Что такое блокчейн простыми словами?

Что такое блокчейн простыми словами?

Что такое блокчейн?

Термин Блокчейн (Blockchain) дословно переводится как «цепочка блоков» (block – блок, chain – цепочка). По своей сути блокчейн – это распределенная база данных, состоящая из блоков, в которых записывается и хранится информация. При этом копии данной базы данных существуют единовременно и независимо друг от друга на множестве компьютеров - узлов, составляющих сеть.

Каждый блок хранит в себе тот или иной тип данных об операциях, которые выполняют пользователи. Таким образом, в сети регулярно формируются новые блоки, а blockchain содержит в себе всю историю операций в сети.

В очередном созданном блоке хранится заголовок и список транзакций, выполненных за прошедшее время. После формирования блока он подвергается проверке другими пользователями. Если они дает согласие, то блок добавляется в конец цепочки, после чего его уже невозможно изменить. Блок содержит в себе не только новые данные, но и зашифрованную информацию о предшествующих блоках. В конечном итоге происходит автоматическое обновление базы данных на всех устройствах, имеющих подключение к системе.

Технология Блокчейн простыми словами

Если объяснять термин blockchain простыми словами, то данную технологию можно сравнить, например, с рабочим журналом какого-либо предприятия, куда в хронологическом порядке с указанием времени записываются произведенные операции или действия. Например: включение оборудования, диагностика его работоспособности, выполнение каких-либо операций или экспериментов на оборудовании, полученные результаты и тп. Каждая такая запись – это аналогия «блока» в блокчейне.

Представьте, что данный дневник хранится в сейфе с кодовым замком. Таким образом, каждый раз, когда работнику нужно внести новую запись, необходимо сначала извлечь журнал из сейфа, набрав секретный код. Это аналог приватного ключа в системе blockchain.

Теперь самая главная особенность. Представим, что сейф в данном примере не обычный, а со встроенным сканером. Каждый раз, когда журнал с новой записью убирается обратно в сейф, внутри срабатывает автоматика и производится сканирование страницы с обновленным содержимым. Данный скан тут же отправляется на почту сразу нескольким ответственным лицам. Т.е. создается множество копий текущего состояния журнала.

Таким образом, если недобросовестный работник захочет подправить запись в журнале, то в принципе, физически он это сделать сможет. Но элементарная проверка истории сканов сразу же выявит нарушителя. Поэтому смысл таких исправлений теряется.

Аналогично работает и технология блокчейн. При создании каждого блока, или записи, он дублируется сразу на всех компьютерах сети - узлах. Таким образом, каждый узел имеет свою копию blockchain, что делает невозможным совершения поддельных операций.

Кто создал блокчейн?

По легенде, сформировавшейся в криптовалютном сообществе, разработчиком системы blockchain является Сатоши Накамото. Однако существуют мнение, что на самом деле за этим псевдонимом скрывается целая группа американских программистов. Как бы там ни было, о Сатоши Накамото впервые узнали в 2009 году, когда он продемонстрировал криптовалюту Bitcoin. Примечательно, что это произошло через два года после создания технологии блокчейн. Биткоин осуществляет свою работу именно по технологии blockchain.

Некоторые эксперты полагают, что Накамото не имеет прямого отношения к созданию блокчейна, поскольку он лишь позаимствовал идеи других людей (децентрализация валют, формирование независимых друг от друга цепочек блоков, метод подтверждения осуществленных транзакций и т.д.). Все, что сделал Сатоши Накамото — это собрал все решения воедино.

Благодаря возникновению Bitcoin, развитие технологии blockchain стало более активным. В 2013 году молодой российский программист Виталик Бутерин продемонстрировал Ethereum — новую децентрализованную площадку, основанную на блокчейне, но обладающую более широким спектром применения. Таким образом в цифровом мире произошла еще одна революция. Раньше все пользователи сети были вынуждены участвовать в создании новой системы для того, чтобы сделать возможным выпуск мобильного приложения. С появлением Ethereum необходимость в этом отпала сама собой. На сегодняшний данная система является основой множества криптовалют, приложений и сервисов.

Как работает блокчейн?

Блокчейн работает следующим образом. Пользователи сети формируют данные, которые подлежат сохранению в отдельных блоках. Далее происходит создание блока данных, которому необходимо подключиться к сети. Поскольку реестр находится на компьютерах многочисленных пользователей, он подвергается проверке всеми этими устройствами. Блок присоединяется к цепочке блоков-транзакций в случае отсутствия сбоев при проверке. Место каждого нового подключенного блока зависит от времени его создания.

После этого изменить блок становится невозможно, потому что криптографический шифр защищает данные в сети. Использовать данные может только обладатель этого шифра. В конце концов происходит автоматическое обновление базы данных на всех компьютерах, подключенных к системе.

Как работает Блокчейн

Абсолютная прозрачность — одно из основных преимуществ технологии блокчейн. Пользователи имеют возможность отслеживания транзакций криптовалют с одного кошелька на другой. При этом для доступа к данной информации криптографический ключ не нужен. Самое интересное, что сетевую политику определяют ее участники.

Например, за последние несколько лет количество майнеров, занимающихся добычей Bitcoin, возросло во много раз. Соответственно, сеть оказалась под неимоверной нагрузкой. Пользователи нашли выход из сложившейся ситуации, решив разделить данную криптовалюту на две. Однако для создания новой криптовалюты была необходима независимая цепочка блоков, которую можно было получить только при разделении старой. Это было выполнено только после одобрения всех пользователей сети.

Как работает блокчейн?

Для создания цепочки блоков (блокчейна) применяются три основные технологии. Ни одна из них не является новой. Скорее, это их применение является новыми.

Этими технологиями являются:

  1. Криптография с закрытым ключом
  2. Распределенная сеть с распределенным реестром
  3. Стимул для обслуживания транзакций, учета и безопасности сети.

Ниже приводится объяснение того, как работает блокчейн, объединяя эти технологии вместе для защиты цифровых отношений.

Криптографические ключи

Два человека желают совершать сделки через Интернет. Каждый из них содержит закрытый ключ и открытый ключ.Основная цель этого компонента технологии блокчейн - создать безопасную цифровую идентификационную ссылку. Идентичность основана на владении комбинацией частных и общедоступных криптографических ключей.

Сочетание этих ключей можно рассматривать как ловкую форму согласия, создавая чрезвычайно полезную цифровую подпись. В свою очередь, эта цифровая подпись обеспечивает сильный контроль над владением.

Равнозначность (или тождественность)

Но сильного контроля над владением недостаточно для обеспечения цифровых отношений. Хотя аутентификация решена, ее необходимо объединить со средством утверждения транзакций и разрешений (авторизации). Для блокчейна это начинается с распределенной сети.

Распределенная сеть (или реестр)

Выгода и потребность в распределенном сети могут быть объяснены аналогией с деревом, падающем в лесу.

Если дерево падает в лес, а камеры записывают его падение, мы можем быть уверены, что дерево упало. У нас есть наглядные доказательства, даже если детали (почему и как) могут быть неясными.

Значительная часть биткойнов-блокчейнов заключается в том, что это большая сеть, где валидаторы, подобно камерам по аналогии, достигают консенсуса в отношении того, что одновременно наблюдали одно и то же. Вместо камер они используют математическую проверку.

Короче говоря, размер сети важен для защиты сети. Это одно из самых привлекательных качеств биткойн-блокчейна - оно настолько велико и накопило огромный объем вычислительных мощностей.

Более подробно о распределенном реестре читайте в данной статье.

Система записи

Когда криптографические ключи объединены с этой сетью, появляется чрезвычайно полезная форма цифровых взаимодействий. Процесс начинается с того, что A берет свой секретный ключ, делая объявление какого-то типа - в случае биткойна - вы отправляете сумму криптовалюты - и присоединяете его к публичному ключу B.

Протокол

Блок, содержащий цифровую подпись, временную метку и соответствующую информацию, которую затем передается всем узлам сети.

Протокол сетевого обслуживания

Реалист может бросить вызов эксперименту с падающим в лесу деревом со следующим вопросом: зачем был нужен миллион компьютеров с камерами, ожидающими записи о том, упало ли дерево? Другими словами, как вы привлекаете вычислительную мощность для обслуживания сети, чтобы обеспечить ее безопасность?

Для открытых, публичных блокчейнов это связано с майнингом. Майнинг строится на уникальном подходе к древнему вопросу об экономике – ресурах общего пользования.

В блокчейне, предлагая вычислительную мощность своего компьютера для обслуживания общей сети, пользователь получает вознаграждение, доступное для одного из компьютеров. Личный интерес человека используется для оказания помощи общественным потребностям.

В биткойне цель протокола заключается в том, чтобы исключить возможность одновременного использования одного и того же биткойна в отдельных транзакциях, таким образом, что это будет трудно обнаружить.

Так биткойн стремится действовать как золото, как собственность. Чтобы принадлежать кому-либо и иметь ценность, биткойны и их базовые единицы (сатоши) должны быть уникальными. Чтобы достичь этого, узлы, обслуживающие сеть, создают и поддерживают историю транзакций для каждого биткойна, работая над решением математических задач с доказательством выполнения работы.

Голосование происходит путем задействования мощности процессора, выражая свое согласие с новыми блоками или отклоняя недопустимые блоки. Когда большинство майнеров приходят к одному и тому же решению, они добавляют новый блок в цепочку. Этот блок имеет временную метку и может также содержать данные или сообщения.

Тип, количество и проверка могут быть разными для каждой цепочки. Это вопрос протокола блокчейн - или правилом для того, является ли транзакция действительной, или действительно ли создание нового блока. Процесс проверки может быть адаптирован для каждой цепочки. Любые необходимые правила и стимулы могут быть созданы, когда достаточное количество узлов достигнет консенсуса относительно того, как следует проверять транзакции.

В настоящее время мы находимся в периоде развития блокчейна, где происходят множество подобных экспериментов. Единственные выводы, сделанные до сих пор, заключаются в том, что осознание всех преимуществ технологии блокчейн еще впереди. Однако для того, чтобы увеличить эффективность развития данной технологии, еобходимо, чтобы как можно больше людей представляло себе, как работает блокчейн.

Устройство сети

Формированием сети занимаются ее участники, которые разделяются на два типа: обычные пользователи и майнеры. Первые отвечают за создание новых записей-переводов в сети, вторые — за формирование блоков из этих записей.

Подтверждение записей и внесение их в блок происходит только после всеобщего одобрения. Другие записи подлежат игнорированию до тех пор, пока они не окажутся в каком-либо из последующих блоков. Использовать ту или иную запись имеет право только обладатель специального ключа. Для занятия майнингом необходимы существенные вычислительные мощности компьютера, поскольку только так создаются новые блоки. Подключение оборудования к сети возможно при использовании профильного программного обеспечения.

Типы систем

На базе blockchain существуют разнообразные приложения и сервисы. Например, ими могут быть наднациональные системы, подключение к которым доступно любым пользователям. Руководством такого сообщества занимаются сами участники системы. В то же время существуют приватные сервисы и сети, за управление которых отвечают только создатели. Для того, чтобы подключиться к такой сети или сервису, необходимо соответствовать требованиям администраторов. Заниматься майнингом новых блоков в приватных системах могут только сертифицированные майнеры.

Особенности технологии blockchain

Основные принципы блокчейна – это:

  • распределенность и децентрализация;
  • высокий уровень безопасности;
  • абсолютная прозрачность;
  • невозможность изменения уже записанных данных.

Распределенность

Любые данные, имеющие отношение к какой-либо сфере человеческой жизни, хранятся в каком-то месте. Приобретение недвижимости или автомобиля, получение займа в банке, денежные переводы — вся информация об этих действиях сохраняется на серверах государственных организаций или частных предприятий. К сожалению, подобные базы данных зачастую не обладают достаточным уровнем безопасности, поэтому злоумышленники могут вносить в них изменения ради собственной выгоды.

Технология блокчейн надежно защищает данные от несанкционированного доступа, ведь они хранятся на миллионах компьютеров по всему миру. Одновременно сломать все эти устройства попросту невозможно. До тех пор, пока в сети будет работать хотя бы один компьютер, система на базе технологии blockchain будет продолжать работу.

Безопасность

Как уже было сказано выше, злоумышленники могут проникнуть в любую базу данных для того, чтобы внести определенные коррективы. Однако получить доступ к какому-либо из блоков и внести изменения в данные, которые он содержит, невозможно. Для этого хакерам придется взламывать все остальные блоки и резервные копии базы данных. Поскольку они хранятся на миллионах компьютеров по всему миру, для взлома необходимые фантастические вычислительные мощности.

Кроме того, за безопасность информации отвечает алгоритм шифрования с применением хэш-функций и цифровые подписи. Хэш-функция — это набор произвольных символов, который гарантирует неизменность всей записанной информации. А в цифровых подписях используются ключи — закрытый (для создания) и открытый (для проверки). Именно с помощью ключей пользователи получают доступ к информации.

Таким образом работа сети целиком построена на математических вычислениях, а не на доверительных отношениях между ее участниками.

Прозрачность

База данных находится в открытом доступе, за счет чего просматривать информацию может кто угодно. Допустим, один участник сети выполнил перевод на 5 тысяч долларов другому пользователю, и данные об этой транзакции может изучить любой желающий. Однако информация об отправителях и получателях недоступна никому, кроме них. Впрочем, участники обмена могут опубликовать свои данные при желании.

Отсутствие необходимости в посреднических услугах

Все денежные переводы осуществляются при непосредственном участии банков, электронно-платежных систем, пунктов обмена валют, нотариусов и т.д. Иногда бывает так, что перевод не доходит до получателя, потому что та или иная финансовая организация подвергает сомнению выполняемую транзакцию. Также бывают случаи фальсификации каких-либо документов. Тем не менее люди просто вынуждены пользоваться услугами посредников, ведь других вариантов у них нет.

Однако технология блокчейн предоставляет уникальную возможность прямого обмена информацией, при котором подтверждениями транзакций занимаются только пользователи системы.

Достоинства и недостатки blockchain

Блокчейн является универсальной технологией, которую можно применять в самых разных областях. Кроме вышеуказанных достоинств (прозрачность, высокий уровень безопасности, отсутствие необходимости в посредниках), блокчейн обладает другими плюсами, среди которых:

  • уменьшение издержек по транзакциям;
  • значительное сокращение времени проведения сделок;
  • возможность сокращения расходов организаций.

Среди недостатков технологии blockchain можно отметить плохую масштабируемость. На текущий момент технология не может обеспечить проведение большого количества переводов в максимально сжатые сроки. Например, система VISA способна обрабатывать примерно 50 тысяч переводов в секунду, тогда как система Bitcoin — всего лишь 7 тысяч.

Помимо этого, каждый день увеличиваются размеры базы данных, хранящейся на компьютерах пользователей. Вычисление блоков также становится все сложнее, что заставляет оборудование использовать все большее количество электроэнергии, сильно нагружая электросети.

Высокий уровень безопасности блокчейна вызывает сомнения у некоторых специалистов. Они считают, что в случае захвата какой-либо пользовательской группой 51% вычислительных мощностей, она может начать подтверждение только тех транзакций, которые принесут ей выгоду. Впрочем, для реализации этого плана необходимые ресурсы невероятной мощности, т.е. вероятность подобного развития событий на практике крайне мала.

Блокчейн в России и мире

На территории Российской Федерации технология должна быть официально принята и внедрена уже в 2019 году. Крупнейшие российские финансовые организации, заручившись поддержкой Центрального банка, разработали платформу «Мастерчейн», основная цель которой заключается в повышении эффективности финансовой системы. Помимо этого, в Москве существует платформа под названием «Активный гражданин», предназначенная для проведения голосований по поводу повышения уровня жизни в городе.

На территории Украины технология блокчейн была использована ради модернизации Государственного земельного кадастра. Например, проверку выписок выполняют при помощи данной технологии. В дальнейшем на blockchain собираются перевести имеющуюся базу данных, а после этого наступит черед хэширования все выполняемых переводов.

Зачем нужен блокчейн?

Зачем нужен блокчейн?

По мере понимания полезности и перспективности изобретения технологии блокчейн, она становится все популярнее.

Возможно это происходит потому, что так легко представить себе примеры использования на высоком уровне. Технология была тщательно изучена: в течение последних нескольких лет на исследования блокчейна были потрачены миллионы долларов, были проведены многочисленные тесты на то, насколько применима технология blockchain в различных сферах и зачем нужен блокчейн в повседневной жизни человека.

Технология блокчейн предлагает новые инструменты для аутентификации и авторизации в цифровом мире, которые исключают необходимость в централизованных администраторах. Это позволяет создавать новые цифровые отношения.

Формируя и закрепляя новые цифровые отношения с помощью блокчейна, создаются новая среда для транзакций и взаимодействия ценностей (часто называемой «Интернет ценности», не путать с «Интернет информацией», которая использует базы данных клиент-сервер, учетные записи и мастер-копии, использующихся в течение последних 20 лет).

Зачем нужен блокчейн, если есть стандартные базы данных?

Но, со всеми разговорами о создании цифровой основы нового транзакционного уровня в Интернете, зачастую блокчейны, приватные криптографические ключи и криптотермины — не есть правильный путь.

Многие группы разработчиков создали блокчейны, которые помогут человеку решить между блочной или главной копией базы данных клиент-сервер. Следующие факторы являются по большей части переработкой того, что было сделано ранее.

Являются ли данные с проверенной историей динамическими?

Информацию на бумажных носителях трудно подделать физически – она все равно что высечена на камне.

Но если данные находятся в постоянном потоке, если транзакции происходят регулярно и часто, то бумага в качестве носителя может не поддерживать такую систему записи. Ручной ввод данных также имеет человеческие ограничения.

Таким образом, если данные и их история важны для цифровых отношений, которые они помогают устанавливать, выход предлагает блокчейн, позволяя многим сторонам писать новые записи в систему, которая также хранится на многих носителях.

Должны ли данные контролироваться центральным органом?

Существует множество причин, по которым третья сторона должна отвечать за некоторые аутентификации и разрешения. Бывают случаи, когда сторонний контроль является полностью подходящим и желательным. Если конфиденциальность данных является наиболее важным фактором, существуют способы защитить данные, даже не подключая их к сети.

Но если существующая ИТ-инфраструктура с учетными записями и входами не обеспечивает достаточную безопасность цифровой идентификации, проблема может быть решена с помощью технологии блокчейн.

Как сказал Сатоши Накамото в своей (или ее) работе «Биткойн: одноранговая электронная платежная система»: «Торговцы должны быть осторожны с их клиентами, заставляя их получать больше информации, чем требуется. Определенный процент мошенничества принимается как неизбежный ».

Криптография с закрытым ключом позволяет совершать транзакции, которые не требуют централизованных систем и сложных учетных записей, используемых для установления цифровых отношений. Если эта база данных потребует миллионов долларов для обеспечения легких финансовых транзакций, тогда есть шанс, что блокчейн будет решением.

Является ли скорость транзакции самым важным?

Если требуется высокая производительность и миллисекундные транзакции, то лучше всего придерживаться централизованной системы традиционной модели — блокчейн не нужен. Блокчейн как база данных медленна. Кроме этого, есть затраты на хранение данных - обработку (или «добычу») каждого блока в цепочке. Централизованные системы данных, основанные на модели клиент-сервер, быстрее и дешевле. По крайней мере, на данный момент.

Подводя итог, хотя мы до сих пор не знаем полных ограничений и возможностей блокчейна, по крайней мере мы с уверенностью можем сказать, что блокчейн вполне можно использовать для управления и защиты в цифровых взаимоотношениях, а также как надежную систему записи данных.

Применение блокчейн технологии

Применение блокчейн технологии

За последние 30 лет финансовые учреждения выделяли деньги на разрушение различных отраслей промышленности; они имеют представление о том, что революционная технология может сделать с традиционной системой.

Для предупреждения изменений, банки активно участвовали в создании научно-исследовательских лабораторий, организации испытательных центров и установлении партнерских отношений с разработчиками блокчейна, чтобы полностью понять революционный потенциал технологии. Финансовые институты были первыми кто погрузились в это, но научные круги, правительства и консалтинговые фирмы также изучили эту технологию.

Разумеется, вся эта работа является дополнением к тому, что делают предприниматели и разработчики, либо путем поиска новых способов использования биткойнов или эфириума, либо создания совершенно новых блокейн-протоколов. Это происходит уже несколько лет, и результаты начинают проявляться.

Применение блокчейна: Создание цифровой подписи

Идентификация в технологии блокяейн выполняется с помощью криптографических ключей. Объединение открытого и закрытого ключа создает сильную цифровую подпись, основанную на владении.

Открытый ключ - это то, как вы идентифицируетесь в толпе (например, адрес электронной почты), приватный ключ - это то, как вы выражаете согласие на цифровые взаимодействия (по сути пароль от почты). Криптография - важная сила революции блокчейн.

Таким образом, одно из главных примененйи блокчейна – защита данных с помощью цифровой криптографии.

Применение блокчейна: Система хранения данных

Блокчейн являются нововведением в регистрации и распространении информации. Технология хороша для записи как статических данных (реестра), так и динамических данных (транзакций), что делает его эволюцией в системах записи информации и создании баз данных.

В случае реестра данные могут храниться в блокчейне в любой трех комбинаций:

  • Незашифрованные данные - могут быть прочитаны каждым участником цепочки в блокчейне и полностью прозрачны.
  • Зашифрованные данные - могут быть прочитаны участниками с помощью ключа дешифрования. Ключ обеспечивает доступ к данным в blockchain и может доказать, кто добавил данные и когда они были добавлены.
  • Хешированные данные - могут быть представлены вместе с функцией, которая создала их, чтобы показать, что данные не подделаны.Хеши блокчейна обычно выполняются в сочетании с исходными данными, хранящимися вне сети. Например, часто в blockchain хэшируются цифровые «отпечатки пальцев», в то время как основной объем информации может храниться в автономном режиме.

Такая общая система записи может изменить систему совместной работы организаций. Так, в настоящее время, когда данные закрыты на частных серверах, огромная стоимость транзакций между компаниями связана с процессами, процедурами и перекрестной проверкой записей.

Доказательство неизменности

Особенностью базы данных блокчейна является то, что она имеет собственную историю. Из-за этого их часто называют неизменяемыми. Другими словами, для изменения записи в такой базе данных требуются громадные усилия, потому что это потребовало бы изменения всех данных, которые появляются впоследствии, на каждом отдельном узле. Таким образом, это скорее система записи, чем база данных.

Второе чрезвычайно важное применения блокчейн технологии — новый взгляд на хранение информации и создание баз данных.

Применение блокчейна: Блокчейн как платформа

Криптовалюты - первая платформа, разработанная с использованием технологии блокчейн. Теперь люди перешли от идеи платформы к обмену криптовалюты с платформой для смарт-контрактов.

Термин «Смарт-контракты» (или «умные контракты») стал собирательной фразой, но идея действительно может быть разделена на несколько категорий.В 1990-х годах Ник Сабо разработал умные контракты с «торговым автоматом». После внешнего ввода данных (криптовалюта) машина взаимодействует или же посылают сигнал, который запускает операцию на blockchain.

Существуют также интеллектуальные юридические контракты или Рикардианские контракты. Данное приложение основано на идее, что контракт - это собрание умов, и что результатом является соглашение сторон. Таким образом, контракт может представлять собой сочетание устного соглашения, письменного соглашения, а теперь также некоторых из полезных аспектов блокчейна, таких как временные метки, токены, аудит, координация документов или бизнес-логика.

И, наконец, есть смарт-контракты Эфириума. Это программы, которые управляют активами blockchain, выполняемыми над взаимодействиями в системе ethereum. Эфириум сам по себе является платформой для кода смарт-контрактов.

Таким образом, еще одним фундоментальным применением блокейна является создание на его основе множества различных приложений для различных нужд — от анонимных голосований и проведения транзакций до оплаты коммунальных услуг.

Мир только начинает открывать для себя технологию блокчейн, поэтому новые ее применения будут образовываться каждый день, и в скором времени она уже плотно войдет в нашу жизнь, составив основу банальных вещей.