Что такое блокчейн и как он работает?

Блокчейн — это распределенная база данных, предназначенная для хранения и передачи цифровых материалов между участниками системы. В дословном переводе block — блок, chain — цепь. То есть эта база данных представляет собой цепь из блоков, связанных между собой. Основное отличие от других баз данных заключается в том, что система децентрализована, то есть нет одного главного узла, который может регулировать или устанавливать правила для других участников, и от которого зависит целостность всей сети.

Блокчейн популярен благодаря особенностям, которые принципиально отличают его от любой другой технологии.

Прозрачность

Каждый пользователь имеет доступ к информации обо всех операциях. То есть с помощью личного сетевого узла при желании можно отследить любую транзакцию в системе. А еще у всех участников есть копия всей цепочки, которая находится в постоянном обновлении.

Каждое цифровое действие, будь то перевод средств или смена владельца какого-то продукта, будет записана в систему навсегда.

Анонимность

Изначально все данные в блокчейн-сети зашифрованы, а личные адреса скрыты. При этом любой участник может отследить ту или иную операцию внутри системы, увидеть абсолютно все проведенные транзакции.

Расшифровать загружаемые в блокчейн-систему данные может только их владелец. Однако в таком случае его личность также будет раскрыта.

Безопасность

У каждого пользователя блокчейн-системы на компьютере находится копия постоянно изменяющейся сети. А участников могут быть тысячи и даже миллионы. То есть информация хранится на огромном количестве других компьютеров, при этом сама сеть все время меняется. К тому же, любая попытка взлома сразу будет видна остальным. Поэтому взломать блокчейн фактически невозможно.

Децентрализация

Данные не хранятся на одном сервере, а распределены между участниками. При этом каждый меняет базу, когда вносит в нее изменения. Это опять же обеспечивает безопасность. То есть даже если мошенник сумеет взломать один из блоков, остальная система будет устойчива.

Это огромный плюс перед централизованными базами данных, где взлом главного сервера может поставить под угрозу всю систему.

Первая модель блокчейна была создана в начале 1990-х годов, когда специалист по информатике Стюарт Хабер и физик У. Скотт Сторнетта решили использовать криптографию в цепочке блоков для защиты цифровых документов от фальсификации. Они представили решение для предотвращения датирования или искажения данных и документов задним числом путем создания на них отметки времени.

Позднее у Хэла Финни возникла идея, что стоимость цифровых денег не должна определяться организацией, их выпускающей. Хэл Финни представил систему под названием RPoW, Reusable Proof Of Work. Система работала, получив не-заменяемый или не-взаимозаменяемый Hashcash токен, основанный на proof of work и подписанный в RSA, который затем мог быть передан от человека к человеку.

В конце 2008 года человек, использующий псевдоним «Сатоши Накамото», представил сообществу децентрализованную одноранговую систему электронных или цифровых денег.

Новая система получила название «Биткойн» и была основана на технологии Blockchain, которая позволяет пользователям отправлять и получать цифровые деньги без каких-либо посредников. Кроме того, в ней нет централизованных организаций, таких как банки и правительства, которые могли бы управлять счетами, проверять транзакции и контролировать количество биткоинов .

Вместо этого системой Биткойн теперь управляют тысячи компьютеров, разбросанных по всему миру. Транзакции проверяются сетевыми узлами с помощью криптографических методов и записываются в блокчейне биткоинов. Любой может участвовать в этой экосистеме, применяя PoW для проверки транзакций в сети, и получать биткоины в качестве вознаграждения.

В 2013 году, Виталик Бутерин, программист и один из основателей журнала «Bitcoin», заявил, что Биткойн нужен скриптовый язык для создания децентрализованных приложений. Не получив согласия от сообщества, Виталик представил концепцию Ethereum, в которой были отображены идеи по разработке новой вычислительной платформы на основе блокчейна. В результате 30 июля 2015 года был запущен Ethereum .

Инновацией Ethereum является внедрение смарт-контрактов. Смарт-контракты могут быть созданы так же, как контракты в реальном мире. На самом деле они представляют собой самоуправляемые крошечные компьютерные программы внутри блокчейна. Когда выполняются определенные критерии, такие как прохождение даты истечения срока действия или достижение определенного ценового уровня , смарт-контракт будет управлять самим соглашением без прерывания и вмешательства каких-либо сторон. Это полностью отличается от контрактов в реальном мире, которые управляются двумя отдельными лицами и регулируются третьей стороной. В смарт- контрактах отсутствуют такие понятия как стоимость регулирования и дискредитации.

С появлением сети Биткойн и Эфириума мы увидели развитие финансовой системы и смарт-контрактов. Это самые популярные функции технологии Блокчейн. Но применение распределенных реестров и блокчейнов безгранично.

Блокчейн — это цифровой реестр, который надежно записывает транзакции между двумя сторонами и защищает эти записи от несанкционированного доступа. Данные о транзакциях записываются распределенной сетью специальных компьютеров со всего мира, называемых нодами.

Когда пользователь инициирует транзакцию, например отправляет определенную сумму криптовалюты другому пользователю, эта транзакция транслируется в сеть. После этого каждая нода проверяет подлинность транзакции, изучая цифровые подписи и другие данные транзакции.

Если транзакцию одобрили, она добавляется в блок вместе с другими проверенными транзакциями. Блоки соединяются в цепочку с помощью криптографических методов и образуют блокчейн. Для проверки транзакций и добавления их в блокчейн используется механизм консенсуса. Механизм консенсуса — это набор правил, с помощью которого ноды координируют свои действия и приходят к соглашению о состоянии блокчейна и одобрении транзакций.

Чтобы запись транзакций была надежной, прозрачной и устойчивой к взлому, блокчейн использует криптографию. Одним из важнейших криптографических методов является хеширование — процесс, который преобразует входные данные любого размера в строку символов фиксированной длины.

Еще один криптографический метод, который часто используют в блокчейне, — это криптография с открытым ключом, или асимметричная криптография. Она помогает устанавливать безопасные и проверяемые транзакции между пользователями. Работает это так. У каждого пользователя есть уникальная пара ключей: приватный ключ, который необходимо держать в тайне, и публичный ключ, который находится в открытом доступе. Когда пользователь инициирует транзакцию, он подписывает ее с помощью своего приватного ключа, создавая цифровую подпись. Затем другие пользователи сети могут проверить подлинность транзакции, применив публичный ключ отправителя к цифровой подписи. Такой подход обеспечивает безопасность транзакций, поскольку инициировать транзакцию может только настоящий владелец приватного ключа, но проверить подписи с помощью публичного ключа может кто угодно.

Существует несколько видов блокчейнов.

Публичный блокчейн

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. Примерами публичных блокчейнов являются Bitcoin и Ethereum.

Приватный блокчейн

Приватный блокчейн, как следует из названия, — это закрытая сеть блокчейна. Обычно она находится под контролем одной организации и используется для ее целей и способов применения.

Приватные блокчейны контролируют доступ и устанавливают правила, которые определяют, кто может видеть и записывать транзакции в блокчейне. Они не являются децентрализованными, поскольку в них действует четкая иерархия управления. Однако они могут быть распределенными и поручать многим нодам хранить копию блокчейна на своих компьютерах.

Блокчейн-консорциум

Блокчейн-консорциум — это гибрид публичного и приватного блокчейнов. В блокчейн-консорциуме несколько организаций объединяются для создания общей сети блокчейна, которая управляется и контролируется совместно. В зависимости от потребностей участников такие сети могут быть как открытыми, так и закрытыми.

В отличие от открытой системы, где проверять блоки может любой пользователь, или закрытой системы, где создателей блоков выбирает одна организация, в блокчейн-консорциуме валидаторами выступают несколько одинаково влиятельных сторон.

Следовательно, правила системы гибкие: просматривать блокчейн могут либо все пользователи, либо только валидаторы. Если валидаторы могут достичь консенсуса между собой, вносить изменения довольно просто. И пока определенная часть участников сети действует честно, у системы блокчейна не возникнет проблем.

Хотя технология блокчейна еще находятся на ранней стадии развития, ее уже применяют во многих отраслях. Обычно она используется в следующих сферах:

1. Криптовалюты

Технология блокчейна поддерживает создание криптовалют и запись их транзакций в безопасном и децентрализованном реестре.

2. Цифровая идентификация

Блокчейн можно использовать для создания безопасной и защищенной от взлома цифровой идентификации, которая нужна для проверки личной информации и других конфиденциальных данных. Цифровая идентификация может стать очень востребованной, ведь наша личная информации и активы постепенно переходят в интернет.

3. Голосование

Технология блокчейна позволяет проводить безопасные и прозрачные голосования, которые исключают возможность мошенничества. Ведь блокчейн предоставляет децентрализованный и защищенный от взлома реестр всех голосов.

4. Управление цепочками поставок

Технологию блокчейна можно использовать для создания реестра всех транзакций в цепочке поставок. В таком случае каждая транзакция будет записана в виде блока на блокчейне, который обеспечит неизменность и прозрачность всех записей о процессах цепочки поставок.

5. Смарт-контракты

Смарт-контракты — это самоисполняющиеся программы, которые могут автоматически выполнять заданные действия при определенных условиях. Технология блокчейна позволяет создавать и исполнять смарт-контракты безопасным и децентрализованным способом. Они могут применяться в разных сферах, наиболее перспективные из которых — децентрализованные приложения (DApp) и организации (DAO).

Таким образом, блокчейн – это инновационная технология, которая может преобразить многие отрасли и улучшить процессы в различных сферах деятельности. Ее основные преимущества заключаются в безопасности, прозрачности и децентрализации. Благодаря этим свойствам блокчейн может стать ключевым инструментом для повышения эффективности бизнес-процессов, защиты данных и обеспечения прозрачности взаимодействия между участниками. В будущем блокчейн будет играть все более значимую роль в различных отраслях и станет неотъемлемой частью цифровой экономики.

Уже сегодня у вас есть возможность использовать все преимущества криптовалют для своего бизнеса с помощью 0xProcessing.