Як працює технологія Blockchain

Що таке Блокчейн - портал Guland

«Що таке Блокчейн?» - це питання, яке все більше і більше людей запитують сьогодні. З моменту своєї появи в 2009 році він неухильно зростає в популярності. Передбачається, що він порушить потоки транзакції і створить нові бізнес-моделі.

Blockchain є, безсумнівно, геніальним винаходом - дітищем людини або групи людей, відомих під псевдонімом, Сатоси Накамото. Але з тих пір він перетворився в щось більше.

Оптимісти вважають, що в недалекому майбутньому технологія Блокчейн позбавить світ від бюрократії, корупції, нечесних виборів, інтернет-шахрайства і невиконаних договірних зобов'язань. Blockchain врятує нас усіх, і на Землі настане епоха процвітання і миру.

Ми не знаємо, наскільки виправданий такий прогноз, час покаже. До сих пір ясно одне: Blockchain - дійсно революційний, принципово інший спосіб зберігання і передачі інформації по мережі, що має безліч можливостей для практичного використання.

У цій статті ми розповімо вам, що являє собою технологія блокового ланцюга, які його переваги і як він працює. І ми спробуємо розвіяти найпоширеніші помилки і міфи про Блокчейн і пояснити, чому Біткоіни навряд чи замінять традиційні гроші в найближчі 10 років.

Що таке Blockchain

Blockchain - це непідкупна цифрова книга економічних транзакцій, яка може бути запрограмована на запис не тільки фінансових транзакцій, а й практично всіх цінностей.

Дане визначення взято з книги Blockchain Revolution, авторство Дон і Алекс Тапскотт.

Блокчейн є «ланцюжок блоків», який точно відображає сутність явища. Інформаційні блоки збираються в послідовний ланцюжок і захищені криптографічним шифруванням.

Ланцюжки інформації не зберігаються на якомусь конкретному сервері, а існують одночасно на всіх комп'ютерах, підключених до мережі.

Вважається, що широко поширене впровадження Blockchain технології змінить весь світ. Чому? Тому що, децентралізована система Блокчейн не може бути змінена, тобто зламана або підроблена.

Одночасно немає необхідності, щоб посередники здійснювали операції, пов'язані з передачею важливої ​​інформації. Інформація передається по протоколу peer-2-peer - від користувача до користувача.

У цьому випадку кожен учасник має інформацію про інших учасників, а також доступ до всієї історії транзакцій, що здійснюються в системі.

Блок-ланцюг є самодостатньою, але в той же час надзвичайно відкритою структурою і для її роботи треті сторони не потрібні. Саме ця мета - відсутність посередників - переслідувала творців Біткойнів, коли вони розробили протокол для передачі криптовалют від користувача до користувача.

Цифрові гроші передаються через мережу без допомоги помічників, а це означає, що немає необхідності в банківських послугах і платіжних системах. У той же час тільки власник володіє шлюзовим замком. Гроші не проходять через треті особи (банки), а ваші витрати і операції не контролюються кимось.

Не тільки грошові операції, а й будь-які інші операції, в яких існує ризик нездатності однієї зі сторін виконати певні умови, захистять і забезпечать блочну процедуру.

Блоки з'єднані в схему з використанням складних математичних алгоритмів. Кожен новий блок прив'язаний строго до попереднього, має унікальний підпис і тимчасову мітку. Додавання нового посилання в ланцюжок підтверджується кожним учасником системи і призводить до автоматичного оновлення реєстру.

Якщо з'являється новий блок, інформація про це з'являється у всіх базах даних. Щоб зламати цю систему, вам потрібно отримати доступ до більш ніж половині всіх комп'ютерів, задіяних в мережі, і це технічно малоймовірно.

Як працює Блокчейн: Інфографіка

Технологія Blockchain пропонує можливість для ненадійних сторін досягти консенсусу щодо загальної цифрової історії. Загальна цифрова історія важлива, оскільки цифрові активи і транзакції в теорії легко підробляються і / або дублюються. Технологія Blockchain вирішує цю проблему без використання довіреного посередника.

Нижче, на малюнках, ми спробуємо схематично відобразити, як функціонує Блокчейн схема.

Ілюстрація централізованих, децентралізованих і розподілених реєстрів транзакцій - портал Guland

Малюнок 1: Як працює Blockchain.

Як працює Blockchain - портал Guland

Малюнок 2: Транзакція ланцюжка.

Транзакція ланцюжка - портал Guland

Малюнок 3: Ілюстрація централізованих, децентралізованих і розподілених реєстрів транзакцій.

Принцип роботи Блокчейн - опис технології

Принцип операції Blockchain стане ясний, якщо ми розглянемо його, використовуючи приклад грошової транзакції в криптовалютах.

Оскільки цифрові гроші - це всього лише блоки інформації, алгоритм буде мати значення для будь-яких операцій блокування.

Крок 1. Рішення про транзакцію і її передача в мережу

У вас є Біткоін-гаманець, і ви вирішили домовитися про покупку в інтернет-магазині, який приймає цифрові гроші. Ви вирішили виконати транзакцію і перевести свої кошти в мережу, що складається з тимчасових вузлів.

Крок 2. Передача операції в мережу P2P

Операція входить в комп'ютерну мережу з використанням спеціальних алгоритмів. Криптографічне шифрування транзакції автоматично запускається і створюється новий унікальний блок, в якому є посилання на попереднє посилання і тимчасову мітку.

Крок 3. Перевірка

Новий блок відправляється для перевірки на всі вузли системи, причому кожен вузол доставляє його в свою базу даних. Ланцюг оновлюється, що автоматично і одночасно відображається у загальному реєстрі.

Процедура перевірки транзакції і стану користувача називається валідацією.

Крок 4. Підтвердіть транзакцію і створіть новий блок даних

Після підтвердження новий блок даних займає своє унікальне місце в ланцюжку і стає його повноцінною частиною. Інформація про операції доступна для всіх користувачів, але вміст самого блоку призначений тільки для тих, у кого є закритий ключ.

Крок 5. Додавання нового блоку в ланцюжок

Одержувач транзакції отримує Біткоіни на свій гаманець, що підтверджується обома сторонами. Кожна така транзакція є окремий блок, який стає повним посиланням в ланцюжку. Справжність і унікальність нового блоку підтверджуються всіма учасниками мережі.

Плюси і мінуси Блокчейна

У цієї структури є багато переваг, хоча не менше і недоліків - давайте поговоримо про них в деталях.

Переваги

Система має багато плюсів - вона децентралізована, її практично неможливо зламати, і вся інформація, яка формується в блоки, автоматично зашифрована.

Прозорість транзакцій

Мережа загонів знаходиться в стані постійного консенсусу, тобто вона регулярно перевіряє себе шляхом проведення свого роду аудиту цифровий екосистеми. У той же час всі дані, вбудовані в мережу, залишаються прозорими - інформація про всі операції доступна кожному користувачеві, що є величезним плюсом Блокчейна.

Наприклад, щоб переглянути всю історію біткойн-транзакцій, досить перейти на BlockExplorer, тут ви можете знайти інформацію про всі транзакції і передачі криптовалют.

Відсутність центрального сервера

Через відсутність централізованого інформаційного сховища практично неможливо контролювати блок-систему - для зміни даних відразу у всій мережі потрібно необмежена обчислювальна потужність. База розподілена між усіма учасниками, тому вона залишається майже невразливою.

Це принципово новий підхід до зберігання важливих даних. Тепер будь-яка значима інформація зберігається десь. Ви купили будинок, машину, зареєстрували шлюб, влаштували страховку або перевели гроші - вся інформація про ці транзакції фіксується десь на серверах.

І будь-який сервер може бути зламаний - будь-який хакер може вам розповісти. І люди, які мають доступ до даних, можуть потрапити в базу даних і змінити інформацію.

Блок-ланцюжок побудований за принципово іншим принципом - інформація поширюється на тисячі, і навіть мільйони комп'ютерів: підніматися прямо в усі вузли та змінювати дані практично неможливо.

Наявність повної копії бази даних для кожного користувача

Оскільки кожен член блокової мережі має оновлену копію бази даних, немає необхідності координувати інформацію з іншими користувачами.

Коли в ланцюжок вводиться нова транзакція, це підтверджують всі учасники системи. Хронологічний порядок розподілу блоків, а також самих даних не може бути змінений.

Ключ доступу до певного інформаційного блоку (наприклад, від гаманця) доступний тільки для його власника, це також гідності Блокчейна.

Швидкі та точні транзакції

Децентралізована система з вбудованим захистом від злому дозволяє проводити операції швидко, точно і без посередників. Банки, біржі, платіжні системи, нотаріуси більше не потрібні - автентичність транзакцій перевіряється і підтверджується усіма учасниками системи.

За принципом точності, заснованим на зростаючій популярності бізнес-смарт-контрактів, тобто розумних контрактів. «Розумний договір» заснований на іншому принципі. Такий договір виконується тільки при дотриманні певних умов (принцип «якщо ..., тоді ...»). Розбити смарт-контракт неможливо, а також змінити умови контракту.

У звичайному договорі вказуються зобов'язання сторін, умови здійснення угоди і наслідки порушення договору. Завжди є ризик, що ніхто не заплатить, а інші не отримають того, чого хочуть.

Шифрування даних

Дані, які генеруються в блоці, зашифровуються в автоматичному режимі. Криптографія є гарантією повного захисту даних. Хешування в блокових блоках гарантує незворотність всього ланцюжка транзакцій, а цифрові підписи і два типи ключів роблять інформацію всередині блоків недоступними для аутсайдерів.

Недоліки

Система дійсно хороша в деяких речах і абсолютно жахлива в інших. Три основні проблеми Блокчейна стосуються його масштабованості, анонімності і економічної життєздатності.

Чи є блок-ланцюг масштабованим?

Щоб працювати з блочним ланцюжком, багато учасників повинні зберігати оновлені копії. Це означає, що одна і та ж база даних зберігається тисячами вузлів. Це досить неефективно.

Якби ми подивилися, як розвивалися технології за останні п'ятнадцять років, Блокчейн суперечить логіці хмарних обчислень. Тенденції хмарних обчислень до єдиної бази даних, до яких можуть звертатися кілька вузлів. Ці вузли не повинні зберігати свою власну приватну копію цієї бази даних.

Крім того, вузли, на яких зберігаються копії блокового ланцюга, отримують постійні оновлення. Ці вузли розподілені по всьому світу. Через це блокування мають високу затримку (час очікування - це час, необхідний для переміщення даних по мережі).

В результаті технологія Blockchain стикається з проблемами масштабування. Біткойн може обробляти близько 4-5 транзакцій в секунду. Ethereum становить близько 25 транзакцій в секунду. Visa може обробляти більше 24 000 транзакцій в секунду.

Чи є Blockchain анонімним?

У перші дні Біткоіна технологія Blockchain, як і багато технологій, що розвиваються, широко використовувалася в незаконній діяльності.

Чому технологія такого типу, як Біткойн, ефективна для такого підприємства? Незважаючи на те, що звіт про транзакції Bitcoin є загальнодоступним, глобальний децентралізований характер мережі означає, що жодна організація, як уряд США або Visa, не може закрити її, заморозити кошти або зворотні транзакції. І в ті ранні роки було дуже складно пов'язати Біткоін-гаманець з людиною, навіть якщо є докази того, що гаманець використовувався в незаконній діяльності.

Одна з причин, по якій Біткоіни придбав більш високу популярність в якості магазину цінних паперів та фінансового інструменту, полягає в тому, що він вже не є анонімним, як в ті ранні роки. Більшість основних послуг, які дозволяють вам купувати і продавати Біткойни, використовують стандарти «знай свого клієнта» (KYC), а правоохоронні органи стали більш майстерними щодо пов'язування транзакцій Біткоінів з конкретними людьми. Існують і інші проекти, які з'явилися в спробі використовувати технологію Blockchain для захисту анонімності користувачів (наприклад, Monero і ZCash), але вони значно менш популярні.

Чи є Блокчейн економічним?

Одним з ключів до технології Blockchain, для життєздатності в довгостроковій перспективі, є те, що транзакції, можуть виконуватися з мінімальними комісійними. Тарифи важливі, тому що вони стимулюють майнерів до своєчасного додаванню ваших транзакцій в ланцюжок, але високі збори ускладнюють в переконанні потенційних користувачів в тому, щоб широко використовувати систему.

У грудні 2017 року середній розмір транзакціонної плати в мережі Bitcoin досяг максимуму в 34 долара за транзакцію. Компанії, такі як Stripe and Valve, оголосили, що більше не будуть приймати платежі Bitcoin через високі комісій.

Сьогодні середній розмір транзакції в мережі Bitcoin становить близько 300 доларів США, тоді як медіанна транзакційна плата коливається від 0,10 долара США - це плата за транзакцію в розмірі 0,03%, набагато краще, ніж 0,7% від її максимального рівня.

Незважаючи на те, що збори знизилися, Bitcoin як і раніше не здатний до повсякденної торгівлі - платформі доведеться вирішувати проблеми з масштабуванням, часом транзакцій і т. д., перш ніж він буде готовий до вищої ліги.

П'ять міфів про Блокчейн

Незважаючи на всі переваги технології Blockchain, вона ще далека від досконалості. Застосуванню на практиці існує низка труднощів і обмежень.

Крім того, існує кілька постійних помилок про Блокчейн, які не відповідають дійсності або відповідають тільки частково.

Міф 1. Блокчейн вічний

Вважається, що інформація, записана в блоках, залишається там назавжди. Теоретично це можливо, але не на практиці. Зростання ємності жорстких дисків просто не відстає від зростання обсягу ланцюгів.

Крім того, щоб база даних була збережена, додатки для використання однієї і тієї ж криптовалюти також повинні бути завантажені на комп'ютер, якщо ви хочете використовувати повний гаманець.

Кожен, хто це робив хоча б один раз, знає, що цей процес займає більше однієї години. І навіть не один день. Легше використовувати онлайн-гаманець, але тоді це буде не зовсім блок.

Міф 2. Блокований кеш - гігантський розподілений комп'ютер

Не зовсім, точніше, зовсім ні. Немає розподілу функцій і синергії. Дані просто дублюються кілька разів. Кожен вузол в системі робить те ж саме - він перевіряє транзакції, записує їх у блоки, зберігає історію.

Міф 3. Blockchain повністю замінить звичайні гроші

На жаль, чи, на щастя, але до цього ще далеко. Система Біткойнів здатна обробляти максимум 5 операцій в секунду. Транзакція записується тільки один раз кожні 10 хвилин. Після цього вам все одно доведеться чекати надійності 50 хвилин.

Потрібно в сотні разів менше платити за звичайні гроші. Одна і та ж система «Visa» виконує тисячі операцій в секунду і в разі необхідності може збільшити пропускну здатність.

Міф 4. Блок-ланцюг децентралізований, і тому - непорушний

Формально це вірно - немає єдиного центру для блокування. Але шахтарі - ті, хто підтримує роботу системи - об'єднані.

Спільноти шахтарів, як правило, знаходяться десь в одному місці (наприклад, в Сполучених Штатах). Ця обставина значно спрощує завдання потенційних зловмисників, які планують знищити систему Біткойнів.

Міф 5. Відкритість Блокчейна хороша

Анонімність - анонімністю, але якщо Вася передає гроші Петі, якого він знає особисто, ніякі псевдоніми не допоможуть. Петя дізнається про всі фінансові транзакції Васі і навпаки.

Для фізичних осіб це все ще терпимо, але для компаній розкривати свої фінансові справи стороннім вкрай недоречно. Всі транзакції з контрагентами, клієнтами, продажами і покупками будуть відомі. А потім прощайте комерційні секрети. Це дуже великі мінуси Блокчейна.

П'ять способів застосування технології Blockchain

Теоретично технологія може бути застосована до будь-яких видів діяльності, де існує ризик шахрайства, недовіри або помилок при передачі даних.

Розглянемо найбільш перспективні та ефективні способи використання блокування.

Спосіб 1. Адміністрування мережі

Blockchain в цьому випадку грає роль невразливого сховища ключів та списків користувачів, які мають право доступу до будь-яких серверів даних, терміналів, мережі ATM.

Технологія захищає від хакерських атак, помилок сервера, злому мереж і усуває проблему «єдиного адміністратора».

Спосіб 2. Зберігання цифрових сертифікатів

Криптографія надійно захищає інформацію від несанкціонованого читання, зміни, розповсюдження. Оскільки сертифікати зберігаються не на серверах, а в мережі, неможливо отримати незаконний доступ до них, а також перехоплювати паролі користувачів.

Спосіб 3. Доказ власності

Підтвердження і передача прав власності стане простою, майже миттєвою і безпечною операцією, якщо ми застосуємо блок-технологію в цю сферу.

Досить для людини, який має доступ до свого блоку для створення нової інформації в блоці, а інформація про право власності буде поширюватися по всій системі.

Спосіб 4. Створення системи DNS

За допомогою блокбастера поширення імен в доменних мережах стане абсолютно безпечним. Ніякі DDoS-атаки більше не будуть лякати пересічних громадян, ні фінансових, ні урядових організацій.

Спосіб 5. Ідентифікація та підтвердження прав доступу

Вже деякі просунуті компанії використовують блокуюче обладнання для ідентифікації своїх клієнтів, співробітників і користувачів системи. Застосування «ланцюжка блоків» набагато дешевше і ефективніше будь-яких інших методів захисту даних і підтвердження прав доступу.

Майбутнє Blockchain

Ми очікуємо широкого застосування платформ Blockchain і Smart Contract. Одноразова незмінна база даних, яка може безпечно зберігати і передавати цифрові активи, є дійсно руйнівної ідеєю, яка може змінити світ. Блоковані ланцюги можуть стати нормою для записів даних раніше, ніж ми думаємо.

Блокчейн технологія - майбутнє людства. Але поки сучасні комп'ютери не зможуть забезпечити обчислювальною потужністю в потрібній кількості, він все ще буде далекий від впровадження в усі сфери.

Все про технологію Блокчейн (відео)