Что такое блокчейн: принцип работы, сферы применения

26 junho, 2023 5 minutos de leitura

Одним из важнейших криптографических методов является хеширование — процесс, который преобразует входные данные любого размера в строку символов фиксированной длины. Когда пользователь инициирует транзакцию, например отправляет определенную сумму криптовалюты другому пользователю, эта транзакция транслируется в кроссчейн мосты сеть. После этого каждая нода проверяет подлинность транзакции, изучая цифровые подписи и другие данные транзакции.

Сферы применения блокчейна: удостоверения личности

В каждом из новых блоков могут встречаться как одинаковые транзакции, так и разные, вошедшие только в один из них. Когда ретрансляция блоков возобновляется, майнеры начинают считать главной цепочку с учётом уровня сложности хеша и https://www.xcritical.com/ длины цепочки. При равенстве сложности и длины предпочтение отдаётся той цепочке, конечный блок которой появился раньше. Транзакции, вошедшие только в отвергнутую ветку (в том числе по выплате вознаграждения), теряют статус подтверждённых. Если это транзакция по передаче биткойнов, то она будет поставлена в очередь и затем включена в очередной блок.

Революционность технологии блокчейн

Однако теоретические выкладки американцев на тот момент не могли быть реализованы на практике. Теперь, если злоумышленник попытается изменить данные о переводе (например, поменяв имя мамы программиста на свое), то ему придется сделать это на всех компьютерах, входящих в сеть. Аналогично, если один из компьютеров (даже тот, с которого был осуществлен перевод) в блокчейн-сети сломался, то информация о переводе сохранится на других устройствах и транзакция будет продолжена. Эта особенность технологии блокчейн называется децентрализацией и является одной из основ ее защиты. В механизме консенсуса PoS (Proof-of-Stake) вместо узлов выступают валидаторы.

Отличие распределенной сети от централизованной

Содержимое блоков может быть проверено, так как каждый блок содержит информацию о предыдущем блоке. Все блоки выстроены в одну цепочку, которая содержит информацию обо всех совершённых когда-либо операциях в базе. Самый первый блок в цепочке — первичный блок (англ. genesis block) — рассматривается как отдельный случай, так как у него отсутствует родительский блок[13].

Применение технологии blockchain

Хотя технология блокчейна гораздо старше криптовалют, ее потенциал начали осознавать только после появления Биткоина в 2008 году. С тех пор интерес к ней продолжает расти с каждым днем, а криптовалюты получают все более широкое признание. Такие классические финансовые гиганты, как PayPal и Square, также расширяют свои криптовалютные услуги. Coinbase, стартап, который позволяет людям покупать и продавать криптовалюты, стал публичным в апреле прошлого года и сейчас оценивается в $47 млрд. Среди крупнейших банков мира самым прогрессивным в плане блокчейна уже давно является JP Morgan, который еще в 2017 году разработал свой блокчейн Quorum на основе сети Ethereum.

Что такое блокчейн, как он работает и зачем нужен

В 2009 году была запущена первая версия криптовалюты биткойн с реализацией децентрализованного блокчейна, который обеспечивает хранение всех транзакций в системе. В PoW майнеры соревнуются в решении сложной математической задачи за право добавить в блокчейн следующий блок. Первый майнер, решивший задачу, получает вознаграждение в виде криптовалюты. Когда десятки тысяч нод хранят копию данных блокчейна, могут быстро возникнуть проблемы, например, из-за несогласованных данных и вредоносных нод. Поэтому для обеспечения целостности блокчейна существуют различные механизмы консенсуса, которые определяют, как ноды сети достигают соглашения.

Какими преимуществами обладает технология блокчейн?

Проверку транзакций выполняют майнеры с помощью вычислительной техники, например, процессора или видеокарт. Они формируют собой крупную P2P-сеть, поддерживаемую компьютерами по всему миру. Компьютеры, осуществляющие поддержку сети, называют узлами связи или нодами. Например, в сети Bitcoin узел связи, которому первому удалось подобрать подпись к блоку, сегодня получает 6.25 ВТС. В таком случае я не смогу дать вам больше яблок, или изменить историю транзакций, ведь тогда моя запись не будет соответствовать другим таблицам в системе и все заметят подмену. Обмануть в таком случае очень сложно, поскольку система не контролируется одним человеком.

Этот процесс крайне важен для предотвращения любых злонамеренных действий, таких как мошенничество или взлом. Поскольку большинство участников должны одобрить любое изменение данных, это обеспечивает надежность и достоверность работы с данными. После того как новый блок транзакций был предложен выигравшим майнером, остальные майнеры в сети независимо подтверждают эти транзакции. Благодаря тому, что все пользователи сети должны независимо подтвердить предложенные транзакции до их завершения, практически невозможно дважды потратить свой баланс. После окончания соревнования по добыче каждого нового блока все начинается заново, исходя из времени блока, на которое запрограммирован каждый протокол. По своей сути блокчейн состоит из цепочки блоков, отсюда и название — блокчейн.

PoS потенциально более энергоэффективен и обеспечивает лучшую децентрализацию по сравнению с PoW. Несмотря на критику, PoW по-прежнему остается одним из самых надежных и проверенных временем механизмов консенсуса, обеспечивающих функционирование многих блокчейн-сетей. Тем не менее, разработчики активно ищут альтернативные решения, способные преодолеть ограничения PoW и предложить более эффективные и экологичные варианты достижения консенсуса в децентрализованных системах.

Он также обеспечивает работу различных сервисов, таких как криптовалюты и невзаимозаменяемые токены (NFT). С его помощью пользователи могут сотрудничать и совершать сделки друг с другом без участия центрального органа власти. Хабер и Сторнетта вдохновили многих программистов и любителей криптографии, что в конечном итоге привело к созданию Биткоина — первой криптовалюты на основе технологии блокчейна.

Снижение издержек при этом гораздо значительнее, по сравнению с процедурами традиционных финансовых рынков. В этой транзакции Алиса сообщает майнерам адрес Боба и сумму биткоинов, которую она хотела бы отправить, а также передает цифровую подпись и свой публичный ключ. Подпись сделана с помощью приватного ключа Алисы и подтверждает, что она является владельцем этих монет. Алиса должна Бобу 2 биткоина.Для их отправки Алиса передает всем майнерам в сети сообщение с транзакцией. Помимо этого, есть две группы языков, на которых обычно пишут блокчейны. Данные о здоровье — лакомый кусочек для мошенников, хакеров и фармацевтических компаний.

Технология блокчейн также полезна в отраслях, где необходимы надежные способы владения и контроля данных. Здравоохранение, Интернет вещей и отрасли цифровой идентификации используют блокчейн для создания передовых решений. В целом, децентрализация сделала технологию блокчейн популярной в различных отраслях, таких как финансы, здравоохранение и управление цепочками поставок.

Это поможет владельцу компьютера или целой фермы из компьютеров компенсировать расходы на оборудование и заработать. Публичный блокчейн — это открытая децентрализованная сеть, доступная всем желающим. Обычно такие сети используют открытый исходный код, действуют прозрачно и не требуют доверия, то есть получить к ним доступ и использовать их может кто угодно. После добавления транзакции в блокчейн ее нельзя изменить или удалить. Но посмотреть ее может любой желающий, потому что на блокчейне ведется постоянная запись всех одобренных транзакций.

Далее идёт список транзакций, сформированный из очереди транзакций, ещё не записанных в предыдущие блоки. Например, могут включаться только операции с высокой комиссией или с участием заданного списка адресов. Для транзакций в блоке используется древовидное хеширование[14], аналогичное формированию хеш-суммы для файла в протоколе BitTorrent. Операции по передаче майнеру комиссии за создание блока не имеют «входных» транзакций, поэтому в данном параметре может указываться любая информация (для них это поле носит название англ. Coinbase parameter).

• В PoS вместо майнеров используются валидаторы, которые блокируют часть своих монет в стейке для подтверждения транзакций.
• Мировая финансовая система, СМИ, соцсети — все это функционирует через Интернет.
• После окончания соревнования по добыче каждого нового блока все начинается заново, исходя из времени блока, на которое запрограммирован каждый протокол.
• Специально или случайно можно ограничить ретрансляцию информации о новых блоках (например, одна из цепочек может развиваться в рамках локальной сети).
• Blockchain в сочетании с умными контрактами (smart contract) и Интернетом вещей (IoT) сделали настоящую революцию в сфере страхования.
• Блокчейн-консорциумы часто предпочитают компании-единомышленники, извлекающие выгоду из общей ответственности.

Нам остается только понять его возможности и научиться использовать технологию для личных или бизнес-целей. Несмотря на то, что с момента появления первого блокчейна прошло уже целое десятилетие, эта технология во многом все еще остается экспериментальной. Пока сложно с уверенностью прогнозировать, как блокчейн будет развиваться дальше, но какие-то четкие контуры уже вырисовываются. Блокчейн помогает максимально упростить процесс перехода права собственности.

Многие авторы рассматривают исключительно варианты децентрализованных публичных блокчейнов, считая централизованные блокчейны «неправильными», вариациями устаревших административных технологий. Пока транзакция не включена в блок, система считает, что количество биткойнов на некоем адресе остаётся неизменным. В это время есть техническая возможность оформить несколько разных транзакций по передаче с одного адреса одних и тех же биткойнов разным получателям[21]. Но как только одна из подобных транзакций будет включена в блок, остальные транзакции с этими же биткойнами система будет уже игнорировать. Например, если в блок будет включена более поздняя транзакция, то более ранняя будет считаться ошибочной.