Блокчейн — что это такое простыми словами, как работает эта технология и где она используется

Здравствуйте, уважаемые читатели блога Goldbusinessnet.com. На протяжении всей истории человечества время от времени появляются вехи, которые знаменуют начало принципиально нового периода в той или иной сфере. Не является исключением и область инфотехнологий, где очередной такой вехой стала разработка, получившая наименование блокчейн, которую, по оценкам специалистов, можно сравнить, ни много ни мало, с появлением интернета.

Многие рядовые пользователи связывают block chain исключительно с криптовалютами, что не совсем верно, поскольку возможности этой технологии гораздо более широкие.

Например, весьма высокий, можно сказать, беспрецедентный уровень безопасности построенных на ее основе платформ заинтересовал уже не только финансовые структуры, но и правительства некоторых весьма авторитетных мировых держав, включая Россию.

Технология blockchain впервые была внедрена в процессе создании биткоина, являющегося прародителем всех крипто-монет, и полностью подтвердила свою состоятельность. В том числе поэтому ниже мы поподробнее разберем особенности блокчейна касательно системы Bitcoin, но не обойдем стороной и другие сферы, где эта разработка может быть успешно применена.

Что такое blockchain и для чего нужна эта технология?

Итак, блокчейн — это современный инструмент, позволяющий реализовать распределенную базу данных, представляющую из себя непрерывную цепочку блоков (англ. «block» — блок, «chain» — цепь). В подобной сети, особенностью которой служит отсутствие единого административного центра, каждый пользователь может вносить изменения в БД в соответствии с установленным алгоритмом. Эти изменения должны быть подтверждены всеми участниками системы.

Blockchain является революционной технологией, предназначенной для хранения и передачи данных в виде финансов, информации или документов без посредников.

В состав каждого из блоков входит конкретная информация. Какая? все зависит от того, в какую платформу будет интегрирована эта технология. Отсюда плавно вытекает одно из ее самых что ни на есть главных достоинств — универсальность.

Наверняка, многие из вас знакомы с пиринговым сетевым протоколом BitTorrent, ну или, по крайней мере, слышали о нем. При помощи этого протокола осуществляется обмен файлами между пользователями через интернет.

Передача файлов происходит частями, причем, любой torrent-клиент, скачивая какую-то часть, тут же передает ее другим клиентам. Block chain имеет с BitTorrent'ом много общего, в первую очередь, они похожи основной идеей, состоящей в децентрализации.

Представьте себе онлайн проект, на котором отсутствует центральный сервер с хранящимися там данными. Вместо него есть распределенная база данных, копии которой располагаются на компьютерах (узлах) и доступны всем без исключения участникам системы. Эта база содержит упорядоченные записи в виде связанных в единую цепочку блоков.

Особенность подобной цепи состоит в том, что каждый из входящих в нее блоков содержит не только собственные данные, но и ссылки на предыдущий и/или последующий блок, что намного повышает надежность сохранения всей структуры и ее безопасность.

Многие считают, что создателем блокчейна был разработчик bitcoin'а Сатоши Накамото (до сих пор неясно, кто скрывается под этим именем, по одной из версий это вообще не один человек, а группа программистов), который создал первую криптовалюту в 2009 году.

Но на самом деле он просто объединил несколько разработанных ранее решений, чем положил начало выходу целой группы "цифровых монет" (их создатели использовали готовую платформу на уже протестированной базе биткойна), количество которых продолжает расти и по сей день.

Нужно иметь ввиду, что Накамото использовал при разработке "прародителя цифровых денег" лишь одно из множества возможных направлений block chain. Как я уже упомянул, эта полезная технология вполне может быть применена во многих других областях, подробнее об этом мы еще поговорим ближе к концу публикации. Чтобы вы могли представить, насколько необходим и востребован может быть данный механизм, приведу лишь один пример.

В 2016 году была осуществлена первая реальная сделка посредством блокчейна в обеспечение экспорта продукции от одного предприятия к другому на сумму 100 000 долларов, длившаяся менее 4 часов, в то время как обычно подобный процесс ввиду необходимости составления и согласования различного вида документов занимает около недели.

По-моему, это отметает все сомнения на счет полезности этой технологии, которая вполне может положить начало новейшему периоду, уже получившему название "эра цифрового доверия".

Вы можете просмотреть выше приведенный видеоролик для общего ознакомления либо пройти часовой ликбез от профессионального финансиста:

Плюсы и минусы blockchain

Вот основные преимущества систем, работающих на основе blockchain:

  • высокий уровень безопасности — благодаря принципу децентрализации и возможности использования шифрования опасность нанесения урона системе сведена к минимуму;
  • надежность — все операции проходят постоянную и многостороннюю проверку, вследствие чего выполнить нелегитимные действия с базой данных практически невозможно;
  • отсутствие посредников — транзакции проводятся напрямую, что значительно ускоряет процесс, а в случае криптовалют еще и отпадает нужда оплачивать обязательную комиссию.

Недостатки тоже имеют место быть:

  • в целях поддержания крупных проектов на блокчейне требуются немалые ресурсы;
  • для обеспечения серьезной степени защищенности системы и ее корректного функционирования необходимо участие большого количества пользователей (устройств).

Говоря о плюсах и минусах блокчейна, нужно отметить одну очень важную деталь. Некоторые его достоинства, которые нам кажутся абсолютно бесспорными, при взгляде под другим углом или с другой точки зрения уже приобретают противоположные черты.

Например, независимость от контроля извне любой платформы, базирующейся на этой новой технологии, на взгляд среднестатистического пользователя, несомненный плюс. Но со стороны руководителей государства, которое не в состоянии воздействовать на подобные системы, это уже минус, поскольку появляется угроза государственным устоям, включая финансовую систему.

А если учесть, что именно государственный институт (пусть несовершенный и в большой степени зависящий от человеческого фактора) является гарантом более-менее стабильной жизни, то не стоит ли обычным пользователям поменять мнение и задуматься о том, а не станет ли блокчейн первоисточником анархии в той или иной степени? Что называется, вопрос на засыпку.

Блокчейн в криптовалютных системах

Итак, основные принципы, которые поставлены во главу угла block chain, мы разобрали. А теперь пришла очередь вкратце рассмотреть систему, на которой эта технология была впервые успешно опробована на практике. Речь о неоднократно упомянутой цифровой платформе Bitcoin, которая включила в себя самую первую крипто-валюту (BTC) и одновременно платежную систему.

Поскольку многие последовавшие за биткоином криптовалюты созданы по его образу и подобию, то и внедренная в них технология blockchain работает похожим образом. Так что данный пример распространяется в той или иной степени на целую группу монет.

Есть всем известное выражение, что идеал недостижим, но к нему нужно стремиться. Именно в соответствии с ним разработчики пробуют создать технологии с минимумом недостатков и максимумом достоинств. Только таким образом возможно избежать стагнации.

Хотя на данный момент рассматриваемой нами сегодня платформе нет полновесной альтернативы и она кажется наиболее совершенной, эксперименты продолжаются и уже, например, появляются новые цифровые деньги без использования блокчейна.

Кроме того, применяются различные разновидности самой системы blockchain, основанные на том или ином варианте протокола, определяющего алгоритм консенсуса, играющего весьма важную роль. Об этом аспекте мы тоже обязательно поговорим ниже.

Механизм транзакций криптовалют на базе blockchain

Любая транзакция (что означает этот термин в разных сферах и в криптовалютных системах) будет считаться правомерной только тогда, когда будет подтверждена. После подтверждения запись о новой операции добавляется в блок во все копии базы сразу, поскольку устройства, принадлежащие пользователям данной системы, синхронизированы между собой.

В упрощенном виде это можно представить приблизительно таким образом:

Все просто и понятно, не находите? Еще раз подчеркну, что для изменения любых данных в этой системе требуется подтверждение всех пользователей сети. Злоумышленнику для осуществления несанкционированного редактирования записей в свою пользу потребуется взломать компьютеры большинства участников и изменить их копии базы данных, что практически сделать нереально.

Более того, выход из строя даже множества устройств (ПК, планшетов или смартфонов), которые хранят копии БД, не приведет к краху всего проекта. Это напоминает ДНК, которая содержит всю генетическую информацию об организме и входит в состав всех клеток, благодаря чему даже в случае гибели их значительного количества геном легко сохраняется.

Таким образом, одной из основополагающих достоинств блокчейна является неуязвимость и надежность построенной на его основе платформы. Причем, чем больше число людей входит в систему, тем большей безопасностью она обладает.

Как реализован блокчейн на примере биткоина

Блоки биткоина выстроены в цепочку в соответствии с общей концепцией block chain и хранят информацию о всех транзакциях, которые в случае "цифровой валюты" представляют из себя операции по переводу криптографических денег.

Новый блок добавляется к уже имеющимся в цепи. Сформированные и подтвержденные блоки изменить уже невозможно. Можно только создавать новые.

Каждый блок BTC обязательно состоит из заголовка и списка транзакций. В заголовок включаются данные, закодированные посредством хеширования с помощью специальной функции, которые называются хеш-суммой, или просто хешем. Далее формируется список транзакций, еще не вошедших в предыдущие блоки.

Выше представленная общая схема отображает суть block chain упрощенно для наглядности и лучшего понимания ее сути. На ней указано, что при осуществлении каждой транзакции она формируется в отдельный блок. На практике же в системе Bitcoin в блок может входить сразу несколько операций по переводу электронной наличности.

Блоки формируются майнерами (юзерами, добывающими биткоины на манер золотодобытчиков, только действующими в интернете), которые с помощью специального оборудования должны найти заданное системой определенное число, зашифрованное и представленное в виде хеша.

Так как хеширование является необратимым процессом (любой набор символов, включая цифры, можно захешировать, но восстановить его из хеша нельзя), то задачу приходится решать путем простого перебора. Это и является по своей сути майнингом (добычей биткоинов).

Сформированный блок принимается системой и интегрируется в цепочку, если найденное таким образом числовое значение хеша заголовка будет удовлетворять заданным условиям.

Создание нового блока является по своей сути эмиссией (выпуском) очередной порции BTC, за что группа майнеров, первой добившаяся результата, получает вознаграждение, равное сумме числа эмитированных монет и комиссионных за переводы, вошедших в новый блок.

Алгоритмом определено, что блок создается примерно каждые 10 минут, что необходимо для поддержания стабильности системы. Поскольку вычислительные возможности сети нестабильны, из-за чего этот временной интервал может изменяться в ту или иную сторону, периодичность создания блоков поддерживается с помощью регулирования сложности вычисления хеша.

На данный момент добыча биткоинов задача супер сложная, требующая огромных мощностей, поэтому многие пользователи сети объединяются в пулы для того, чтобы ускорить процесс. Демократичность системы Биткойн позволяет абсолютно каждому человеку стать "старателем", приняв участие в добыче "виртуального золота" тем или иным способом.

Но наилучшим решением для отдельного пользователя, имеющего желание добыть немного битков (такое неофициальное название получили биткоины в интернете) на сегодняшний день является использование облачных сервисов для майнинга, где вы сможете арендовать в соответствии с вашими финансовыми возможностями часть мощностей их серверов. Следует обратить внимание на следующие онлайн-проекты подобного толка:

Таким образом, мы плавно подошли к тому, что время выполнение перевода той или иной суммы битков в системе связано с выпуском новых монет (появлением очередного блока). Конкретная транзакция станет валидной только после подтверждения, которое заключается в том, что она появится в списке нескольких последующих блоков. Таким образом, понятно, что в реальности транзакции происходят не мгновенно, а занимают некоторое время.

При транзакциях биткоинов основную роль играют публичный и приватный (секретный) ключи. При переводе средств от одного пользователя (А) к другому (Б) А указывает публичный ключ, принадлежащий Б. Для того, чтобы распоряжаться суммой, полученной от А, Б должен воспользоваться своим приватным ключом.

Для того, чтобы осуществлять любые операции с биткоинами, нужно, в первую очередь, заиметь кошелек (холодный, аппаратный или онлайн) для хранения цифровых монет. Одним из лучших сервисов для создания online-кошелька считается Blockchain.com.

*При клике по картинке она откроется в новой вкладке и в полном размере

На основании полученной вами информации, включая выше расположенный скриншот, думаю, вы уже поняли, как реализована технология блокчейн в системе Bitcoin в общем и каким образом происходит перевод криптовалюты от одного пользователя к другому.

В разрезе blockchain важно еще сказать вот о чем. На основании выше сказанного можно сделать вывод, что база данных (БД) должна вырасти до огромных размеров, особенно, если учесть, что данная платформа была основана уже более десятка лет назад.

Но на деле объем БД удается контролировать благодаря "контрольным точкам". Время от времени формируется так называемый "опорный блок", до которого можно не сохранять цепочку.

Раз уж речь зашла о биткоинах и криптовалютах, хочу посоветовать вам ряд надежных обменных сервисов, где вы сможете их продать за рубли, доллары, евро и другие фиатные деньги:

Ну а ежели вы пожелаете заработать на смене курса электронных валют, то вам понадобятся соответствующие криптобиржи, из которых можно выделить следующие:

Алгоритмы достижения консенсуса и виды протоколов

Поскольку технология blockchain обеспечивает наличие децентрализованной сети, очень важно определить тот алгоритм, посредством которого будет достигаться соглашение (консенсус) о ее функционировании между всеми участниками, обладающими равными правами.

Это очень важный аспект, определяющий вид блокчейна, который используется при создании конкретной криптовалюты (помните, выше было сказано о поиске всё новых модификаций этой платформы). На практике это реализуется внедрением того или иного протокола.

Подробнее мы рассмотрим два наиболее популярных из них на данный момент. Ну и в качестве дополнительной информации я приведу список других протоколов, которые с разной частотой применяются при создании новых монет. Каждый из них обладает как плюсами, так и минусами.

Proof-of-Work (PoW), или Доказательство выполнения работы

Известный протокол, ставший первопроходцем, поскольку получил свое крещение при создании Bitcoin. Он же используется и в других популярных криптовалютных системах, к примеру, таких как Ethereum, Litecoin и многих других.

Алгоритм PoW неразрывно связан с майнингом, основанном на хешировании с привлечением специализированного оборудования, при помощи которого происходит формирование блоков. При этом отдельный майнер или пул, создавший блок, получает вознаграждение в виде суммы, включающей эмиссию монет и комиссии от всех транзакций.

Главное преимущество Proof-of-Work состоит в том, что этот протокол обеспечивает высокую степень безопасности. Однако, основным минусом является необходимость задействования огромных вычислительных мощностей, что неминуемо ведет к большим затратам электроэнергии.

Конечно, в большей степени это касается криптовалют, которые уже давно на рынке (для новых монет PoW наверняка останется актуальным). Ведь майнинг с каждым годом становится сложнее, а количество эмитируемых монет снижается. В конечном итоге может наступить момент, когда добыча коинов станет полностью нерентабельной, так как она просто не окупит расходы.

Поэтому вполне вероятным кажется то, что уже в ближайшее время популярные крипто-системы (Bitcoin, Ethereum и др.) откажутся от Proof-of-Work и перейдут на альтернативный вариант.

Proof-of-Stake (PoS), или Доказательство доли владения

Особенностью данного алгоритма является использование иного вида майнинга (стейкинга). В этом случае в формирования блоков участвуют не майнеры со спецоборудованием, необходимым для вычисления хеша, а доверенные узлы сети, владельцами которых являются валидаторы, хранящие в своих кошельках определенное число заблокированных монет (токенов) с целью обеспечения безопасного и корректного функционирования криптовалютной сети.

PoS предусматривает выбор узла для подтверждения транзакций и формирования блоков на основе нескольких факторов. Основным из них является сумма монет, которой располагает соответствующий валидатор. Таким образом, чем больше средств у валидатора, тем больше блоков он имеет возможность подтвердить, а значит, тем выше будет его суммарный доход.

К достоинствам Proof-of-Stake можно отнести высокую скорость валидации, минимальные затраты на электроэнергию. Очевидный минус — возможность нарушения децентрализации, поскольку существует опасность сосредоточения крипто-активов в руках ограниченного круга лиц, которые могут использовать это и диктовать свои условия остальным участникам.

Крипто-системы, где используется протокол PoS: Peercoin, Cardano, EOS, SolarCoin и др.

Какие еще протоколы существуют

Теперь для полноты картины еще приведу обещанный перечень протоколов, с помощью которых реализуются разные варианты блокчейна для криптовалют:

  • Delegated Proof-of-Stake (DPoS)
  • Leased Proof of Stake (LPoS)
  • Proof of Elapsed Time (PoET)
  • Proof of Activity (PoA)
  • Proof of Importance (Pol)
  • Proof of Capacity (PoC)
  • Proof of Burn (PoB)
  • Proof of Weight (PoWeight)

Большинство этих алгоритмов только набирает популярность, поэтому на данном этапе излишне их детально описывать. Однако, ежели какие-то из них приобретут актуальность, мы непременно разберем нюансы. Впрочем, в комментариях вы всегда можете открыть обсуждение на эту тему.

Области применения и перспективы blockchain

Как я уже отмечал, первым полигоном для испытания блокчейна стала система Bitcoin, а также последующие за ней другие виды криптографических денег. Теперь уже можно сделать вывод, что опыт был успешным, несмотря на некоторые шероховатости, которые всегда неизбежны.

Невзирая на то, что любая криптовалюта вполне может стать "мыльным пузырем", это ни в коей мере не должно повлиять на судьбу самой технологии block chain. Биткоин и прочие альткоины (другие виды цифровых денег) были лишь одной из многочисленных областей, где блокчейн может быть удачно применен благодаря его универсальности, о чем я упомянул в начале статьи.

Итак, технология blockchain имеет целый ряд достоинств, которые перевешивают, и значительно, ее возможные минусы (если разобраться, в мире нет ничего идеального).

Конечно, на данном этапе существует сложность внедрения этой идеи в жизнь повсеместно, так как не всеми она воспринимается на "ура". Есть и такие, кому она может быть невыгодна в силу некоторых причин (скажем, тем же посредникам), причем в их числе присутствуют и наделенные властью, которые могут реально помешать этому процессу.

Однако, поклонников, пожалуй, большинство. Поэтому в некоторых сферах blockchain либо уже давно используется на практике, либо в ближайшее время должен найти применение.

В дополнение ко всем немалым плюсам блокчейн позволяет применять так называемые "умные контракты", или смарт-контракты (Smart contracts). Наиболее популярной для их реализации является система Ethereum (Эфириум), имеющая свою криптовалюту под названием ether (эфир), где подобная технология уже давно отшлифована и предоставляет неограниченные возможности.

Выше расположенная схема демонстрирует, как с использованием block chain и интегрированной в нее платформой смарт-контрактов на автомате и без посредников может осуществляться любая сделка, при этом происходит экономия времени и исключается всякое мошенничество.

В отличие от стандартных договоров, умные контракты не только содержат обязательства сторон и ответственность за их нарушение, но и гарантируют исполнение всех условий соглашения.

Ниже предлагаю список областей, где планируется или уже применяется блокчейн и во многих из которых смарт-контракты играют первостепенную роль, в значительной мере ускоряя процесс, а также обеспечивая безопасность и надежность:

  • страхование;
  • идентификация пользователей;
  • регистрация имущества;
  • аренда недвижимости;
  • страхование;
  • медицина;
  • выборы;
  • нотариальные услуги;
  • защита авторских прав;
  • кредитование;
  • бухгалтерский учет.

Конечно, для применения блокчейна в связке с системой умных контрактов повсеместно нужна их техническая доработка, поскольку каждая из сфер, где существует потенциальная возможность их использования, обладает своими специфическими особенностями. Однако, это никоим образом не отменяет того факта, что будущее этой технологии представляется весьма радужным. В конце еще один взгляд на blockchain из уст симпатичной девушки:

Еще статьи по данной теме:
Самые интересные публикации из рубрики: Компьютер и интернет

2 отзыва

  1. Александр

    Действительно написано простым языком, так что поймет каждый, кто начинает вникать в этот вид заработка.

  2. Игорь Горнов

    Александр, спасибо за отзыв.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Чтобы ввести любой код, вставьте его между [php] и [/php]. Ссылка (URL), помещенная в текст комментария, не будет активной. C целью ее выделения и более удобного копирования можно заключить ее между тегами <pre> и </pre>.