Содержание:

1. Принцип работы технологии

2. Особенность транзакций

3. Майнинг и технология блокчейн

4. Типы систем

5. Пример применения блокчейн

5. Сферы использования блокчейн

7. Преимущества и недостатки

8. Заключение

Слово “блокчейн”, так же как и слово “криптовалюта”, в информационном пространстве в последнее время употребляется с такой же частотой, если не большей. Большинство людей, которые соприкасаются со сферой криптоденег, знают, что эти два понятия неразрывно связаны друг с другом. Но, если блокчейн без криптовалюты существовать может, то криптовалюта без блокчейна – нет. Именно благодаря блокчейну крипта наделена свойствами, которые делают её не просто новым видом цифровых денег, а совершенно новым явлением в финансовом мире. Так, что же собой представляет блокчейн?

Принцип работы технологии

Блокчейн – это база данных, в которой хранимая информация имеет вид непрерывной цепочки блоков и зашифрована с помощью методов криптографии. Хотя попытки хранить информацию в таком виде предпринимались ещё с 90-х годов ХХ века, все они были неудачными в силу ряда причин. Лишь в 2008 году некий человек, а, возможно, это было несколько разработчиков, скрывавшиеся под ником Сатоши Накамото, представили публике статью “Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System”, где шло описание криптомонеты Биткоин – полностью децентрализованной (независимой от многих внешних факторов) системы электронных денег, основанной на технологии блокчейн. Впоследствии появились сотни различных криптовалют, как похожих на биткоин, так и в корне от него отличавшихся. Одно лишь оставалось неизменным – все они были основаны на технологии блокчейн. Остановимся поподробнее на принципе работы этой технологии.

Как мы узнали выше, блокчейн – это база данных, в которой информация хранится в виде последовательности блоков и защищена криптографически. Особенностью, присущей именно блокчейну, является то, что вся информация из этой базы данных хранится у каждого пользователя этой сети. Именно поэтому сеть является децентрализованной. Второй особенностью является то, что каждый новый создаваемый блок содержит в себе информацию о предыдущем блоке. Это способствует тому, что изменить ранее записанные данные практически не представляется возможным, для этого потребуется переписать все блоки у всех участников сети, начиная с блока, в котором мы захотели что-то изменить. Рассмотрим структуру блока этой цепи на примере блока из блокчейна биткоина. Каждый блок в себе содержит:

  • Заголовок блока. Его “тело” включает в себя такую информацию, как дата и время создания блока, хеш этого блока, хеш предыдущего блока, хеш транзакций, включенных в этот блок и некоторая служебная информация.
  • Данные о новых операциях, совершённых в сети, за время прошедшее с момента создания предыдущего блока.

Здесь нам встречается новое понятие – хеш. Хеш – это некое значение, полученное в процессе преобразования исходных данных с помощью специального алгоритма. В независимости от входящей информации, хеш всегда состоит из определённого количества символов (зависит от алгоритма хеширования) и обладает таким свойством, что, при изменении даже 1 знака в массиве входящей информации, хеш полностью меняется. Например, мы подаём на вход хеш-функции словосочетание “простое число” и список всех чисел от 0 до 1000. На выходе, после преобразования, получаем два набора символов: 1A45tQ95b3 и 21p6UUi73e. Если в нашем списке чисел мы случайно забудем написать 0, то на выходе получим абсолютно другой хеш, ничем не похожий на предыдущий.

Хеш транзакций – это сумма всех хешей транзакций, включенных в блок. Считается таким образом:

  • Первым делом вычисляют хеш каждой операции, включенной в блок.
  • Потом транзакции разбиваются на пары и вычисляются хеши, как сложение двух хешей, получившихся пар. Если общее количество транзакций получилось нечётное, то к хешу оставшейся транзакции просто добавляется его дубликат.
  • Затем получившиеся в результате предыдущего пункта хеши вновь разбиваются на пары и складываются.
  • Этот процесс происходит до тех пор, пока не останется один хеш, который и будет включен в блок, как значение хеша транзакций.

Благодаря этому хешу и происходит процесс отслеживания изменений в сети.

Остальная информация, которую содержит блок, это запись проведенных операций в виде “С Адрес[1] перевести [N]биткоинов на Адрес[2]” и ее времени. Есть еще один нюанс. Транзакции в системе блокчейн Биткоина представляют собой не обычное перемещение N-го количества монет из одного адреса к другому. Здесь всё несколько сложнее.

Назад к содержанию

Особенность транзакций

Все монеты, находящиеся на одном кошельке, визуально представлены одним числом, например, 6 биткоинов. Но, внутри системы, эти 6 биткоинов записаны как сумма всех входящих в кошелёк монет, т.е.: 2 от Васи +4 от Юры. При переводе 5 биткоинов из этого кошелька на кошелёк Димы в транзакцию записывается следующее: взять 4 биткоина(Юры) и 2(Васи), передать 5(Диме) и вернуть 1 обратно на адрес отправителя. Это экстраполируется на каждую монету, созданную в рамках данного блокчейна. Благодаря подобному свойству, возможно узнать весь путь монеты от момента создания до текущего нахождения на каком-либо кошельке.

Назад к содержанию

Майнинг и технология блокчейн

Сам процесс генерации новых блоков называется майнингом. Он происходит постоянно и никогда не прекращается. Одновременно множество узлов сети генерируют новые блоки. Но как узнать, чей блок правильный, а чей нет? Т.к. сеть децентрализована, то все узлы равны между собой и ни у одного из них нет преимущества в формировании блоков. Чтобы разрешить этот консенсус, создатель сети выдвинул предложение воспользоваться алгоритмом консенсуса, известному как Proof-of-Work.

Право добавить образовавшийся блок в сеть имеют лишь те узлы, выполнившие криптографическую задачу на порядок раньше других. Соблюдается условие того, что все остальные узлы этой сети могут быстро проверить результат выполнения. На основании этого, была сформулирована задача по подбору некоего числа, которое при добавлении к хешу только что созданного блока, давало новый хеш, содержащий в начале некоторое количество нулей. Подбор это значения требует больших вычислительных мощностей, тогда как проверка правильности решения поставленной задачи очень проста.

Сложность задачи, которую необходимо решить, не постоянна и зависит от суммарной мощности сети. Проверка сложности и её изменение, при необходимости, программно заложена в протоколе Биткоина и производится каждые две недели после нахождения очередных 2016 блоков.

Для привлечения новых майнеров к поддержке функционирования сети, была введена награда за их работу. При создании нового блока, узел, нашедший правильное решение получал 50 биткоинов. Но в протоколе его создателем было заложено уполовинивание награды каждые 210 000 блоков и в настоящий момент награда составляет 12.5 биткоинов за блок. Кроме этого, майнеры получают плату в виде комиссии за включение её в блок. Поэтому, в первую очередь, они стараются добавить в новый блок транзакции с наибольшими комиссиями.

Несмотря на сложность поставленной задачи, нередки случаи, когда два узла практически одновременно находят правильное решение. В этом случае возникает разветвление основной цепочки, т.к. часть остальных узлов отдаёт предпочтение в первенстве нахождения первому узлу, а другая часть второму. И некоторое время в сети существует две параллельные цепочки с валидными блоками. Постепенно одна из них становится длиннее, т.к. её поддерживает большая часть узлов и тогда вторая цепочка становится Orphaned, сиротской, и отвергается сетью. Как правило, это происходит максимум на 5-м блоке после разделения. Поэтому, для того, чтобы транзакция считалась состоявшейся, и средства переместились с одного кошелька на другой, сеть должна найти 6 блоков. Только после этого вы увидите изменение баланса на кошельке.

По умолчанию, узел только принимает информацию, передаваемую посредством записи новых блоков в блокчейн, и сам не участвует в их генерации. Таким образом, майнинг – процесс добровольный и требует установки и настройки специального программного обеспечения.

Назад к содержанию

Типы систем

Классификацию блокчейна по типам можно провести лишь формально, т.к. обычно различия заключаются только в возможности доступа к данным реестра его пользователями. Исходя из этого параметра блокчейны можно разделить на:

  • Открытый публичный распределённый реестр. Каждый пользователь участвует в согласовании действий, транзакции никем не контролируются, вся информация, в нём хранимая, доступна к просмотру любым участником.
  • Закрытый публичный распределённый реестр. В нём все действия согласовываются и подтверждаются узлами сети, наделёнными делегированными полномочиями.
  • Закрытый частный распределённый реестр. В этом случае все процессы контролирует один централизованный орган.

Определить, к какому из этих типов относится тот или иной определённый блокчейн, достаточно просто. Необходимо всего лишь понять, кто может создавать новые записи в системе, просматривать их, а также, кто поддерживает работоспособность сети.

Назад к содержанию

Пример применения блокчейн

До этого момента мы обсуждали блокчейн только как базу данных для хранения информации. Но он также и обладает свойством исполнять различные программы. Ярким тому примером является технология смарт-контрактов, лежащая в основе блокчейна такой платформы, как Эфириум. Чтобы понять, что такое смарт-контракт, приведём простой пример: вы владелец грузового автомобиля, который вы хотите сдать в аренду за 1000$ на месяц при условии 50%-ой предоплаты. В обычном случае, вы обращаетесь к юристу для составления договора аренды, ищите сами или через посредников арендатора, просите предоставить его справку о наличии у него на счету 3000$, как страховку, на случай повреждения автомобиля, договариваетесь с ним о предоплате, он вам переводит её на ваш счёт в банке, и вы отдаёте ему автомобиль. Через месяц арендатор отказывается возвращать вам автомобиль, деньги за аренду и к тому же вы узнаёте, что он попал в ДТП и ваш автомобиль повреждён. После этого вы нанимаете адвоката и обращаетесь в суд.

Благодаря умному контракту, вам не понадобятся услуги посредников, банка, адвоката или юриста. Вы просто составляете программу, в которой указываете что:

  1. Перед арендой ваш арендатор переводит на ваш кошелёк 500$.
  2. Если вы не передаёте автомобиль, эти деньги возвращаются обратно.
  3. По истечении месяца, со счета арендатора списываются в вашу пользу ещё 500$
  4. В случае порчи имущества, со счёта арендатора списывается дополнительно 3000$ компенсации.

Добавляете это смарт-контракт в блокчейн и ждёте выполнения условий, в нём заложенных. Контракт автоматически исполнится по истечении времени, заложенного на его выполнение, при этом результат будет зависеть от того, какие именно условия были выполнены. Казалось бы, возникает естественный вопрос: Каким образом доказать программе факт порчи имущества, в случае наличия такового? В платформе Эфириум это возложено на специальные децентрализованные приложения Dapps, которые, посредством датчиков и приводов, служат для обмена информацией между блокчейном и окружающим миром.

Назад к содержанию

Сферы использования блокчейн

Благодаря всему изложенному выше, появилась возможность использовать технологию, предоставляемую системой блокчейн, в таких отраслях, как:

  • Защита авторских прав. Стартап Monegraph или Ascribe даёт возможность авторам оригинального контента утвердить свои права на него, задать условия и порядок выплат при использовании их работ.
  • Удостоверение личности. Такие проекты, как Civic и UniqueID Wallet позволяют создать электронные документы посредством блокчейна и биометрической защиты, которые защищены от подделки. Впоследствии, велика вероятность, что такие документы заменят обычные удостоверения личности.
  • Азартные игры. С помощью онлайн-букмекера Augur вы можете сделать ставки на различные спортивные мероприятия и быть уверенными о выплате выигрыша в случае верной ставки.
  • Блокчейн аналог Uber, только без посредничества самого Uber. Благодаря сервису La Zooz, вы можете напрямую предложить свой автомобиль для поездки, либо найти перевозчика для доставки вашего груза в другой город.
  • Различные базы данных с большим количеством участников и необходимостью защиты от мошенничества, такие как, например, благотворительный фонд или земельный кадастр.

И многое, многое другое. На сегодняшний день, практически в каждой сфере нашей жизни мы пользуемся услугами посредников, смарт-контракты и технология блокчейн позволяют нам обходиться без их участия, что напрямую сокращает расходы на оплату их деятельности и уменьшает время, затраченное для выполнения наших запросов.

Однако, у блокчейна есть свои преимущества и недостатки, которые приводят к тому, что использование этой технологии не так быстро проникает в нашу жизнь, как могло бы.

Назад к содержанию

Преимущества и недостатки

К достоинствам технологии блокчейн можно отнести:

  • Децентрализация – абсолютно все пользователи сети наделены равны правами, не имеют никаких преимуществ друг перед другом и наделены возможностью обмена данными между собой напрямую, без помощи каких-либо посредников.
  • Надёжность – вероятность подмены информации, хранимой в блокчейне, крайне мала и требует огромных вычислительных мощностей. К тому же, шифрование обеспечивает дополнительный уровень защиты, благодаря чему теряет всякий смысл какое-либо мошенничество из-за несопоставимости полученной выгоды от затрат на её достижение.
  • Прозрачность – вся информация, содержащаяся в блокчейне, доступна любому участнику сети, проверка её достоверности не составляет труда.
  • Универсальность – сфера применения этой технологии увеличивается с каждым днём. В развитии этой технологии принимают участие крупнейшие представители международного бизнеса и государственных структур.
  • Высокая скорость передачи данных – благодаря технологии блокчейн время одной транзакции может занимать несколько секунд при этом не требуя практически никаких финансовых затрат на комиссии, по сравнению с традиционными способами они минимальны.

К недостаткам относятся:

  • Потребность в хранении большого объёма информации. В настоящее время блокчейн Биткоина занимает более 100Гб места на жёстком диске и с каждой транзакцией это число растёт.
  • Необратимость – отсутствие возможности возврата средств, в случае ошибочной транзакции или мошенничества. Данные записываются в блок 1 раз и впоследствии не могут быть изменены никоим образом.
  • Масштабируемость. При увеличении количества пользователей уже не все транзакции помещаются в блок, из-за его ограниченного размера. Поэтому появляется очередь и увеличивается время, требуемое для проведения транзакции. Справедливости ради, следует сказать, что решение этой проблемы – одна из приоритетных задач разработчиков. Созданы и внедряются сразу несколько технологий, призванных нивелировать этот недостаток.
  • Неопределённый правовой статус. В мире всего несколько государств придали криптовалюте и технологии блокчейн правовой статус. Хотя большинство государств и не ввели прямого запрета, но отсутствие официального признания мешает скорейшему развитию технологии.

Назад к содержанию

Заключение

Технология блокчейна открывает широкие возможности для интеграции её в большинство современных областей. Да, она не лишена некоторых известных недостатков. И лишь время покажет, чем на самом деле выступает блокчейн – денежным пузырём, который лопнет в один момент, как утверждают его противники. Или же это нечто революционное, которое в недалёком будущем изменит наш мир до неузнаваемости. Но в самой сути человека заложена тяга к познанию всего нового и неизвестного, поэтому, в отсутствие однозначного ответа нам остаётся одно – пробовать и использовать открывшиеся возможности в меру своих сил и фантазии.

Назад к содержанию