Инфопортал
Назад

Блокчейн: что это такое простыми словами, как работает технология blockchain и преимущества использования

Опубликовано: 11.07.2020
0
0

Основные принципы блокчейн

По факту, блокчейн — это некий электронный реестр, в который записывается информация. Но эти данные никогда не могут быть изменены или удалены.

Цепочку, состоящую из блоков, в блокчейне можно представить как книгу, состоящую из страниц. Каждая новая страница пишется в режиме «онлайн», а у остальных страниц нет возможности быть выдранными или поправленными.

Для начала нужно понять из чего состоят блоки.

На сегодняшний день систем блокчейн много, и у каждой есть свои нюансы, но в целом они работают по одинаковому принципу.

Мы разберем блокчейн-биткойн и блокчейн, на котором осуществляются различные денежные операции, переводы и транзакции.

Транзакция — это не только денежный перевод. Под транзакцией вы можете выполнить какой-то скрипт, либо просто записать некую заметку в блокчейне и сохранить какие-либо данные. То есть слово «транзакции» не равно денежному переводу.

Каждый блок имеет параметры nonce (об этом далее), хеш предыдущего блока, хеш текущего блока и сами транзакции. Самое интересное в блоке это транзакции, ведь мы рассматриваем данную систему как замену текущей банковской системы расчетов.

Чтобы понимать, как устроены транзакции, просто представьте страницу книги, где записано к примеру:

  1. Олег перевел Никите 100 долларов.
  2. Некто перевел кому-то еще сколько-то денег.

И в одном блоке записана пара тысяч таких транзакций. Когда блок заканчивается — он закрывается, подписывается и переходит на новый блок.

Все транзакции, все хеши формируются по дереву Меркла.Еще до появления технологии блокчейна многие из нас уже пользовались торрент-клиентами для скачивания файлов на свои носители. Именно там изначально и использовалось дерево Меркла. Когда вы скачивали что-либо к себе на компьютер, вы могли видеть строку, заполняемую некими мелкими кубиками.

То же самое происходит и в блокчейне: после того как блок полностью заполняется транзакциями, из каждой транзакции берется некий хеш, то есть это хеш-суммы, цифровые отпечатки от данной транзакции.

Сама транзакция весит гораздо больше своей хеш-суммы.

Хеш — это некий набор символов, несущий в себе отпечаток. Для каждой транзакции отпечаток будет уникален. Что это значит? Если поменять в хеш-сумме какую-либо точку, или другой символ, система будет воспринимать его как совершенно другой хеш.

В процессе транзакции идет проверка нижнего хеша, после чего, по цепи от хеша к хешу, словно по пирамиде, проверка поднимается к последнему верхнему хешу дерева меркла, где и будет получен общий хеш всех транзакций.

Итак, все транзакции записываются в блок, после чего они хэшируются и получается один определенный хеш. Делается это для проверки целостности всей системы (как и в торрент-клиентах).

Если вдруг какой-то злоумышленник в четвертой транзакции зайдет и добавит себе пару нулей (например, не 100 долларов я перевел, а миллион долларов я перевел), тогда хеш этой транзакции уже будет другой. Соответственно если их соединить с хешем третьей транзакции, то и общий хеш четвертой транзакции будет тоже другой, все дерево будет совершенно другим, а итоговый хеш будет сильно отличаться.

То есть — если хоть один байт, хоть одну точку, запятую или нолик где-то изменить, то итоговый хеш изменится, а нам в блокчейне нужно обязательно проверять все эти суммы, для того, чтобы никто это не изменил и не переписал. Конечно это все проверяется не вручную, а программным образом.

Для «сшивания» одной страницы книги с другой — используется хеш предыдущего блока.Это значит, что берется вся информация из первого блока:

Все это хешируется и уже хеш целой страницы складывается с хешем следующей, а дальше все по уже описанной схеме.

Децентрализация и распределенность

Теперь о том, что касается изменения информации.

Мы уже выяснили, что для обозначенных вычислений, пересчета сумм всех блоков требуются колоссальные вычислительные мощности.

На сегодняшний день сеть блокчейн обладает мощнейшим вычислительным ресурсом на планете. Такие гиганты как Google, Amazon и Apple не стоят даже рядом с мощностями сети блокчейн.

Чем больше людей используют блокчейн, тем мощнее и безопаснее он становится.

Вы являетесь полноправным владельцем блокчейн, можете смотреть историю всех транзакций, которые совершались на каждой странице.

В тот момент, когда люди начинают интересоваться системой блокчейн, устанавливают электронные кошельки себе на компьютер — они становятся узлами.

Например, у одного человека на компьютере стоит копия блокчейна. Есть еще один компьютер, на котором стоит своя копия блокчейна, и таких компьютеров десятки тысяч. Если какой-то злоумышленник захочет взломать систему и «нарисовать» себе миллион, мало того, что ему придется пересчитывать все эти блоки, ему еще придется сделать это в каждом компьютере, на каждом узле.

Допустим наш хакер переписал все блоки, пересчитал все суммы и получил идеальный вариант подмены. После того как злодей захочет отправить этот миллион на свои счета, другие «ноды» (узлы) просто не пустят его, потому что все это дело синхронизируется таким образом, что большее количество узлов с одинаковыми хешами преобладает над меньшим.

Если вдруг находится такой человек, у которого что-то не так с хешами, отсутствует какой-то байт, или символ не соответствует, тогда его просто не будут учитывать. Его не пустят в сеть для дальнейших манипуляций до тех пор, пока не будет предоставлена оригинальная, не измененная версия блокчейна.

Для того чтобы взломать эту систему, потребуется взломать все компьютеры, которых с каждым днем становится все больше и больше. Таким образом и растет защита, децентрализация и распределенность.

Вернемся к текущей системе хранения денег банками. 

В централизованной системе вся информация хранится на сервере, и, если с этими серверами что-то произойдет — вы попрощаетесь с денежными средствами. Хакеру проще найти какую-нибудь уязвимость, чтобы атаковать эти сервера. По сути сейчас идет постоянная борьба тех, кто пишет защиту и тех, кто ее обходит.

Что касается блокчейна — все это распределено по десяткам тысяч узлов, и вся информация хранится копиями на разных узлах.

При чем тут майнинг

Как и у банковской системы — у блокчейна есть свой обслуживающий персонал, но в отличие от банков, обслуживание производится не людьми, а программным кодом, установленным на системах майнеров.

Майнеры собирают себе системы специально для просчета всех этих хешей, закупают мощные процессоры и видеокарты, строят собственные майнинг-фермы. 

Для того чтобы провести операцию в блокчейне, необходимо создать эту операцию, после чего она скидывается в некий mempool, некую область где хранятся все транзакции, которые в данный момент хотят совершить люди в блокчейне. По сути без этого система блокчейн не может существовать.

Что делают майнеры? Майнер заходит в этот mempool и составляет список из тысяч этих транзакций. После того как он составил этот блок, он высчитывает данный хеш по дереву меркла, затем в этот блок засовывает хеш предыдущего блока и ему остается вычислить хеш текущего блока чтобы его подписать.

Необходимо понимать, что в блокчейне существует огромное число майнеров. 

Для определения необходимого блока как единственно верного, придумали параметр nonce.

Параметр nonce подбирается путем перебора таким образом, чтобы общий хеш, вместе с хешем транзакций, заголовком и номером блока, начинался, например, на определенное количество нулей. Если я ставлю сюда единицу — у меня получается некий хеш, допустим 3456NMKGFDS… После чего понимаю, что единица нам не подошла, и начинаю пересчет уже с двойкой. Пересчитываю и снова получаю хеш без нужных нулей, ставлю тройку и так далее.

Представьте себе, что есть блокчейн, который только стартовал, и есть десять майнеров.Каждый из этих майнеров заходит в mempool, каждый из них заполняет свои блоки транзакциями. Если 10 человек одновременно зальют в блокчейн новый блок, тогда с каждым блоком будет какое-то разделение блокчейна. То есть нет единственной правильной цепочки, которая была бы согласованна между всеми работниками.

Все это необходимо чтобы несколько майнеров не создали один блок и не добавили его в блокчейн.  

Для простоты понимания возьмем такой пример:

Мы — группа из 10 человек, находящихся в одном помещении. Каждому из нас дали задание составить некое предложение из слов. Я составил свое предложение и сообщаю об этом остальным — «у меня вот так вот получилось». Другой человек крикнет — «я тоже составил, и у меня вот так вот получилось». 

Нам нужно достигнуть какого-то консенсуса в этом плане и решить — чей блок подходит лучше, т.к. он может быть всего один. Чтобы этого достичь был создан алгоритм Proof of Work. Он позволяет задействовать мощности Асиков (ASIC — аббревиатура от англ. application-specific integrated circuit) и видеокарт, для того чтобы высчитать нужный хеш блока.

Если, например, я единственный майнер, то для меня нет разницы за сколько этот нуль посчитать и подписать. Если майнеров тысяча, то получить тот же нолик при помощи тысячи Асиков будет очень легко. Программа подстраивает сложность сети таким образом, чтобы новый блок появлялся приблизительно раз в десять минут.

Сколько нулей нужно считать — тоже вопрос переменный и зависит от сложности ситуации. Если у нас миллион майнеров — нужно будет считать уже десятки нулей, чтобы найти число, совпадающее с нашими хешами (чтобы этот хеш был подписан десятью нулями). Когда мы находим такой блок — получаем вознаграждение.

Именно поэтому, в момент появления блокчейна, началась «гонка железа». Ведь чем больше у майнера вычислительных мощностей, тем быстрее и больше блоков он обработает.

Также как персонал банка получает зарплату за свою работу, так и майнеры за обслуживание сети блокчейн получают «сатоши» (наименьшая единица биткоина).

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.

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.

,
Поделиться
Похожие записи
Adblock detector