13,8 тыс подписчиков

Введение в блокчейн - основу криптовалют

7 минут

38 прочтений

1 августа 2020

Вы ещё помните то время, когда курс криптовалют вырос более чем в 50 раз всего за 1 год?! Вот наглядный график произошедшего:

А затем случилось это:

Мы придали слишком большое значение этому краткосрочному всплеску стоимости. И вот теперь пришло время оценить по достоинству технологию, которая стоит за криптовалютами, а ведь это и есть последствия применения блокчейна в более длительном периоде. Такая тенденция, с которой сталкиваются технологии, схожие с блокчейном, не редкость. Возьмём для примера интернет. Нас так сильно захватывало то, какой эффект даст интернет в ближайшем будущем, а он привёл к краху доткомов. Мы мало думали о том, что будет в долгосрочной перспективе. Последствия стали очевидны только сегодня.

Сначала расшифруем само понятие, а потом разберёмся, как влияние блокчейна может оказаться ещё больше.

Что такое блокчейн?

Попробуем разобрать само слово:

block chain — цепочка блоков

Что в принципе передаёт суть термина. А вот, что узнаем, погрузившись в детали:

Суть заключается в последовательности блоков, которые вместе складываются в блокчейн, защищённый методами криптографии.

Воспринимайте блок как коробку для хранения некоторых данных. Например, данных о транзакции. У каждого блока есть свой уникальный хеш. Он складывается из текущего хеша блока и хеша предыдущего блока. Хеш в некотором смысле — это отпечаток пальца, который нужен для идентификации. Если говорить более формально, то это математический код, который присваивается каждому блоку. Вы можете встретить другие названия — хеш-сумма или хеш-функция. Здесь мы для краткости пишем просто “хеш”.

В блоке хранятся данные, хеш текущего блока и хеш предыдущего блока

Мы узнали, что блоки хранят три элемента, а первый блок в блокчейне называется генезис блок и он очень специфический. Так как это первый блок, у него нет предшествующих блоков, поэтому технически генезис блок содержит только 2 элемента: данные и их хеш-функцию. Следовательно, когда кодируется генезис блок, значение предыдущего хеша автоматически становится нулевым.

Блокчейн — связанная информационная система, которая постоянно растёт. Для примера возьмём данные транзакции. Каждый раз, когда происходит новая транзакция, блокчейн удлиняется — добавляется новый блок. Но какие именно особенности делают блокчейн таким “могущественным”?

Причины потенциала блокчейна

1. Содержимое блокчейна неизменно

Что делает данные, которые хранятся в блокчейне, неизменными?

Хеши

Блокчейн неизменяем, потому что каждый раз, когда данные в нём модифицируются, связанный с блоком хеш пересчитывается. Поскольку каждый блок содержит хеш предыдущего, это приводит к тому, что все последующие блоки становятся невалидными.

Это значит, что изменение одного блока повлияет на все последующие. Они станут невалидными и тогда очевидно, что над данными произвели манипуляции.

Благодаря большой вычислительной мощности компьютеры могут просто пересчитывать все следующие хеши, чтобы сделать блокчейн валидным снова за несколько секунд!

Алгоритм консенсуса

Он стал причиной существования так называемого доказательства работы. Алгоритм консенсуса по существу — это механизм, который тормозит появление новых блоков. Вместо готовности постоянно добавлять новый блок в блокчейн после вычисления его хеша, доказательство работы использует брутфорс, чтобы замедлить процесс.

В случае с биткоином механизму доказательства работы нужны майнеры, чтобы решить сложную математическую задачу до того, как кто-то сможет добавить блок. Чтобы блок попал в структуру, ему нужно примерно 10 минут.

Представьте, как много нужно времени и денег кому-то, чтобы манипулировать данными в блокчейне и пересчитывать все хеши следующих блоков. Уникальные характеристики — хеши и алгоритмы консенсуса (например, доказательство работы) делает блокчейн практически неизменяемым.

Распространённые алгоритмы консенсуса: доказательство работы, доказательство доли владения и доказательство полномочий.

2. Применение децентрализованной и распределённой структуры

Блокчейн — децентрализованная и распределённая система. Это значит, что информация разделена между всеми в сети. Такое устройство противоположно централизованным системам, в которых информация хранится в одном месте. Пусть у всех и есть копия блокчейна, но при этом никто не может ничем манипулировать.

Идея децентрализованной системы в том, чтобы она позволяла отдельным пользователям обходиться без третьей стороны. Пример с биткоином: пользователи могут обмениваться цифровой валютой без участия банков и аналогичных традиционных организаций.

3. Блокчейн как одноранговая (пиринговая) сеть

Блокчейн использует одноранговую сеть. Чтобы присоединиться, каждому нужно приглашение. Установление согласованности с каждым в сети достигается за счёт разрешения одноранговых взаимодействий.

Каждый участник пиринговой сети называется узлом. В итоге каждый раз, когда кто-то добавляет новый блок в цепочку, этот блок отправляется каждому участнику и каждым же участником (узлом) проверяется. Это необходимое условие согласованности.

Традиционные централизованные сети уязвимы в плане эксплуатации данных потому, что централизованные организации имеют доступ к данным каждого участника. В таком формате можно получить доступ к центральному серверу и просто украсть информацию. Сравниваем и видим, что в децентрализованной одноранговой сети, где всё распределено между всеми узлами и требуется, чтобы участники поддерживали согласованность, блокчейн получает свойство базовой устойчивости к любой форме активности злоумышленников.

Перспективные варианты применения блокчейна

Мы разобрались, какие атрибуты делают блокчейн такой перспективной технологией, теперь давайте посмотрим, как именно его можно использовать.

1) Финансы — криптовалюты

Мы часто упоминаем вместе понятия блокчейн и криптовалюта, например, биткоин, но это не одно и то же. Блокчейн — это технология в основе криптовалют. А криптовалюта — это вид децентрализованной цифровой валюты с применением блокчейна. Запомните, чтобы не путать.

Впервые Сатоси Накамото описал биткоин в 2008 году. В документах он объяснил, как можно применять блокчейн для создания криптовалют.

Криптовалюта — цифровая валюта, которая использует технологию блокчейн, чтобы обеспечивать децентрализованность, неизменность и прозрачность.

Преобразующее свойство криптовалюты в том, что ее можно передавать без участия посредников типа банков, а защищённость транзакции при этом всё равно обеспечивается.

2) Смарт-контракты

Смарт-контрактами предложили называть умные и цифровые контракты, исполняемые на децентрализованной блокчейн-платформе. Благодаря преимуществам блокчейна умные контракты защищены от злоумышленников. Смарт-контракты — самоисполняемые, а это гарантирует соблюдение условий всеми сторонами. Для договоров о транзакциях свойство самовыполнения предполагает, что деньги будут перечислены автоматически согласно условиям.

Условия покупателя и продавца хранятся в блокчейне, а он практически неуязвим. Смарт-контракты позволяют совершать сложные транзакции и проводить договорённости, которые будут заключаться между разными сторонами без какой-либо центральной системы, типа юридических фирм.

3) Защита данных для устройств IoT (Internet of Things/интернет вещей)

Устройства из интернета вещей собирают массу данных, а их приватность — это всегда зона сильного беспокойства. Быстро увеличивается количество используемых устройств, значит приходит больше данных, а хакеры и мошенники могут их украсть. Оценки исследования, которое провели в Mckinsey & Company, говорят, что к 2023 году будет работать 43 млрд девайсов интернета вещей.

Взаимосвязь между IoT и блокчейном позволяет создавать более высокий уровень защиты данных: предотвращение утечки, повышение прозрачности и обеспечение неуничтожимости данных.

Блокчейн затронет практически каждую сферу

От финансов и до здравоохранения блокчейну есть где развернуться. Например,смарт-контракты могут стать частью сфер от менеджмента до транзакций с недвижимостью, а потом и до фармацевтических транзакций. Потенциал блокчейна зависит только от нашего воображения и активных действий.

Ключевые выводы 🔑:

Блокчейн — это цепочка связанных блоков. Каждый блок содержит данные, хеш этого блока и хеш предыдущего блока.
Данные, которые хранятся в блокчейне, — неизменны и децентрализованы.
Блокчейн полезен в криптовалютах, смарт-контрактах и IoT-сетях.