Как работает технология Blockchain
«Что такое Блокчейн?» - это вопрос, который все больше и больше людей спрашивают сегодня. С момента своего появления в 2009 году он неуклонно растет в популярности. Предполагается, что он нарушит потоки транзакции и создаст новые бизнес-модели.
Blockchain является, несомненно, гениальным изобретением - детищем человека или группы людей, известных под псевдонимом, Сатоси Накамото. Но с тех пор он превратился во что-то большее.
Оптимисты полагают, что в недалеком будущем технология Блокчейн избавит мир от бюрократии, коррупции, нечестных выборов, интернет-мошенничества и невыполненных договорных обязательств. Blockchain спасет нас всех, и на Земле наступит эпоха процветания и мира.
Мы не знаем, насколько оправдан такой прогноз, время покажет. До сих пор ясно одно: Blockchain - действительно революционный, принципиально другой способ хранения и передачи информации по сети, имеющий множество возможностей для практического использования.
В этой статье мы расскажем вам, что представляет собой технология блочной цепи, каковы ее преимущества и как она работает. И мы попытаемся развеять самые распространенные заблуждения и мифы о Блокчейне и объяснить, почему Биткоин вряд ли заменит традиционные деньги в ближайшие 10 лет.
Что такое Blockchain
Blockchain – это неподкупная цифровая книга экономических транзакций, которая может быть запрограммирована на запись не только финансовых транзакций, но и практически всех ценностей.
Данное определение взято из книги Blockchain Revolution, автороство Дон и Алекс Тапскотт.
Блокчейн представляет собой «цепочку блоков», которая точно отражает сущность явления. Информационные блоки собираются в последовательной цепочке и защищены криптографическим шифрованием.
Цепочки информации не сохраняются на каком-либо конкретном сервере, но существуют одновременно на всех компьютерах, подключенных к сети.
Считается, что широко распространенное внедрение Blockchain — технологий изменит весь мир. Почему? Потому что, децентрализованная система Блокчейн не может быть изменена, т. е. взломана или подделана.
Одновременно нет необходимости, чтобы посредники совершали операции, связанные с передачей важной информации. Информация передается по протоколу peer-2-peer - от пользователя к пользователю.
В этом случае каждый участник имеет информацию о других участниках, а также доступ ко всей истории транзакций, совершаемых в системе.
Блок-цепь является самодостаточной, но в то же время чрезвычайно открытой структурой и для ее работы третьи стороны не нужны. Именно эта цель - отсутствие посредников - преследовала создателей Биткойнов, когда они разработали протокол для передачи криптовалюты от пользователя к пользователю.
Цифровые деньги передаются через сеть без помощи помощников, а это означает, что нет необходимости в банковских услугах и платежных системах. В то же время только владелец владеет шлюзовым замком. Деньги не проходят через третьи лица (банки), а ваши расходы и операции не контролируются кем-либо.
Не только денежные операции, но и любые другие операции, в которых существует риск неспособности одной из сторон выполнить определенные условия, защитят и обеспечат блочную процедуру.
Блоки соединены в схему с использованием сложных математических алгоритмов. Каждый новый блок привязан строго к предыдущему, имеет уникальную подпись и временную метку. Добавление новой ссылки в цепочку подтверждается каждым участником системы и приводит к автоматическому обновлению реестра.
Если появляется новый блок, информация об этом появляется во всех базах данных. Чтобы взломать эту систему, вам нужно получить доступ к более чем половине всех компьютеров, задействованных в сети, и это технически маловероятно.
Как работает Блокчейн: Инфографика
Технология Blockchain предлагает возможность для ненадежных сторон достичь консенсуса в отношении общей цифровой истории. Общая цифровая история важна, поскольку цифровые активы и транзакции в теории легко подделываются и / или дублируются. Технология Blockchain решает эту проблему без использования доверенного посредника.
Ниже, на рисунках, мы попытаемся схематично отобразить, как функционирует Блокчейн схема.
Рисунок 1: Как работает Blockchain.
Рисунок 2: Транзакция цепочки.
Рисунок 3: Иллюстрация централизованных, децентрализованных и распределенных реестров транзакций.
Принцип работы Блокчейн – описание технологии
Принцип операции Blockchain станет ясен, если мы рассмотрим его, используя пример денежной транзакции в криптовалюте.
Поскольку цифровые деньги - это всего лишь блоки информации, алгоритм будет иметь значение для любых операций блокировки.
Шаг 1. Решение о транзакции и ее передача в сеть
У вас есть Биткоин-кошелек, и вы решили договориться о покупке в интернет-магазине, который принимает цифровые деньги. Вы решили выполнить транзакцию и перевести свои средства в сеть, состоящую из одноранговых узлов.
Шаг 2. Передача операции в сеть P2P
Операция входит в компьютерную сеть с использованием специальных алгоритмов. Криптографическое шифрование транзакции автоматически запускается и создается новый уникальный блок, в котором есть ссылка на предыдущую ссылку и временную метку.
Шаг 3. Проверка
Новый блок отправляется для проверки на все узлы системы, причем каждый узел доставляет его в свою базу данных. Цепь обновляется, что автоматически и одновременно отражается в общем реестре.
Процедура проверки транзакции и состояния пользователя называется валидацией.
Шаг 4. Подтвердите транзакцию и создайте новый блок данных
После подтверждения новый блок данных занимает свое уникальное место в цепочке и становится его полноценной частью. Информация об операции доступна для всех пользователей, но содержимое самого блока предназначено только для тех, у кого есть закрытый ключ.
Шаг 5. Добавление нового блока в цепочку
Получатель транзакции получает Биткоины на свой кошелек, что подтверждается обеими сторонами. Каждая такая транзакция представляет собой отдельный блок, который становится полной ссылкой в цепочке. Подлинность и уникальность нового блока подтверждаются всеми участниками сети.
Это краткое описание основы Блокчейна.
Плюсы и минусы Блокчейна
У этой структуры есть много преимуществ, хотя не меньше и недостатков - давайте поговорим о них в деталях.
Преимущества
Система имеет много плюсов - она децентрализована, ее практически невозможно взломать, и вся информация, которая формируется в блоки, автоматически зашифровывается.
Прозрачность транзакцийСеть отрядов находится в состоянии постоянного консенсуса, то есть она регулярно проверяет себя путем проведения своего рода аудита цифровой экосистемы. В то же время все данные, встроенные в сеть, остаются прозрачными - информация обо всех операциях доступна каждому пользователю, что является огромным плюсом Блокчейна.
Например, чтобы просмотреть всю историю биткойн-транзакций, достаточно перейти на BlockExplorer, здесь вы можете найти информацию обо всех транзакциях и передачах этого криптовалюта.
Отсутствие центрального сервераИз-за отсутствия централизованного информационного хранилища практически невозможно контролировать блок-систему - для изменения данных сразу во всей сети требуется неограниченная вычислительная мощность. База распределена между всеми участниками, поэтому она остается почти неуязвимой.
Это принципиально новый подход к хранению важных данных. Теперь любая значимая информация хранится где-то. Вы купили дом, машину, зарегистрировали брак, устроили страховку или перевели деньги - вся информация об этих транзакциях фиксируется где-то на серверах.
И любой сервер может быть взломан - любой хакер может вам рассказать. И люди, которые имеют доступ к данным, могут попасть в базу данных и изменить информацию.
Блок-цепочка построена по принципиально другому принципу - информация распространяется на тысячи, и даже миллионы компьютеров: подниматься прямо во все узлы и менять данные практически невозможно.
Наличие полной копии базы данных для каждого пользователя
Поскольку каждый член блочной сети имеет обновленную копию базы данных, нет необходимости координировать информацию с другими пользователями.
Когда в цепочку вводится новая транзакция, это подтверждают все участники системы. Хронологический порядок распределения блоков, а также самих данных не может быть изменен.
Ключ доступа к определенному информационному блоку (например, от кошелька) доступен только для его владельца, это также достоинства Блокчейна.
Быстрые и точные транзакцииДецентрализованная система со встроенной защитой от взлома позволяет проводить операции быстро, точно и без посредников. Банки, биржи, платежные системы, нотариусы больше не нужны - аутентичность транзакций проверяется и подтверждается всеми участниками системы.
По принципу точности, основанной на растущей популярности бизнес-смарт-контрактов, то есть умных контрактов. «Умный договор» основан на другом принципе. Такой договор выполняется только при соблюдении определенных условий (принцип «если ..., тогда ...»). Разбить смарт-контракт невозможно, а также изменить условия контракта.
В обычном договоре указываются обязательства сторон, условия осуществления соглашения и последствия нарушения договора. Всегда есть риск, что никто не заплатит, а другие не получат того, чего хотят.
Шифрование данныхДанные, которые генерируются в блоке, зашифровываются в автоматическом режиме. Криптография является гарантией полной защиты данных. Хеширование в блочных блоках гарантирует необратимость всей цепочки транзакций, а цифровые подписи и два типа ключей делают информацию внутри блоков недоступными для аутсайдеров.
Недостатки
Система действительно хороша в некоторых вещах и абсолютно ужасна в других. Три основных проблемы Блокчейна касаются его масштабируемости, анонимности и экономической жизнеспособности.
Является ли блок-цепь масштабируемой?Чтобы работать с блочной цепочкой, многие участники должны хранить обновленные копии. Это означает, что одна и та же база данных хранится тысячами узлов. Это довольно неэффективно.
Если бы мы посмотрели, как развивались технологии за последние пятнадцать лет, Блокчейн противоречит логике облачных вычислений. Тенденции облачных вычислений к единой базе данных, к которым могут обращаться несколько узлов. Эти узлы не должны хранить свою собственную частную копию этой базы данных.
Кроме того, узлы, на которых хранятся копии блочной цепи, получают постоянные обновления. Эти узлы распределены по всему миру. Из-за этого блокировки имеют высокую задержку (время ожидания - это время, необходимое для перемещения данных по сети).
В результате технология Blockchain сталкивается с проблемами масштабирования. Биткойн может обрабатывать около 4-5 транзакций в секунду. Ethereum составляет около 25 транзакций в секунду. Visa может обрабатывать более 24 000 транзакций в секунду.
Является ли Blockchain анонимным?В первые дни Биткоина технология Blockchain, как и многие развивающиеся технологии, широко использовалась в незаконной деятельности.
Почему технология такого типа, как Биткойн, эффективна для такого предприятия? Несмотря на то, что отчет о транзакциях Bitcoin является общедоступным, глобальный децентрализованный характер сети означает, что ни одна организация, как правительство США или Visa, не может закрыть ее, заморозить средства или обратные транзакции. И в те ранние годы было очень сложно связать Биткоин-кошелек с данным человеком, даже если есть доказательства того, что кошелек использовался в незаконной деятельности.
Одна из причин, по которой Биткоин приобрел более высокую популярность в качестве магазина ценных бумаг и финансового инструмента, заключается в том, что он уже не является анонимным, как в те ранние годы. Большинство основных услуг, которые позволяют вам покупать и продавать Биткойн, используют стандарты «знай своего клиента» (KYC), а правоохранительные органы стали более искусными в отношении связывания транзакций Биткоина с конкретными людьми. Существуют и другие проекты, которые появились в попытке использовать технологию Blockchain для защиты анонимности пользователей (например, Monero и ZCash), но они значительно менее популярны.
Является ли Блокчейн экономичным?Одним из ключей к технологии Blockchain, являющихся жизнеспособными в долгосрочной перспективе, является то, что транзакции, могут выполняться с минимальными комиссионными. Тарифы важны, потому что они стимулируют майнеров к своевременному добавлению ваших транзакций в цепочку, но высокие сборы затрудняют убеждение потенциальных пользователей в том, чтобы широко использовать систему.
В декабре 2017 года средний размер транзакционной платы в сети Bitcoin достиг максимума в 34 доллара за транзакцию. Компании, такие как Stripe and Valve, объявили, что больше не будут принимать платежи Bitcoin из-за высоких комиссий.
Сегодня средний размер транзакции в сети Bitcoin составляет около 300 долларов США, тогда как медианная транзакционная плата колеблется от 0,10 доллара США - это плата за транзакцию в размере 0,03%, намного лучше, чем 0,7% от ее максимального уровня.
Несмотря на то, что сборы снизились, Bitcoin по-прежнему не способен к повседневной торговле - платформе придется решать проблемы с масштабированием, временем транзакций и т. д., прежде чем он будет готов к высшей лиге.
Пять мифов о Блокчейне
Несмотря на все преимущества технологии Blockchain, она еще далека от совершенства. Применение на практике сопряжено с рядом трудностей и ограничений.
Кроме того, существует несколько постоянных заблуждений о Блокчейне, которые не соответствуют действительности или соответствуют только частично.
Миф 1. Блокчейн веченСчитается, что информация, записанная в блоках, остается там навсегда. Теоретически это возможно, но не на практике. Рост емкости жестких дисков просто не отстает от роста объема цепей.
Кроме того, чтобы база данных была сохранена, приложения для использования одной и той же криптовалюты также должны быть загружены на компьютер, если вы хотите использовать полный кошелек.
Каждый, кто это делал хотя бы один раз, знает, что этот процесс занимает больше одного часа. И даже не один день. Легче использовать онлайн-кошелек, но тогда это будет не совсем блок.
Миф 2. Блокированный кеш - гигантский распределенный компьютерНе совсем, точнее, совсем нет. Нет распределения функций и синергии. Данные просто дублируются несколько раз. Каждый узел в системе делает то же самое - он проверяет транзакции, записывает их в блоки, сохраняет историю.
Миф 3. Blockchain полностью заменит обычные деньгиУвы, или, к счастью, но до этого еще далеко. Система Биткойнов способна обрабатывать максимум 5 операций в секунду. Транзакция записывается только один раз каждые 10 минут. После этого вам все равно придется ждать надежности 50 минут.
Требуется в сотни раз меньше платить за обычные деньги. Одна и та же система «Visa» выполняет тысячи операций в секунду и в случае необходимости может увеличить пропускную способность.
Миф 4. Блок-цепь децентрализована, и поэтому - нерушимаФормально это верно - нет единого центра для блокировки. Но шахтеры - те, кто поддерживает работу системы - объединены.
Сообщества шахтеров, как правило, находятся где-то в одном месте (например, в Соединенных Штатах). Это обстоятельство значительно упрощает задачу потенциальных злоумышленников, которые планируют уничтожить систему Биткойнов.
Миф 5. Открытость Блокчейна хорошаАнонимность - анонимностью, но если Вася передает деньги Пети, которого он знает лично, никакие псевдонимы не помогут. Петя узнает обо всех финансовых транзакциях Васи и наоборот.
Для физических лиц это все еще терпимо, но для компаний раскрывать свои финансовые дела посторонним крайне неуместно. Все транзакции с контрагентами, клиентами, продажами и покупками будут известны. А потом прощайте коммерческие секреты. Это очень большие минусы Блокчейна.
Пять способов применения технологии Blockchain
Теоретически технология применима к любым видам деятельности, где существует риск мошенничества, недоверия или ошибок при передаче данных.
Рассмотрим наиболее перспективные и эффективные способы использования блокировки.
Способ 1. Администрирование сетиBlockchain в этом случае играет роль неуязвимого хранилища ключей и списков пользователей, которые имеют право доступа к любым серверам данных, терминалам, сети ATM.
Технология защищает от хакерских атак, ошибок сервера, взлома сетей и устраняет проблему «единого администратора».
Способ 2. Хранение цифровых сертификатовКриптография надежно защищает информацию от несанкционированного чтения, изменения, распространения. Поскольку сертификаты хранятся не на серверах, а в сети, невозможно получить незаконный доступ к ним, а также перехватывать пароли пользователей.
Способ 3. Доказательство собственностиПодтверждение и передача прав собственности станут простой, почти мгновенной и безопасной операцией, если мы применим блок-технологию в эту сферу.
Достаточно для человека, который имеет доступ к своему блоку для создания новой информации в блоке, а информация о праве собственности будет распространяться по всей системе.
Способ 4. Создание системы DNSС помощью блокбастера распространение имен в доменных сетях станет абсолютно безопасным. Никакие DDoS-атаки больше не будут пугать обычных граждан, ни финансовых, ни правительственных организаций.
Способ 5. Идентификация и подтверждение прав доступаУже некоторые продвинутые компании используют блокирующее оборудование для идентификации своих клиентов, сотрудников и пользователей системы. Применение «цепочки блоков» намного дешевле и эффективнее любых других методов защиты данных и подтверждения прав доступа.
Будущее Blockchain
Мы ожидаем широкого применения платформ Blockchain и Smart Contract. Одноразовая неизменяемая база данных, которая может безопасно хранить и передавать цифровые активы, является действительно разрушительной идеей, которая может изменить мир. Блокированные цепи могут стать нормой для записей данных раньше, чем мы думаем.
Блокчейн технология - будущее человечества. Но пока современные компьютеры не смогут обеспечить вычислительной мощностью в нужном количестве, он все еще будет далек от внедрения во все сферы.
Все о технологии Блокчейн (видео)
