Блокчейн (Blockchain), который иногда называют технологией регистрационных данных (DLT), делает историю любого цифрового актива неизменной и прозрачной благодаря использованию децентрализации и криптографической хеширования.

DLT (Distributed ledger technology) — это технология хранения информации, ключевыми особенностями которой является совместное использование и синхронизация цифровых данных согласно алгоритму консенсуса, географического распределение равнозначных копий в разных точках по всему миру и отсутствие центрального администратора.

Для лучшего понимания, можно сравнить блокчейн с технологией Google Doc, когда Вы создаете документ и делитесь им с группой людей. Данный документ просто распространяется между этими людьми, вместо того, чтобы быть скопированным и переданным. Это создает децентрализованную цепочку распространения, которая предоставляет каждому доступ к документу одновременно. В то время как кто-то из участников редактирует данный документ, остальные участника также имеют доступ к нему, а все изменения в документе регистрируется в режиме реального времени. Такой принцип работы делает все изменения абсолютно прозрачными и не поддельными.

Конечно, блокчейн сам по себе гораздо сложнее, чем Google Doc, но аналогия очень уместна, поскольку она иллюстрирует три критические идеи технологии блокчейна.

Основные идеи блокчейна

  1. Участники цепи получают доступ к Цифровому активу, а не его копию;
  2. Актив децентрализованный, что обеспечивает полный доступ к нему в режиме реального времени;
  3. Каждый участник цепи имеет доступ к истории изменений, что создает доверие к такому активу;

Блокчейн является особенно перспективной и революционной технологией, поскольку помогает снизить риск, устраняет мошенничество и обеспечивает прозрачность для множества сфер использования.

Как работает блокчейн?

Блокчейн это безопасность. Весь смысл использования блокчейна заключается в том, чтобы позволить людям — в частности людям, которые не доверяют друг другу — обмениваться ценными данными безопасным, защищенным от несанкционированного доступа способом.

В этой статье мы обсудим что такое блокчейн. Если упростить данное понятие — это сеть компьютерных узлов распределенных по миру которые хранят общую базу данных. Изменения данных в одном узле невозможно без подтверждения остальных узлов.

Теперь разберем на примере. Допустим некий гражданин «А» приобрел загородный дом. Запись об этом была сделана в государственном земельном реестре который работает на блокчейн-технологии. Теперь там хранится информация о праве на собственность гражданина «А». Вдруг, появился некий злоумышленник назовем его гражданин «Б» который имеет доступ к одному из узлов кадастрового блокчейна. Он решил внести изменения в базу и удалить записи о покупке загородного дома господином «А», чтобы лишить его права собственности и присвоить недвижимость себе. Он удаляет запись о покупке загородного дома на одном узле, а другие 99 узлов продолжают хранить первоначальную запись. После того как информация синхронизируются между всеми узлами кадастрового блокчейна — 99 узлов сигнализируют о некорректном изменении. Вследствие чего информация на первом узле меняется и злоумышленник «остается с носом».

Таким образом блокчейн по определению является независимым, прозрачным и безопасным. Преимущества такой распределенной базы данных очевидна. Сама идея блокчейна не нова. Она была изложена ещё в 1976 году в исследовательской работе «Новые исследования в криптографии». Однако в то время она считалась сложной и небезопасной.

Рассмотрим принципы работы блокчейна. Blockchain технология состоит из трех наиболее важных понятий:

  • блоки;
  • узлы;
  • майнер (добытчик);

Блоки

Каждая цепь состоит из нескольких блоков, и каждый блок имеет три основных элемента:

  1. Данные в блоке;
  2. nonce — 32-битное целое (число, которое может использоваться только раз). Понятие генерируется случайным образом, когда создается блок, который затем генерирует хэш заголовка блока;
  3. Хэш — это 256-битное число отдано под nonce. Начинается хэш с огромного количества нулей (то есть он должен быть чрезвычайно малым).
    Когда создается первый блок цепи, nonce создает криптографический хэш. Данные в блоке считаются подписанными и навсегда привязаны к nonce и хешу;

Узлы (Nodes)

Одной из важнейших концепций технологии блокчейн является децентрализация. Ни один компьютер или организация не могут владеть цепью единолично. Именно через узлы цифровой актив распространяется между участниками цепи. В качестве узлов может выступать любое электронное устройство, которое поддерживает копии блокчейна функционирования сети.

Каждый узел имеет собственную копию блокчейна, и сеть должна алгоритмически подтверждать любой только что добытый блок для обновления. Поскольку блокчейн позиционируется как прозрачная технология, каждое действие в книге можно легко проверить и пересмотреть. Каждому участнику предоставляется уникальный буквенно-цифровой идентификационный номер, который показывает их транзакции.

Сочетание публичной информации с системой сдержек и противовесов помогает блокчейну поддерживать целостность и создает доверие среди пользователей.

Майнер

Майнеры создают новые блоки в цепи через процесс, который называется добычей (майнинг).

В блокчейне каждый блок имеет свой уникальный nonce и хэш. Одновременно с тем каждый блок ссылается на хэш предыдущего блока в цепи, поэтому добыть блок непросто, особенно на больших цепях.

Майнер использует специальное программное обеспечение для решения невероятно сложной математической проблемы поиска значений которые генерирует необходимый хэш. Поскольку nonce имеет только 32 бита, а хэш — 256, существует примерно четыре миллиарда возможных хеш-комбинаций, которые нужно извлечь, прежде чем найти правильную. Когда это происходит, майнеры говорят — нашли «золотое nonce» в результате этого их блок присоединяется к цепочке.

Внесение изменений в любой из предыдущих блоков требует повторной добычи не только измененного блока, но и всех блоков, которые идут после него в цепочке. Вот почему крайне сложно манипулировать технологией блокчейн. Для поиска золотых значений нужно огромное количество времени и вычислительной силы.

Когда блок успешно добывается, изменение принимается всеми узлами в сети, и майнер получает финансовое вознаграждение (так работает криптовалюта).

Применение блокчейна

Изначально созданный как сверхпрозрачная система ведения бухгалтерских книг для работы Bitcoin, блокчейн уже давно ассоциируется с криптовалютой. Прозрачность и безопасность технологии вызывают все больше доверия и находят широкое применение в ряде областей.

В конце 2013 года российско-канадский разработчик Vitalik Buterin опубликовал белую книгу, в которой предложил платформу, которая объединяет традиционную функцию блокчейн с одним ключевым отличием: выполнением компьютерного кода. Таким образом, родился проект Ethereum.

Блокчейн Ethereum позволяет разработчикам создавать сложные программы, которые могут общаться между собой на блокчейне

Маркеры (tokens)

Программисты Ethereum могут создавать маркеры для представления любого типа цифрового актива, отслеживать его право собственности и выполнять его функциональность в соответствии с набором инструкций по программированию.

Маркерами могут быть музыкальные файлы, контракты, билеты на концерт или даже медицинские записи пациента. Это расширило потенциал блокчейна для проникновения в другие отрасли, такие как средства массовой информации, правительство и защита личных данных. В настоящее время тысячи компаний исследуют и разрабатывают продукцию и экосистемы, которые полностью работают по новой технологии.

Типы блокчейн сети

Рассмотрим типы блокчейн сети.

Публичные сети

Присоединиться к ним и стать майнером может любой желающий. Администрирование такой блокчейн сети занимаются сами пользователи. На публичном блокчейне существует криптовалюта bitcoin.

Приватные сети и сервисы

Они поддерживаются и контролируют своими создателями. Чтобы стать их участником нужно выполнить определенные условия установленные создателями: майнить новые блоки в системе может четко установленный и сертифицированный круг лиц.

Отличие между публичным и приватным блокчейн состоит в технологии и алгоритма консенсуса.

Алгоритм консенсуса блокчейн — это набор определенных математических правил и функций регулирующих работу сети

Для публичных блокчейнов, алгоритм консенсуса больше направлен на защиту от внешнего злоумышленника т.к. в сети много узлов.

Для приватных блокчейнов алгоритм консенсуса фокусируется на большей пропускной способности сети за счет меньшего числа узлов. К примеру блокчейн атомной электростанции: для него необходима постоянная корректная работа с высокой отказоустойчивостью. Для этого не нужно иметь десятки тысяч узлов которые бы замедляли пропускную способность, а достаточно иметь несколько десятков узлов которые быстро синхронизируют информацию между собой. При этом сеть считается надежной, а узлы работают независимо друг от друга.

История блокчейна

Хотя блокчейн — это новая технология, она уже может похвастаться богатой и интересной историей. Далее приведен краткий график некоторых важнейших и самых заметных событий в развитии блокчейна.