычисления хешей, блок считается правильным. Или nonce.
Разберемся на жизненном примере:
За круглым столом сидят десять человек. У них есть пять слов, из которых нужно составить предложение, которое может быть единственно верным из всех вариантов, которые можно придумать. Так, один из участников составил предложение первым и записал его на бумагу. После того, как все закончили задание, полученные предложения сравниваются. Так получилось, что первому участнику удалось составить верное предложение, и остальные семеро подтвердили, что у них получилось то же самое. И только один участник представил другое решение — но, так как он является меньшинством, а его предложение отличается от остальных, этот вариант из пяти слов считают недействительным и выкидывают из системы.
Выходит, для подтверждения настоящей информации в сети нужно договориться, чье решение подходит всем участникам в сети. Этим и занимаются криптовалютные майнеры.
Именно поэтому, в момент появления блокчейна, началась гонка за производительностью распределенных вычислений. Ведь чем больше у майнера вычислительной мощности, тем быстрее и больше информации он обработает в сети. Соответственно, как и банковский персонал, майнеры получают вознаграждение за свою работу. Это и есть основная причина, по которой все стремятся принять участие в добыче криптовалюты.
Децентрализация и распределенность
Мы уже выяснили, что для поддержки сети требуется постоянная и непрерывная работа нескольких мощных компьютеров. На сегодняшний день блокчейн обладает самой большой вовлеченностью вычислительных систем на планете. Даже такие гиганты как Google, Amazon и Apple не могут соревноваться с этой сетью по мощности.
Чем больше людей используют блокчейн, тем мощнее и безопаснее он становится.
Участником сети может стать каждый: достаточно установить официальный кошелек и загрузить полную ноду к себе на диск. С этого момента компьютер станет полноправным узлом в сети.
Например, у одного человека на компьютере стоит копия блокчейна. Есть еще один компьютер, на котором есть еще одна копия блокчейна, и таких десятки тысяч по всему миру. Если какой-либо злоумышленник захочет взломать систему и «нарисовать» себе миллион, мало того, что ему придется пересчитывать все эти блоки самостоятельно, ему еще придется сделать это в каждом компьютере, на каждом узле. А это, конечно же, невозможно — система полностью децентрализована и не имеет управляющих узлов. И с каждым днем таких узлов становится все больше, а шансов на взлом все меньше.
В централизованной системе вся информация хранится на сервере, и, если с ним что-то произойдет — можно попрощаться с ценными данными. В случае с централизованной системой злоумышленникам также проще найти уязвимость, чтобы атаковать главные компьютеры. Это может быть простая брешь в программной безопасности или безответственная работа сотрудника безопасности банка.
Такой большой вопрос безопасности можно решить только с помощью такой же большой сети. А под эти критерии как раз подходит система блокчейн, где каждый блок с информацией копируется одновременно на тысячи устройств без главенствующих в структуре систем.
Транзакции в блокчейн
В отличие от банков и электронных счетов, где для работы требуется слишком много конфиденциальной информации, блокчейн не требует от пользователей ничего: для работы понадобятся лишь два ключа, которые система выдаст при регистрации.
У каждого человека, желающего принять участие в блокчейне, есть свой публичный ключ, которым он подписывает транзакцию (как бы замыкает на ключ и пишет «отправить Васе»), а также приватный ключ, которым он может открыть посылку, которую ему прислал Вася обратно.
Публичный ключ — это некая фраза из цифр и символов, доступная к просмотру всем желающим. Если провести аналогию с биткоином, то публичный ключ — это номер кошелька, который можно отправить кому угодно для перевода средств.
Приватный ключ — это самое ценное. С помощью него подписываются все транзакции в пределах личного кошелька, а поэтому его нужно хранить в конфиденциальном месте. Например, как пароли от онлайн-банков.
Например, у Романа и Антона есть кошельки и приватные ключи.
Все, что зашифровано приватным ключом пользователя, любой человек может расшифровать при помощи своего публичного ключа. Но не открыть! Так можно узнать информацию по каждому переводу, по каждой транзакции счета — система полностью прозрачна. И в то же время анонимна — ведь никакой личной информации о человеке ключи, кошельки и блоки не хранят.
Биткоин — это не деньги
Мы привыкли считать, что биткоин это какая-то разновидность валюты, денег. На самом деле, понятия баланса в блокчейне нет. Все потому, что блокчейн — это просто записная книга. Обратимся к примеру на картинке:
Понятно, что блокчейн собирает всю информацию о движениях Романа, Антона и Марины, а затем передает это в виде транзакций в мемпул блокчейна. А там все как по инструкции — майнеры подхватывают информацию, считают хеши и подписывают блоки, чтобы поддержать сеть и получить вознаграждение в виде комиссии, которую ребята заплатили во время своих переводов.
Блокчейн и его применение
Биткоин — это не золото и не деньги, а обобщенный и удачный пример работы децентрализованных сетей, где каждый может стать участником и следить за честным исполнением всех событий.
Стоимость таких технологий нельзя считать оправданной или наоборот, недостаточной — здесь все, как на настоящем фондовом рынке. Если продукт хороший и правда что-то из себя представляет, то и цифровой актив прибавит в капитализации и стоимости. Если наоборот — проект считается провалом.
Конечно, все, что связано с блокчейн и монетами, пока еще является сильно волатильными инструментами, которые порой неподвластны даже очень крутым игрокам на рынке. И все потому, что основной объем инвестиций в этой сфере делают обычные люди, а не профессиональные игроки с Уолл-стрит.
И все же, несмотря на сложность и непонятность некоторых вопросов в этой индустрии, многие уже понимают ценность, удобство и безопасность децентрализованных технологий. Каждый день появляются новости о том, как государства внедряют инновации в привычные для людей сферы. Например, учатся отслеживать подлинность паспортов здоровья с помощью блокчейна, а также разрешают проводить регистрацию ценных бумаг с помощью децентрализованных сетей.
С биткоином или любым другим проектом, децентрализованные технологии станут неотъемлемой частью жизни современных структур. Ведь люди хотят обезопасить себя от мошенников, коррупционеров, хотят научиться контролировать свою жизнь больше, чем когда-либо. А блокчейн — это первый и самый большой шаг к новой системе.
Материал обновлен пользователем Urik26