Технология блокчейн простыми словами

Блокчейн (цепочка блоков) — это распределенная база данных, у которой устройства хранения данных не подключены к общему серверу. Эта база данных хранит постоянно растущий список упорядоченных записей, называемых блоками. Каждый блок содержит метку времени и ссылку на предыдущий блок.

Если объяснять на пальцах, то блокчейн часто сравнивают со стандартным дневником или картотекой, куда последовательно в хронологическом порядке вносятся записи о том, что сделано – поспал, поел, постирал, погулял, взял в долг, заплатил 100 долларов за ужин и т.д. Чтобы никто посторонний не мог внести по своему усмотрению изменения в дневник, вся информация особым образом шифруется, причем шифр продуман качественно. Если дневник в одном экземпляре, с ним всякое может случиться – сгорел дом и он вместе с ним, украли, при огромнейшем желании расшифровали и внесли коррективы.

А потому для надежности дневник имеет множество копий, которые хранятся в разных местах. Причем, когда в дневник вносится новая информация, она после проверки обновляется на всех экземплярах.

Применение шифрования гарантирует, что пользователи могут изменять только те части цепочки блоков, которыми они «владеют» в том смысле, что у них есть закрытые ключи, без которых запись в файл невозможна. Кроме того, шифрование гарантирует синхронизацию копий распределенной цепочки блоков у всех пользователей.

В технологию блокчейн изначально заложена безопасность на уровне базы данных. Концепцию цепочек блоков предложил в 2008 г. Сатоши Накамото (Satoshi Nakamoto). Впервые реализована она была в 2009 г. как компонент цифровой валюты — биткоина, где блокчейн играет роль главного общего реестра для всех операций с биткоинами. Благодаря технологии блокчейна биткоин стал первой цифровой валютой, которая решает проблему двойных расходов (в отличие от физических монет или жетонов, электронные файлы могут дублироваться и тратиться дважды) без использования какого-либо авторитетного органа или центрального сервера.

Безопасность в технологии блокчейн обеспечивается через децентрализованный сервер, проставляющий метки времени, и одноранговые сетевые соединения. В результате формируется база данных, которая управляется автономно, без единого центра. Это делает цепочки блоков очень удобными для регистрации событий (например, внесения медицинских записей) и операций с данными, управления идентификацией и подтверждения подлинности источника.

Чем блокчейн отличается от базы данных?

Блокчейн похож на реестр, или базу данных, которая хранится на разных устройствах и постоянно синхронизируется в режиме реального времени. Но есть отличия:

1. В блокчейне хранятся не данные, а записи о событиях – транзакциях – в хронологической последовательности.
2. Прежде чем попасть в блокчейн, все записи проверяются на подлинность и подтверждаются при помощи криптографии.
3. Запись должно подтвердить большинство участников сети, только тогда она заносится в блокчейн. В этом суть децентрализации, здесь нет единого органа, который все контролирует.
4. Записи группируются не в таблицы, а в блоки, которые цепляются друг за друга, как звенья цепочки. При этом каждый последующий блок содержит зашифрованную информацию о предыдущем.
5. Данные, попавшие в блокчейн, нельзя изменить или удалить, не нарушив целостность всей цепочки.

Где используют блокчейн?

Технологию блокчейн используют там, где нужно хранить сведения о различных событиях или транзакциях.

Блокчейн пригодится:

• банкам и другим финансовым компаниям, чтобы записывать сведения о финансовых транзакциях — кто, кому и когда отправил деньги;
• биржам и нотариусам: фиксировать сделки и право собственности на ценные бумаги, недвижимость, автомобили и любые другие активы;
• государственным органам и регуляторам, чтобы выдавать лицензии и разрешения, проверять подлинность документов, удостоверять личности;
• торговым и транспортным компаниям, чтобы отслеживать перемещение товаров и грузов;
• брендам, чтобы отслеживать и подтверждать подлинность своего товара.

Это лишь несколько наиболее очевидных примеров. Многие называют блокчейн-технологии революционными, а их возможности — безграничными. Например, глава Сбербанка Герман Греф еще в 2016 году говорил о том, что блокчейн перевернет все индустрии без исключения,_ в том числе и государственные органы.

Как функционирует Блокчейн Биткоина, Эфириума

Рассмотрим более детально процесс работы блокчейна Bitcoin, Ethereum, а также функцию умных контрактов.

Blockchain Bitcoin

Для примера возьмем короткий блокчейн из пяти блоков. Каждый следующий хранит в себе информацию о хэше предшествующего. Предположим, что в третий по счету блок внесены изменения. Тогда он, как и все последующие, стал недействительным. Следовательно, беспрепятственно внести изменения мы можем только в блок №5. Чтобы он после этого стал действительным, необходимо подобрать соответствующий хэш. Для этого нужен майнинг.

Таким образом Blockchain оказывает сопротивление внедрению посторонней информации. Со временем цепочка удлиняется, и с каждым новым блоком будет всё труднее изменить старые блоки.

Блокчейн Биткоина сформирован из узлов, каждый из которых являет собой точную копию всей цепи. Чтобы определить, верна ли наша копия цепочки, нужно произвести сравнение с другими узлами. В соответствии со всеми принципами демократии, каких одинаковых узлов будет больше, тот вариант и верен.

Блокчейн Ethereum

Блокчейн Эфира по сути представляет собой систему состоянию транзакций. Такое понятие существует в информатике, и подразумевает систему, которая анализирует входящие данные и на основе последней единицы информации совершает преобразование в новое состояние.

Все процессы в так называемой машине состояний Ethereum на старте находятся в «первоначальном состоянии». Это состояние до того момента, как в сети начнутся какие-либо действия и транзакции. Тогда первоначальное состояние меняется на «конечное», и, взглянув на конечное состояние в каждый момент времени, можно определить текущее положение сети Эфира.

Общее состояние Ethereum включает в себя миллионы транзакций, объединенных в блоки. Блокчейн строится по тому же принципу, что и в Биткоин. Корректность транзакций подтверждается путем майнинга. Стать майнером может любое устройство, подключенное к сети. Тот, чьему устройству удалось решить математическое вычисление, подобрав хэш, получает награду в виде цифровых монет ETH.

Биткоин и блокчейн – одно и то же?

Сперва разберемся с распространенным заблуждением: немало людей называют криптовалюту блокчейном, хотя это не так.

Биткоин, Эфир и прочие крипты используют технологию блокчейна, но не являются им.

Путаница возникла из-за практически единовременного появления обоих терминов в информационном пространстве. И это логично: традиционные валюты не умели конвертироваться и передаваться через блокчейн. Поэтому был разработан специальный денежный стандарт – биткоин. До него о блокчейне мало кто знал, и к нему относились с явным равнодушием.

Однако криптовалюта продемонстрировала, насколько перспективна технология. Популяризация биткоина привела к однозначной ассоциации, но блокчейн – универсальный инструмент, решающий проблемы многих отраслей.

Как добавляется новый блок: почему бедный Вася не может просто изменить компрометирующую запись?

Чтобы разобраться, почему Вася физически не может поменять запись, давайте разберемся, как добавляются блоки в цепочку.

Вот блок №233, в котором хранится запись, которую Вася хотел бы поменять.

Когда блок № 233 сформировался и добавился в блокчейн, произошло три вещи:

• Все дневниковые записи и в этом блоке превратились в одну хеш-сумму и записались в заголовке блока
• У блока просчитался еще один хеш, куда вошел хеш предыдущего блока № 232
• Следом добавился еще один блок, куда вошел хеш уже злополучного блока

Все, строчка уже попала в хеш

Стоит Васе изменить хотя бы один символ в своей записи «целовал барменшу», хеш его блока №223 неузнаваемо изменится.

И система верификации отбросит измененный блок как ложный.

А не пошел бы ты, Вася

Что это за система верификации? Кто проверяет блоки и кто отвечает за то, чтобы они все соответствовали друг другу?

Тут пора рассказать о том, кто такие майнеры.

Создание платформы блокчейн

С чего начать и какую платформу выбрать? Как создать проект и работать на blockchain-платформе? На начальных этапах необходимо тщательно изучить условия, структуру, виды и теорию блокчейна. Если уверены, что возможные недостатки вас не смущают, то воспользуйтесь для создания бизнес-приложения одной из платформ:

1. EmcSSH. Эта платформа рассматривает систему как глобальную базу ключей для обеспечения прав доступа к данным и материалам. Ключи эти быстро заменяются. Метод подходит для организации работы большого количества серверов, компьютеров, банкоматов и т. д. Пользователь может получить свой ключ доступа на всех терминалах;
2. EmcSSL. Ещё одна блокчейн-платформа, что это такое в этом случае? Это единая база хранения подписей, сертификатов и цифровых отпечатков юзеров и компаний. При авторизации пользователя в системе аутентификация осуществляется на основании этих данных;
3. Emc InfoCard – пространство для применения информационных визиток в электронной форме в связке с сертификатами юзеров SSL;
4. EmcTTS – система записи, размещения и публикации документов с предоставлением доступа к ним по личному ключу;
5. Emc DPO – основа системы доказательства и закрепления авторских либо имущественных прав на материальные и творческие активы;
6. Atom Atom Emc используется для создания и подписания контрактов без посредников и каких-либо привлечений третьих лиц;
7. Emc DNS – сервис для организации и выдачи имён доменов, и закрепления их за пользователями;
8. Ethereum – об этой платформе, знают все, кто слышали про блокчейн. Она очень многофункциональна, но работать на ней сложно.

В зависимости от того, какие цели преследует создание системы выбирается наиболее удобный и заточенный под эту цель, сервис.

Примеры проектов на блокчейн

Кроме, собственно перечисления криптовалюты на кошелёк, эту платформу используют и иначе. Например, blockchain применяется в сферах:

1. Хранение информации и данных в Облаке;
2. Идентификация личности и авторизация в системе и в сети;
3. Верификация материалов и информации;
4. Автоматическая генерация и подписание контрактов;
5. Доказательные процессы;
6. Услуги нотариуса;
7. Сдача в аренду собственности;
8. Голосование онлайн;
9. Курсирование информации в СМИ и интернете;
10. Использование в сфере страхования и другое.

Широкое применение подхода позволяет обезопасить многие процессы, сделать их проще.

Сферы применения блокчейна: криптовалюта

Внедрение блокчейна увеличивает скорость обмена, уменьшает временные затраты, улучшает качество, надежность и доступность услуг. При этом увеличивается прозрачность и надежность, снижаются риски.

Главная сфера применения блокчейна — криптоиндустрия. Но помимо этого проекты на блокчейне используются в банковском секторе, сфере финансовых услуг, платежных сервисах, госсекторе (госуслуги, реестры недвижимости, нотариат, электронное голосование и др.), транспорте и логистике, IoT, здравоохранении, управлении интеллектуальной собственностью, энергетике, и т. д.

В криптоиндустрии блокчейн стал технологической основой для выпуска криптовалют, которые являются осовремененной версией хайековских «частных денег». При этом крупнейшие из них, такие как биткоин и эфир, имеют глобальный характер обращения.

На основе этой технологии происходит токенизация. Выпуск токенов — это особая форма секьюритизации активов на базе массового и глобального спроса инвесторов. Снижение издержек при этом гораздо значительнее, по сравнению с процедурами традиционных финансовых рынков.

5

Блокчейн на примере Биткоина

Транзакции в этой системе подписываются (считаются достоверными, валидными) пачками (т.е. блоками).

Периодичность появления (добавлении) новых блоков заложена в распределённый алгоритм системы: чтобы подписать один блок (выпустить новую денежную единицу), нужно найти требуемый хэш (методом перебора, ибо из хеша восстановить число априори невозможно и остается только вычислять хеш без конца для взятых наугад чисел, пока случайно не напоришься на нужный вариант хеша).

При этом сложность поиска хеша устанавливается алгоритмически в зависимости от задач системы (изменяется сложность шаблона, в который должен уложиться хеш). В Биткоине периодичность добычи новой единицы (появление нового блока) равна примерно десяти минутам. Соответственно, чем больше мощность системы майнера, тем выше вероятность, что очередной блок в систему добавит именно он и получить за это вознаграждение.

Клиенты системы могут генерировать хоть миллион транзакций (переводов) в секунду, но сеть узлов их примет только с момента подписания очередного блока (добычи очередной единицы).

Более того, транзакция будет считаться неподтвержденной до момента появления нескольких очередных новых блоков (генерации денежных единиц), для защиты от форка (расплодившихся единицах криптовалюты на «боковых ветках цепочки блоков», появившимся, например, в локальной сети, но потом отвергнутых основной цепью блоков).

Размер базы транзакций во избежании ее неконтролируемого роста специальным образом сжимается (по сути, урезается) за счёт «контрольных точек». Алгоритмы консенсуса периодически подтверждают так называемый «опорный» блок, ранее которого можно не хранить цепочку блоков. Такие контрольные блоки периодически создаются (маркируются). В противном случае база биткоинов была бы неподъемной.

Надежность и безопасность

Блокчейн – это децентрализованная база данных, которая управляется автономно и не контролируется ни одним центром в мире. Это не мифы, а реальный механизм работы данной технологии, отличающейся также повышенным уровнем безопасности всех данных.

Главным преимуществом использования блокчейна являются прозрачные, но полностью безопасные транзакции.

При этом все операции, проводимые внутри сети, отличает множественное копирование: у каждого участника сделки всегда имеется информация о каждом действии партнера/ов.
Все данные защищены криптографическим ключом, состоящим из длинного набора букв и цифр. Этот ключ формирует специальный алгоритм, который для конкретного набора данных рассчитывает один единственный ключ.

Для шифрования данных в Blockchain используются два вида криптографических ключей:

• открытый или публичный ключ используется для шифрования данных и открыт для всех пользователей;
• закрытый или приватный ключ служит для расшифрования и держится в секрете.

Как они работают?

При создании нового блока в цепи блокчейн, пользователь помещает в него публичный ключ

↓

Обладателем содержимого этого блока станет тот, у кого есть приватный ключ, подходящий к публичному ключу этого блока.

Безопасность в блокчейне обеспечивается через децентрализованный сервер, который проставляет временные метки и одноранговые сетевые соединения. Это делает цепочки блоков удобными для регистрации событий, любых операций с данными, легкого управления идентификацией и подтверждения подлинности источника.

Как устроена система безопасности Blockchain?

Пример 1. Блокчейн как большая общая папка на FTP.

Каждый пользователь интернета может видеть содержимое папки, посмотреть, кто, в какие подпапки, когда, для кого и какие именно файлы загружал. Но при этом все имеют разный доступ к хранящимся файлам. Одни пользователи могут просто видеть список файлов, то есть ограничены ролью наблюдателя. Адресат конкретного файла может скачивать себе данные и пользоваться ими, поскольку файл именно ему и предназначался, и никто другой не сможет получить к нему доступ.

Пример 2. Блокчейн как электронный кошелек с открытой статистикой.

Все участники сделки могут свободно наблюдать за перемещением средств. Но доступ к средствам имеют только пользователи с необходимыми правами. При этом они могут оставаться полностью анонимными или идентифицироваться в системе, в зависимости от конкретной платформы и целей ее создания.

Таким образом, все сделки на базе блокчейна отличаются открытостью: вся цепочка транзакций дублируется и хранится в неизменном зашифрованном виде у каждого участника.

И находятся в полной безопасности: блокчейн децентрализован, нет “командного центра”, взломав который можно уничтожить или подменить данные.
Если проводится транзакция с участием 100 человек, то данная блокчейн-цепочка останется рабочей даже в случае взлома 99 компьютеров. Выход из строя нескольких звеньев цепи никак не скажется на сохранности данных и не повредит их.

4 основных принципа работы блокчейна

Децентрализованность

В технологии блокчейн «записная книжка», или база данных, размещена в Интернете. Обычно информация, размещенная в Сети, хранится где-то в одном месте, на центральном сервере.

Однако, при использовании блокчейна центральный сервер отсутствует. Информация дублируется на множестве компьютеров без единого центра. Это «одноранговая сеть». Получается, что наша «книжка» существует не в одном экземпляре, хранящемся на одном компьютере, а на множестве компьютеров в Сети.

Таким образом, у нас есть не одна «записная книжка», а множество «записных книжек» с одинаковой информацией.

Информация хранится в разных местах или даже на разных континентах.

Поэтому для того, чтобы стереть какие-то записи или вырвать страничку из «книжки», придется это сделать не в одной, а во всех «книжках». Если изменить что-то в одной книжке – информация сохранится в остальных.

Достоверность

Компьютеры в сети Blockchain постоянно сверяют информацию между собой. Новая информация записывается в «книжку» только после проверки ее правильности несколькими компьютерами в сети.

Под «правильностью» понимается, что любая новая информация не должна противоречить уже имеющейся в блокчейне.

Новая информация заносится в «записную книжку», только если она соответствует предыдущим записям.

Представим себе, что в блокчейне хранится информация о переводах и остатках на счетах. Например, в «книжке» есть запись: «У Васи есть 100 рублей».

Теперь Вася хочет перевести Маше свои 100 рублей и записать эту информацию в «книжку»: «Вася перевел Маше 100 рублей». Он пытается сделать такую запись, но, прежде чем система позволит ему сделать перевод, блокчейн опросит несколько компьютеров (сверит информацию с несколькими «записными книжками»): «А есть ли у Васи 100 рублей, которые он переводит?»

Только если все опрошенные компьютеры-«книжки» подтвердят: «Да, у Васи есть 100 рублей!», только тогда система позволит Васе сделать запись о переводе денег. Перевести больше, чем у Васи есть, система не даст, даже если Вася взломает свой компьютер и запишет, что у него есть не 100 рублей, а миллион.

За счет такой проверки правильность записей в «книжке»-блокчейне гарантируется сетью компьютеров, а не каким-либо человеком, организацией или отдельным компьютером.

Неизменность

Информация в «записной книжке» блокчейна не может быть изменена, так как при применении этой технологии все записи неразрывно связаны между собой. Собственно, слово «блокчейн» («blockchain») в переводе с английского означает «цепочка блоков». Это означает, во-первых, что наша «книжка» заполняется не одиночными записями, а целыми страницами.

Отдельный блок в блокчейне – это и есть такая «страница». Как только в системе набирается достаточное количество проверенной информации, чтобы можно было заполнить блок — соответствующий блок формируется. То есть в «книжке» появляется новая «страница» с записями.

Во-вторых,все странички в блокчейне связаны между собой. Условно в нашей «записной книжке» это можно представить так: в начале каждой новой страницы напечатана уменьшенная фотография предыдущей страницы. Таким образом, каждая страница связана с предыдущей, и все вместе они формируют «цепь».

Поэтому невозможно изменить записи на какой-то одной отдельной странице. Измененная страница не будет совпадать со своей ранее сделанной фотографией. Поэтому следующую страницу тоже придется «подчищать». А после «подчистки» этой страницы опять обнаружится несоответствие с фотографией — и так далее до конца «книжки». Чтобы изменить какую-то одну запись, придется переписывать всю «записную книжку».

На самом деле, конечно, никаких фотографий в блокчейне нет (пример с фотографиями сделан для наглядности). Для хранения информации о предыдущем блоке используется криптографический алгоритм (то есть алгоритм шифрования).

Подробнее о криптографическом алгоритме, хэш-функции и майнинге можно прочитать здесь.

Такой нерушимой связью блоков обеспечивается невозможность изменения информации, хранящейся с использованием блокчейн-технологии.

Прозрачность работы

Информация в блокчейне полностью доступна и прозрачна.

Любой желающий может посмотреть всю информацию, хранящуюся в блокчейне. То есть, наша «записная книжка» лежит в публичной библиотеке, каждый может взять ее и почитать.

Перечисленные свойства делают технологию блокчейн уникальным способом хранения информации.

В блокчейне хранится информация, которая является достоверной, неизменной, прозрачной и доступной всем желающим.

BlockChain — это наше будущее?

Сейчас технология под названием блокчейн проходит довольно успешную обкатку в качестве инструмента виртуальных денег, типа Биткоина и других криптовалют. Собственно, с этого и началось ее триумфальное шествие, но вряд ли этим и закончится.

Блокчейн — это не то же, что Биткоин

По задумке, криптовалюта — это даже не деньги, а полный аналог золота в виртуальном мире — их количество ограничено (рассчитано на много лет вперед и количество «добытого» регулируется за счет увеличения\уменьшения сложности процесса добычи), а получить их можно либо путем покупки (например, в обменнике криптовалют) или бирже биткоинов, либо путем добычи (в шахте, в качестве который может выступать ваш компьютер или специально собранная мощная система).

Но сам по себе биткоин довольно спорная вещь. Появился он в 2009 году и с тех пор курс этой криптовалюты вырос тысячекратно и продолжает во всю расти и по сей день (даже большими темпами).

Правда, очень похоже на пузырь? Лопнет? Весьма вероятно. Кроме этого имеет место быть неоднозначное отношение к криптовалюте государства.

Но бикткоин — это лишь продукт, созданный на принципах BlockChain, и все его недостатки не имеют никакого отношения к самой технологии. Криптовалюта — это по сути испытательный полигон для блокчейна и с технической точки зрения все идет просто замечательно. И тут совсем не важна дальнейшая судьба биткоина, ибо он просто «пробный шар».

На базе BlockChain запросто можно создать другую криптовалюту, например, полностью обеспеченную и легализованную на государственном уровне. Будет ли это? Посмотрим, но весьма вероятно. Штука удобная и не только благодаря описанным выше техническим особенностям.

Почему все сейчас говорят об этой технологии?

Давайте взглянем на те преимущества, которые позволит внести в нашу жизнь внедрение технологии блокчейна:

1. «Скрипач не нужен» — помните такую фразу из легендарной киноленты? Так вот, она тут очень даже применима. При использовании этой технологии пропадет необходимость привлечения «третьей стороны» при совершении сделки, ибо система, как я уже говорил, полностью прозрачна для всех. Тем самым могут быть существенно снижены накладные расходы и сроки проведения сделок (транзакций, т.е. операций с данными).
2. Блокчейн подойдет для тех систем, где существует риск мошенничества и сохранности информации. Всего, на что сейчас тратятся огромные деньги. Ведь кроме прозрачности технология обладает несравненной защищенностью и безопасностью использования всеми сторонами. Причем имеется защита и от мошенничества (и «удержания в узде») со стороны организатора системы за счет децентрализации (как в битторенте — технически никак не воспрепятствовать скачиванию).

Поэтому сейчас и идут активные эксперименты по внедрению BlockChain, например, в процесс выборов. Ту ведь очень важна прозрачность, защищенность и безопасность. В том числе и от подтасовок со стороны властьимущих, злопыхающих и прочих кознестроителей. И никаких тебе потом разговоров о вмешательстве в выборы (априори). Красота.

Так же данную технологию замечательно можно адаптировать для ведения различных кадастров, медицинских баз, юридических баз, любой логистики, а так же для проведения банковских операций (это уж точно «доктор прописал» — в разы сократятся расходы и время прохождения).

Весь вопрос в том, чтобы было принято волевое решение (многих не устраивает невозможность «незаметно» вмешаться в работу системы после ее внедрения), а уж все это реализовать и применить блокчейн на практике будет делом вторичным (благо биткоин дал отличную наработанную базу).

Проблемы внедрения BlockChain в жизнь

1. Например, для поддержания высокого уровня безопасности система нуждается в постоянных сложных вычислениях, которые возможно делать только обладая очень большой ресурсной базой. В биткоине эту проблему решили просто — назначили комиссию тем, кто предоставляет свои ресурсы (вычислительные мощности компьютеров или специально собранных систем — ферм для майнинга) для этой цели (на основе этого принципа и построен основной способ заработка биткоинов — майнинг).
2. Так же для безопасности всей системы крайне важно, чтобы эти ресурсы были бы распределены и не находились под управлением какой-то группы (например, объединившейся по сговору), которая может использовать сосредоточенные в руках мощности для различных нехороших манипуляций.
3. Кого-то все это может лишить работы или прибыли (различных посредников), а посему они вставляют палки в колеса еще на начальном (самом сложном) этапе внедрения технологии в жизнь.

Транзакции в сети блокчейн

Выполнение транзакции в децентрализованной сети блокчейн, не требует привлечения третьей стороны. Расскажем подробнее о механизме перевода средств.

Когда вам нужно отправить 0,1 BTC вашему другу или бизнес-партнеру, система прежде чем внести изменения в балансы обеих кошельков, отправляет вашу транзакцию в Memory Pool. В сети биткоин для перерасчета баланса необходимо получить подтверждение корректности транзакции минимум от шести майнеров. Скорость обработки информации зависит от размера комиссии, который можно регулировать. После выполнения перевода данные навсегда записываются в блокчейн, а 0,1 BTC зачисляются на адрес получателя.

Любой перевод внутри блокчейн экосистемы указывает отправную и конечную точку движения капитала и его объем, то есть количество монет. Данный формат применяется практически во всех пиринговых сетях, но анонимные криптовалюты имеют опции маскировки адресов отправителя и получателя. Кроме того, протоколы передачи денег в разных экосистемах отличаются набором дополнительных параметров.

Например, каждая транзакции биткоин содержит внутри специальные ключи(скрипты). BTC-скрипт представляет собой краткую инструкцию для майнеров, осуществляющих процесс обработки данной операции. Самый простой скрипт дает возможность проверить валидность биткоин-адреса, но в него можно добавить и схему проверки других параметров. Язык скрипта позволяет сформировать условия проверки высокого уровня сложности, не допуская циклы и повторения. Скрипт можно считать предшественником умных контрактов.

В каждой транзакции первым идет ключевой номер версии, а затем указываются входы и их количество. Вход представляет собой ссылку на уже выполненный перевод, из которого исходит данная операция. После этого проверяются выходы и каждому из них приписывается требуемая сумма. Число денег на входе должно быть больше или, по крайней мере соответствовать, сумме транзакции. В завершение добавляется метка времени или номер блока. Таким образом транзакции, с низкой комиссией могут быть отодвинуты в конец очереди на исполнение.

В сети есть данные о балансе всех держателей криптомонеты, но без приватного ключа перевести деньги с одного кошелька на другой невозможно. В большинстве случаев ключи хранятся у пользователей, исключением являются депозиты криптобирж и централизованные приложения типа Xapo wallet . Потерять свои монеты вы можете только по неосторожности. Например, допустив ошибку в адресе отправителя или не позаботившись о безопасном хранении приватных ключей. Проверить состояние транзакции можно в Blockchain Explorer кошелька данной криптовалюты или на специальных сайтах, например, https://www.blockchain.com/ru/explorer или https://multihash.net/ru . Чтобы получить информацию, введите хеш-код операции в строку поиска.

Основная причина зависания перевода криптомонет, минимальная комиссия за обработку. При большой загруженности сети транзакция с низким приоритетом не включается в уже существующий блок, а сразу переносится на последующие, которые еще нужно будет сгенерировать.

В некоторых экосистемах блокчейн транзакции требует очень большого количества подтверждений. Например, при обмене ETC на фиатные деньги автору статьи пришлось ждать 4 часа, чтобы получить 53 подтверждения. Но, после внедрения обновлений быстродействие в сети эфириум классик значительно улучшилось.

Как работает система блокчейн?

Иногда технологию блокчейн называют «Интернетом ценностей», и мы считаем, что это хорошая метафора.

Каждый человек может разместить в Интернете информацию, а затем другие люди могут получить к ней доступ из любой точки мира. Цепочки блоков позволяют отправлять в любую точку мира, где будет доступен файл блокчейна, какие-либо ценности. Но у вас должен быть закрытый ключ, созданный по криптографическому алгоритму, чтобы разрешить вам доступ только к тем блокам, которыми вы «владеете».

Предоставляя кому-либо ваш закрытый ключ, вы по сути передаете этому лицу денежную сумму, которая хранится в соответствующем разделе цепочки блоков.

В случае биткоинов такие ключи используются для доступа к адресам, по которым хранятся некоторые суммы в валюте, представляющие прямую финансовую ценность. Этим реализуется функция регистрации перевода средств, обычно такую роль выполняют банки.

Кроме того, реализуется еще одна важная функция: установка отношений доверия и подтверждение подлинности личности, потому что никто не может изменять цепочку блоков без соответствующих ключей. Изменения, не подтвержденные этими ключами, отклоняются. Конечно, ключи (как и физическая валюта) теоретически могут быть украдены, но защита нескольких строк компьютерного кода обычно не требует больших затрат. (Сравните, например, с расходами на хранение золотого запаса в пресловутом Форт-Ноксе).

Это означает, что основные функции, выполняемые банками: проверка подлинности личности (для предотвращения мошенничества) и последующая регистрация сделок (после чего они становятся законными) — могут выполняться цепочкой блоков быстрее и точнее.

Что такое распределённая база данных?

Представьте таблицу, которая тысячи раз продублирована в компьютерной сети. Затем представьте, что эта сеть разработана таким образом, что она регулярно обновляет эту таблицу, – и у вас уже есть общее представление о блокчейне.

Информация, хранящаяся в блокчейне существует как общая и постоянно сверяемая база данных. Такой способ использования сети имеет очевидные преимущества. База данных блокчейна не хранится в каком-то единственном месте, а это означает, что он сохраняет записи действительно публично и они легко проверяются. Не существует централизованной версии этой информации, которую бы мог повредить хакер. Копии хранятся на миллионах компьютеров одновременно, и ее данные доступны для всех желающих в Интернете.

Для того, чтобы перейти к аналогии с электронными таблицами Google, предлагаю прочитать следующее мнение специалиста в сфере блокчейн.

Типы блокчейнов — приватный и публичный

Поскольку на данной технологии могут строиться разные типы сервисов и приложений, то и выделяют приватный и публичный blockchain.

Приватный блокчейн

Такие блокчейны считаются эксклюзивными и создаются для развития частного бизнеса. Они закрытые и централизованные, поддерживаются и контролируются своими создателями и подчинены корпоративным целям. Чтобы стать участником приватного Blockchain нужно выполнить определенные условия, а майнить новые блоки могут только определенные сертифицированные пользователи.

Публичный блокчейн

К публичным системам блокчейн может присоединиться и стать майнером любой желающий, поскольку их администрированием занимается само сообщество.

Какова надёжность и долговечность блокчейна?

Блокчейн-технология, как и Интернет, имеет встроенную устойчивость к ошибкам. Сохраняя блоки информации, идентичные во всей сети, блокчейн не может:

1. Контролироваться кем-то одним;
2. Не имеет единой точки отказа.

Биткоин был изобретен в 2008 г. С этого времени блокчейн Биткоина работает без существенных сбоев. (На сегодняшний день, проблемы, связанные с Биткойном, были из-за взлома сервисов, построенных поверх него, или недостаточного контроля. Другими словами, эти проблемы возникают из-за плохих намерений и человеческих ошибок, а не из-за недостатков в архитектуре протокола).

За почти 30 лет Интернет доказал свою надёжность. Это достижение служит хорошим предзнаменованием для блокчейн-технологии, которая продолжает развиваться.

Как бы революционно это ни звучало, блокчейн действительно представляет собой механизм, обеспечивающий высшую степень учета и идентификации. Больше не будет пропущенных транзакций, ошибок человека или машины, или даже изменений, сделанных без согласия вовлеченных сторон. А наиболее важно то, что блокчейн помогает гарантировать законность транзакции путем записи её не только в главном реестре, а в распределённой системе реестров, связанных через защищенный механизм проверки.

Сферы применения блокчейна

Сущность «цепи блоков» как общедоступной, распределенной и 100% достоверной базы данных делает применение блокчейн весьма привлекательным для компаний, работающих в разных областях.

В настоящее время уже существует ряд расширений для разработки бизнес-приложений на блокчейн, обеспечивающих:

• безопасное администрирование сетей, исключающее хакерские атаки MIM («человек посередине») и снимающее проблему «единого администратора»;
• хранение цифровых сертификатов, делающее полностью защищенным доступ пользователей к сайтам (в частности, исключая перехват паролей);
• безопасные двусторонние сделки без привлечения гарантирующей третьей стороны (юридической фирмы, нотариуса, банка и др.);
• фиксацию времени размещения документов, позволяющую решать вопросы патентования, авторского права и др.;
• подтверждение подлинности продукта (товара) с помощью надежно защищенного сертификата;
• подтверждение прав на любую собственность;
• создание общедоступных электронных визиток, информация на которых автоматически обновляется даже после «раздачи» по интернет-ресурсам;
• систему DNS, неуязвимую для DDOS-атак,
• и другое.

Внедрение технологии блокчейн в России и на Украине

В РФ технологию собираются официально узаконить и начать внедрять в 2021 году, приняв к тому времени необходимые нормативно- правовые акты. Пока что крупные банки страны совместно с Центробанком с целью повышения эффективности финансовой системы создали платформу «Мастерчейн».

Интересный проект на блокчейне действует в Москве. Платформа называется «Активный гражданин», и с ее помощью проводят всевозможные голосования, касающиеся улучшения жизни в столице.

В Украине уже сегодня на блокчейн частично перевели Государственный земельный кадастр. В частности, на этой технологии работает процесс проверки выписки. На втором и третем этапе блокчейнизации кадастра на распределенный реестр переведут существующую базу данных, а затем приступят и к хешированию всех проводимых транзакций. На очереди также Государственный реестр вещевых прав на недвижимое имущество.

Плюсы и минусы технологии

Как видим, блокчейн – универсальная технология, применимая в разных сферах жизни, что является однозначным ее плюсом. Помимо уже рассмотренных выше открытости, безопасности и защищенности, при внедрении блокчейна на глобальном уровне можно навсегда забыть о таких проблемах, как:

• Неоправданно долгое время выполнения финансовых операций.
• Высокие расходы на содержание сверхмощных серверов и систему защиты информации.
• Монополизация рынка.
• Коррупция.
• Денежные махинации и другие финансовые злоупотребления.

Скептики выдвигают следующие контраргументы:

• Отсутствие законодательной базы, регулирующей статус блокчейн проектов.
• Атака 51% приведет к коллапсу сети.
• Невозможность модификации блокчейн. Если возникает насущная потребность изменить данные или исходный код единственный выход это хардфорк сети.
• Потеря приватных ключей становится бедой для инвестора. Если private key хранится только у владельца криптомонет вместе с ключами он навсегда теряет доступ к активам.
• Высокое энергопотребление блокчейн сетей, работающих на Proof of Work. Майнерам биткоин нужно больше мегаватт электрики чем некоторым европейским государствам.
• Регистры блокчейн экосистем в будущем могут непомерно разрастись, что приведет к снижению количества узлов сети

По поводу угрозы 51% надо сказать, что на молодые экосистемы «атака Голдфингера» вполне реальна, но, чтобы сосредоточить под своим контролем свыше 50% вычислительной мощности сетей Ethereum или Bitcoin нужно выбросить на ветер огромнейшую сумму. И не факт, что блокчейн обрушится, хотя такой сценарий серьезно повлияет на стоимость криптовалюты. Хакеры уже давно стали частью системы, ее темной стороной, и они не заинтересованы в обвале цен и тем более уничтожении виртуальных активов.

Что же касается проблемы роста блокчейна, то и прогресс не стоит на месте. Жесткие диски в 1ТБ давно уже доступны обычным пользователям. На момент написания статьи размер блокчейна Bitcoin 234 ГБ, а в будущем, несомненно, будут изобретены еще более объемные и компактные носители цифровой информации.