Основы блокчейна: введение в технологию

Основные принципы работы блокчейна

Блокчейн, независимо от того, в какой сфере он применяется, в финансовой или какой-нибудь другой, должен быть:

• Децентрализованным. Данные хранятся не на центральном сервере, а на множестве компьютеров по всему миру.
• Прозрачным. Каждый желающий может просмотреть любую интересующую его транзакцию в блокчейне и отследить движение монет хоть от самого их появления.
• Неизменным. Блоки, уже добавленные в блокчейн, нельзя отредактировать, удалить или поменять местами. Можно только добавлять новые блоки. Неизменность и необратимость блокчейна обеспечивается распределенной архитектурой сети и использованием хеш-функции.
• Безопасным. Криптография, механизм консенсуса, неизменность данных и децентрализованный способ их хранения — все это делает блокчейн максимально безопасным.

Тенденции развития технологии в будущем

В будущем технология, которая позволяет блокам работать в цепочке, будет продолжать свое развитие и станет еще более инновационной. С каждым годом список применений блоков будет расширяться, от финансовых транзакций до управления цепочками поставок и даже в области здравоохранения.

1. Расширение сферы применения	В будущем технология блоков будет использоваться во многих отраслях, помимо финансов. Это позволит улучшить прозрачность и эффективность процессов в различных сферах экономики.
2. Улучшение безопасности	С постоянным совершенствованием технологии блоков, будут разрабатываться новые методы защиты данных и увеличиваться надежность систем.
3. Интеграция в повседневную жизнь	Возможно, в будущем блокчейн станет неотъемлемой частью нашей жизни, применяясь во всех сферах, от управления умными городами до организации идентификации личности.

Таким образом, технология блокчейн будет непрерывно развиваться, открывая новые горизонты и возможности для улучшения и упрощения многих аспектов нашей жизни.

5 мифов о блокчейне – так ли он надежен на самом деле

Несмотря на все преимущества блокчейн-технологии, до совершенства ей ещё далеко. Применение на практике сопряжено с рядом трудностей и ограничений.

Кроме того, есть несколько стойких заблуждений о блокчейне, которые не соответствуют действительности либо соответствуют лишь отчасти.

Миф 1. Блокчейн вечен

Считается, что информация, записанная в блоках, остаётся там навсегда. В теории это возможно, но не на практике. Рост вместимости жестких дисков просто не поспевает пока за ростом объёма цепочек.

Кроме того, что базы надо хранить, приложения для использования той же криптовалюты нужно ещё и скачивать на компьютер, если вы хотите пользоваться полноценным кошельком.

Каждый, кто хотя бы раз это делал, знает, что этот процесс занимает не один час. И даже не один день. Легче пользоваться онлайн-кошельком, но тогда это уже будет не совсем блокчейн.

Миф 2. Блокчейн – гигантский распределенный компьютер

Не совсем так, а точнее, совсем не так. Никакого распределения функций и синергии не происходит. Данные просто многократно дублируются. Каждый узел в системе делает одно и то же – проверяет транзакции, записывает их в блоки, хранит историю.

Миф 3. Блокчейн полностью заменит обычные деньги

Увы или к счастью, но до этого ещё далеко. Биткоин-система способна обработать за секунду максимум 7 операций. А записываются транзакции лишь раз в 10 минут. После этого нужно ещё подождать для надёжности минут 50.

Биткоин-система пока не заменит привычные нам деньги, поскольку пока что скорость обработки транзакций позволяет совершить лишь 7 операций в секунду

На оплату обычными деньгами уходит в сотни раз меньше времени. Та же система «Виза» выполняет тысячи операций в секунду и способна при необходимости увеличить мощности.

Миф 4. Блокчейн децентрализован, а поэтому – нерушим

Формально это правда – единого центра у блокчейна нет. Но зато майнеры – те, кто поддерживает работу системы – объединены в пулы.

Сообщества майнеров находятся, как правило, где-то в одной локации (например, в Китае). Это обстоятельство значительно упрощает задачу потенциальных злоумышленников, которые замыслят разрушить биткоин-систему.

Миф 5. Открытость блокчейна – это хорошо

Для кого как. Анонимность анонимностью, но если Вася переводит деньги Пете, с которым знаком лично, никакие псевдонимы тут не помогут. Петя будет знать обо всех финансовых операциях Васи и наоборот.

Для физических лиц это ещё терпимо, а вот для компаний раскрывать свои финансовые дела перед посторонними крайне нецелесообразно. Все операции с контрагентами, клиентами, продажи и закупки станут известны. И тогда прощай коммерческая тайна.

Часто задаваемые вопросы

Где хранятся данные блокчейн транзакций?

Данные блокчейн-транзакций объединяются в блоки и хранятся в сети, на распределенных узлах (компьютерах каждого ее участника).

Кто проверяет сеть блокчейна?

Сеть блокчейна никем не проверяется и не контролируется, кроме самих участников – в этом ее основное достоинство.

Почему технологию блокчейн почти невозможно взломать?

Технология децентрализована и прозрачна. Внутренние алгоритмы работы защищают ее от хакерских атак – чтобы взломать систему, нужен единовременный доступ к большинству вычислительным мощностям сети. В противном случае хакерская атака не будет эффективной.

Примеры использования

Технология блокчейн вызывает пристальный интерес у пользователей по всему миру Многие криптовалюты уже в течение нескольких лет используются в качестве реального платежного средства — правда, пока речь обычно идет о покупке нелегальных товаров на черном рынке.

Технология блокчейн позволила развиться новому способу финансирования стартапов — ICO. Компании, предлагающие рынку новые идеи, объявляют сбор средств на реализацию своих проектов среди частных пользователей. В обмен на деньги инвесторов организаторы ICO раздают токены, которые могут быть проданы на бирже или сохранены в криптовалютном кошельке в надежде на рост курса.

Цифровая наличность довольно часто применяется для сбора средств в благотворительных проектах. Например, в 2014 году монета Dogecoin несколько раз использовалась для финансирования спортсменов, которым не хватало средств для участия в важных соревнованиях. Благодаря тому, что создатели таких систем описывали работу криптовалют и технологии блокчейн простыми словами, к этому новому течению смогли приобщиться сотни тысяч активных пользователей.

Корпорации и государства также проявляют живой интерес к возможностям технологии. IBM, Alibaba и другие IT-гиганты уже внедряют блокчейн в отдельные сегменты своего бизнеса. Многие российские компании, такие как Сбербанк, Альфа-Банк и S7 Airlines, активно тестируют возможности блокчейна по снижению издержек на содержание IT-инфраструктуры. Глава Сбербанка Герман Греф считает, что многие традиционные виды бизнеса могут исчезнуть по мере совершенствования технологии:

Интерес к блокчейну проявляют и государства. С января 2018 года швейцарский город Кьяссо принимает оплату налогов в биткоинах. В Москве с 2017 года тестируется блокчейн-платформа для голосования по вопросам городского управления в системе «Активный гражданин». Российский премьер-министр Дмитрий Медведев полагает, что появление технологии распределенного реестра может иметь длительные последствия:

Сегодня блокчейн сталкивается со множеством вызовов, которые носят как технический, так и законодательный характер. Если технология успешно преодолеет эти барьеры, она сможет прочно закрепиться во многих сферах нашей жизни.

В чем преимущества технологии блокчейн

У системы множество плюсов – она децентрализована, её почти невозможно взломать, а вся информация, которая формируется в блоки, автоматически подвергается шифрованию.

При этом данные, которые поступают в блокчейн, изменить задним числом невозможно – в теории они хранятся там вечно и не на серверах, а на каждом компьютере одновременно.

Распространение информации без копирования многие уже сейчас называют новым интернетом или интернетом ценностей. Чтобы получить общее представление о технологии, вообразите себе огромную базу данных, которая тысячи раз продублирована в сети и регулярно обновляется, когда в неё добавляются новые блоки.

Такая структура обладает массой преимуществ – поговорим о них подробно.

1) Прозрачность сделок

Сеть блокчейн пребывает в состоянии постоянного консенсуса – то есть регулярно проверяет сама себя, проводя своеобразный аудит цифровой экосистемы. При этом все данные, внедренные в сеть, остаются прозрачными – информация обо всех операциях доступна каждому пользователю.

2) Отсутствие центрального сервера

Благодаря отсутствию централизованного хранилища информации, взять блокчейн-систему под контроль практически невозможно – чтобы изменить данные сразу во всей сети, нужны неограниченные вычислительные мощности. База распределяется среди всех участников, значит, остаётся почти неуязвимой.

Это кардинально новый подход к хранению важных данных. Сейчас любая значимая информация где-то хранится. Вы купили дом, автомобиль, зарегистрировали брак, оформили страховку или перевели деньги – все сведения об этих операциях фиксируются где-то на серверах.

А любой сервер можно взломать – это вам скажет любой хакер. Да и лица, которые имеют доступ к данным, могут залезть в базу и изменить информацию.

Высокая защищенность информации в Блокчейн-системе объясняется тем, что данные хранятся одновременно на всех узлах системы

Блокчейн строится по кардинально иному принципу – информация распределена по тысячам, а то и миллионам компьютеров: залезть сразу во все узлы и изменить данные практически нереально.

3) Наличие полной копии базы у каждого пользователя

Поскольку у каждого участника блокчейн-сети есть обновляемая копия базы данных, согласовывать информацию с другими пользователями не нужно.

Когда в цепь вводится новая транзакция, это подтверждается всеми участниками системы. Хронлогический порядок распределения блоков, а также сами данные изменить нельзя.

4) Быстрые и точные транзакции

Децентрализованная система со встроенной защитой от взлома позволяет проводить транзакции быстро, точно и без посредников. Банки, обменники, платёжные системы, нотариусы больше не нужны – подлинность транзакций проверяют и подтверждают все участники системы.

5) Шифрование данных

Данные, которые формируются в блок, шифруются в автоматическом режиме. Криптография – гарантия полной безопасности данных. Хеширование в блокчейнах гарантирует необратимость всей цепи транзакций, а цифровые подписи и ключи двух видов делают информацию внутри блоков недоступной для посторонних.

Хотите углубиться в тему – читайте статью нашего журнала «Блокчейн обучение».

Бухгалтерия Дикого Запада

В основе Bitcoin лежит так называемая цепочка блоков транзакций, или блокчейн (blockchain), — грандиозная база данных, в которой хранятся сведения обо всех операциях, совершенных с этой валютой. Блокчейн можно сравнить с гроссбухом — главной бухгалтерской книгой, где фиксируют приход и расход средств на балансе организации.

В настоящем гроссбухе каждая строка представляет собой проводку — запись об изменении баланса организации. В столбце «Дебет» бухгалтер указывает, насколько уменьшился ее баланс. В столбце «Кредит» — насколько он вырос.

Записи в блокчейне очень похожи. У каждой отраженной в нем проводки, или, если использовать жаргонное наименование, «транзакции», есть «входы» и «выходы». Баланс отправителя транзакции сокращается на сумму, которая указана на ее входах. Выходы сообщают, насколько увеличится баланс получателей.

Средства, на которые ссылаются входы транзакции, распределяют между одним или несколькими выходами. Остаток направляют на выход, адресованный самому себе, — это сдача
Другие статьи в выпуске:

Xakep #207. Дистанционное банковское ограбление

• Содержание выпуска
• Подписка на «Хакер»-60%

Похожие базы данных имеются у любой платежной системы или банка. При совершении платежа они проверяют, что на счету клиента хватает средств, а затем снимают деньги с его баланса и прибавляют к балансу получателя.

Отличие сети Bitcoin в том, что она децентрализована. У нее нет верховного сервера, который контролирует внесение изменений в базу данных и следит, чтобы никто не тратил больше денег, чем имеет. Действующая копия блокчейна хранится на тысячах равноправных узлов, и добавлять туда новые записи может кто угодно.

Для банков и платежных систем такая ситуация немыслима. Если бы в их базах данных могли копаться посторонние, этим тут же воспользовались бы мошенники. Ничто не помешало бы им переписать себе средства с чужих счетов или расплатиться деньгами, которых у них нет.

Но блокчейн — это не обычная база данных. Он с самого начала рассчитан на использование в тех ситуациях, когда никому нельзя доверять. Именно это и делает его интересным.

Повысить доверие в сети

Проблема. Когда в сделке нет посредников, любой участник может обмануть другого. Поэтому в любых одноранговых сетях возникает недоверие между участниками.

Игроки в настольной игре «Мафия» не знают у кого какая роль, поэтому не доверяют друг другу.

Решение. В блокчейне проблема решается с помощью алгоритмов, по которым создаются блоки. Сеть не допускает изменений, с которыми не согласны большинство пользователей. Таким образом, злоумышленники не могут менять или удалять информацию.

️Пример. Блокчейн является гарантом подлинности информации, поэтому обеспечивает доверие среди участников цепочки поставок, например, пищевой продукции. Покупатели хотят платить только за качественную продукцию. Магазин хочет избежать появления контрафакта на своих полках. А еще в данной цепочке поставщики и фабрики, которые тоже преследуют свои цели. Если все участники договорятся о внедрении блокчейна, то процесс станет прозрачнее и выгоднее для всех сторон. Таким образом поступил швейцарский производитель тунца Gustav Gerig AG. Блокчейн объединил всех участников цепочки и позволил легко отследить происхождение недоброкачественной продукции. На каждой упаковке есть QR-код. Пользователи могут его отсканировать, чтобы узнать информацию: дату изготовления, тип тунца и даже лодку, на которой его поймали.

Все участники цепочки поставки тунца видят действия друг друга в блокчейне

Антипример. Когда у всех пользователей одинаковые интересы, смысла в применении блокчейна нет. Например, для документооборота между магазинами одной компании. У компании единое руководство и строгая иерархия: совет директоров, филиалы, отделы. Если кто-то из сотрудников действует в ущерб, его можно просто уволить. Поэтому одноранговая архитектура сети только усложнит работу. Наладить документооборот в такой организации проще в рамках архитектуры «клиент-сервер‎».

Виды блокчейна:

1.       Публичный. Он абсолютно открыт, все знают обо всех активах, база хранится на любом компьютере. Майнером может стать любой человек, и майнеры конкурируют друг с другом за закрытие блока.

Публичный блокчейн подразумевает, что происходит абсолютная децентрализация. Нет ни одного лица, который управляет всем этим.

2.       Сервисный. Все знают обо всех операциях, база хранится распределено на любом компьютере. Но количество майнеров ограничено. Мы сами можем создать свой блокчейн для своих целей. Соответственно, между майнерами нет конкуренции, они договариваются об условиях функционирования системы. Они контролируют ее. Те, кто хранят систему, становятся клиентами майнеров.

3.       Приватный. Доступ к реестру имеет ограниченное количество пользователей. База хранится распределено, но только между компьютерами, которые входят в эту систему.

Что такое Блокчейн (blockchain) ?

Блокчейн — это распределенная и децентрализованная технология, призванная изменить подход к цифровым транзакциям. По сути, блокчейн — это цепочка блоков, выстроенная по определенным правилам, где каждый блок содержит собственную хеш-сумму и хем-сумму предыдущего блока. Сами хеш-суммы хранятся в хронологическом порядке и являются неизменяемыми. Основным преимуществом технологии является ее способность обеспечивать безопасный, прозрачный и децентрализованный способ регистрации и проверки транзакций и данных. Это уникальное сочетание характеристик привело к повсеместному энтузиазму и принятию технологии.Представьте себе бухгалтерскую книгу, которую невозможно изменить или манипулировать ею. Именно это и предлагает блокчейн. Как только транзакция записана, она высечена в «цифровом камне»

Такая прозрачность делает блокчейн идеальным инструментом для сценариев, в которых очень важно доверие.Хеш-сумма — это значение, полученное при помощи применения определенного алгоритма, состоящее из чисел, букв и знаков, позволяющее удостовериться в целостности и подлинности данных.

Перспективы развития

За несколько лет Blockchain превратился в незаменимый инструмент, который применяется во всех сферах человеческой жизни. К примеру, Европейский Союз уже рассматривает блокчейн в качестве системы голосования и защиты от фальсификации данных.

Кроме того, мы активно используем всемирную сеть для быстрого и лёгкого обмена информацией. Однако, когда вопросы касаются пересылки ценностей, мы прибегаем к помощи традиционных банков. Технология Blockchain может заметно упростить различные финансовые операции: регистрация сделок, подтверждение личности и заключение контрактов.

Стоит отметить, что сферы внедрения блокчейна никак не ограничиваются. Это могут быть как политические выборы, так и благотворительности. Получается, что практическое применение подобного детокса, основанного на прочной цепочке из блоков, не оставляет никаких сомнений!

4 основных принципа работы блокчейна

Децентрализованность

В технологии блокчейн «записная книжка», или база данных, размещена в Интернете. Обычно информация, размещенная в Сети, хранится где-то в одном месте, на центральном сервере.

Однако, при использовании блокчейна центральный сервер отсутствует. Информация дублируется на множестве компьютеров без единого центра. Это «одноранговая сеть». Получается, что наша «книжка» существует не в одном экземпляре, хранящемся на одном компьютере, а на множестве компьютеров в Сети.

Таким образом, у нас есть не одна «записная книжка», а множество «записных книжек» с одинаковой информацией.

Поэтому для того, чтобы стереть какие-то записи или вырвать страничку из «книжки», придется это сделать не в одной, а во всех «книжках». Если изменить что-то в одной книжке – информация сохранится в остальных.

Достоверность

Компьютеры в сети Blockchain постоянно сверяют информацию между собой. Новая информация записывается в «книжку» только после проверки ее правильности несколькими компьютерами в сети.

Под «правильностью» понимается, что любая новая информация не должна противоречить уже имеющейся в блокчейне.

Представим себе, что в блокчейне хранится информация о переводах и остатках на счетах. Например, в «книжке» есть запись: «У Васи есть 100 рублей».

Теперь Вася хочет перевести Маше свои 100 рублей и записать эту информацию в «книжку»: «Вася перевел Маше 100 рублей». Он пытается сделать такую запись, но, прежде чем система позволит ему сделать перевод, блокчейн опросит несколько компьютеров (сверит информацию с несколькими «записными книжками»): «А есть ли у Васи 100 рублей, которые он переводит?»

Только если все опрошенные компьютеры-«книжки» подтвердят: «Да, у Васи есть 100 рублей!», только тогда система позволит Васе сделать запись о переводе денег. Перевести больше, чем у Васи есть, система не даст, даже если Вася взломает свой компьютер и запишет, что у него есть не 100 рублей, а миллион.

За счет такой проверки правильность записей в «книжке»-блокчейне гарантируется сетью компьютеров, а не каким-либо человеком, организацией или отдельным компьютером.

Неизменность

Информация в «записной книжке» блокчейна не может быть изменена, так как при применении этой технологии все записи неразрывно связаны между собой. Собственно, слово «блокчейн» («blockchain») в переводе с английского означает «цепочка блоков». Это означает, во-первых, что наша «книжка» заполняется не одиночными записями, а целыми страницами.

Отдельный блок в блокчейне – это и есть такая «страница». Как только в системе набирается достаточное количество проверенной информации, чтобы можно было заполнить блок — соответствующий блок формируется. То есть в «книжке» появляется новая «страница» с записями.

Во-вторых,все странички в блокчейне связаны между собой. Условно в нашей «записной книжке» это можно представить так: в начале каждой новой страницы напечатана уменьшенная фотография предыдущей страницы. Таким образом, каждая страница связана с предыдущей, и все вместе они формируют «цепь».

Поэтому невозможно изменить записи на какой-то одной отдельной странице. Измененная страница не будет совпадать со своей ранее сделанной фотографией. Поэтому следующую страницу тоже придется «подчищать». А после «подчистки» этой страницы опять обнаружится несоответствие с фотографией — и так далее до конца «книжки». Чтобы изменить какую-то одну запись, придется переписывать всю «записную книжку».

На самом деле, конечно, никаких фотографий в блокчейне нет (пример с фотографиями сделан для наглядности). Для хранения информации о предыдущем блоке используется криптографический алгоритм (то есть алгоритм шифрования).

Подробнее о криптографическом алгоритме, хэш-функции и майнинге можно прочитать здесь.

Прозрачность работы

Любой желающий может посмотреть всю информацию, хранящуюся в блокчейне. То есть, наша «записная книжка» лежит в публичной библиотеке, каждый может взять ее и почитать.

Перечисленные свойства делают технологию блокчейн уникальным способом хранения информации.

https://youtube.com/watch?v=Q8q7EHwl0Os

Что такое Blockchain

Чтобы окончательно разобраться с понятием данной технологии, обратитесь за помощью к следующим правилам:

• Блокчейн — это непрерывная цепочка блоков с данными, где каждый последующий блок связан с предыдущим путём набора определённых записей;
• Каждый блок включает в себя все сведения цепочки (с самого первого блока);
• Новые блоки присоединяются к самому концу цепочки, позволяя ей нарастать словно снежному кому;
• Все блоки сети имеют строгую хронологию и криптографическую подпись из сложных математических алгоритмов;
• Каждое изменение в системе поддаётся криптографической подписи;
• Операции внутри сети проходят регистрацию и обработку без участия сторонних ресурсов;
• Текущее состояние Blockchain регулярно выгружается и синхронизируется миллионами компьютеров в мире, которые называются узлами или нодами;
• Узел (нод) — это отдельно взятый компьютер, который хранит полную информацию об актуальном состоянии блокчейна.

Заключение

Можно заключить, что технология блокчейн по праву считается эффективным детоксом в финансовом мире. Получается, что клиенты прилагают меньше усилий и получают больший результат. Согласитесь, что это выглядит довольно привлекательно!?

Также, я советую прочитать на моём сайте об электронном кошельке Blockchain Wallet, который напрямую связан с данной технологией. Безусловно, эти знания не помешают в вашей деятельности!

Надеюсь, что моя статья помогла вам и не оставила никаких вопросов

Если же это не так, то оставляйте свои комментарии ниже! Спасибо за внимание! Всем удачи и до новых встреч!