Основные выводы:
- Технология блокчейн — это подход к управлению данными, который исследует гибкие средства хранения и использования данных, которые сохраняют подлинность данных и противостоят попыткам внутренней и внешней модификации.
- Блокчейн представляет собой однонаправленную цепочку данных, хранящихся в пакетах, известных как блоки. Блоки идентифицируются с помощью уникальных хэш-кодов, которые ссылаются на другие блоки в цепочке таким образом, что один хэш-код может быть изменен только в том случае, если изменен каждый другой хэш-код в цепочке.
- Хэш-коды генерируются и присоединяются к цепочкам на основе консенсуса между участниками сети.
- Блокчейн охраняется сетью компьютеров, на которых работают алгоритмы, которые проверяют данные, хранящиеся в блоках, перед их хешированием в блокчейне.
- Блокчейн можно применить к любой концепции или сектору, где постоянно генерируются неизменяемые данные, и есть необходимость легко управлять этими данными.
- Наиболее популярное использование блокчейнов — это хранение данных о транзакциях с криптографическими токенами.
Когда Сатоши Накамото опубликовал технический документ Биткойн , он поделился своей миссией по разработке «чисто одноранговой версии электронных денег, которая позволила бы отправлять онлайн-платежи напрямую от одной стороны к другой, минуя финансовое учреждение».
Эта версия электронных денег будет построена в одноранговой сети, которая маркирует транзакции, хешируя их в непрерывную цепочку Proof-of-Work на основе хэша, формируя запись, которую нельзя изменить без повторного выполнения Proof-of-Work.
В реферате Сатоши дано самое базовое определение блокчейна и отношения, которые он разделяет с криптовалютой, которая в данном случае является «электронными деньгами», а блокчейн — сетью.
Так что же такое блокчейн и как он работает?
Что такое Блокчейн?
Современные блокчейны структурированы для создания подобных отношений между сетью и другими объектами, которые не ограничиваются электронными валютами. Но сама сеть сохранила свой основной режим работы.
Алгоритм консенсуса, система хеширования и непрерывная цепочка являются основными компонентами блокчейна. Эти компоненты работают в синергии для разработки защищенной от несанкционированного доступа, но гибкой системы управления данными. Система является гибкой в том смысле, что ее можно модифицировать для хранения практически любых данных, а также сделать эти данные легкодоступными, но очень трудно или невозможно изменить их после сохранения.
Как следует из названия, блокчейн — это буквально цепочка блоков. «Блок» — это набор данных. Это цифровая запись транзакций или действий в сети. В этих транзакциях могут участвовать электронные валюты или любые участники сети. Каждый блок идентифицируется уникальным кодом, известным как хэш- коды. Каждый новый блок расширяет хэш предыдущего блока таким образом, что они соединяются и образуют непрерывную цепочку.
Хэш передается блокам через алгоритм консенсуса.
Что такое алгоритм консенсуса?
Алгоритм консенсуса — это система, с помощью которой участники сети блокчейн подтверждают достоверность данных, содержащихся в блоке. Это гарантирует, что в сети не будут храниться ошибочные или вредоносные данные. Алгоритмы консенсуса разработаны с системами доказательств для проверки законности участников, а также доказательств того, что они подтвердили информацию в блоке.
Этот процесс упакован в алгоритм консенсуса и упрощен для участников таким образом, что любой, независимо от его понимания сложных вычислений, может участвовать в сети, запустив узел блокчейна и проверив блок.
Большинство блокчейнов вознаграждают участников за эту роль. Однако важно отметить, что это не является обязательным. Двумя наиболее популярными алгоритмами консенсуса являются алгоритмы консенсуса Proof-of-Work и Proof-of-Stake .
Алгоритм Proof-of-Work — один из самых ранних алгоритмов консенсуса, который использовался, в частности, в блокчейне биткойнов, а ранее — в блокчейне Ethereum . Более новые блокчейны отдают предпочтение Proof of Stake. Появились другие алгоритмы консенсуса. Некоторые из них включают Proof-of-History, используемый блокчейном Solana , и Proof-of-Authority, используемый VeChain .
Алгоритмы консенсуса играют важную роль в защите сети блокчейна от несанкционированного доступа. Чтобы злоумышленник мог изменить данные в сети, ему потребуется переработать доказательства для всех блоков в сети. Чтобы иметь шанс сделать это успешно, злоумышленник должен обладать как минимум 51% вычислительных мощностей в сети для блокчейнов Proof-of-Work или 51% активов, размещенных в сети для блокчейнов Proof-of-Stake. Это известно как атака 51%.
Какова цель блокчейна?
Цель блокчейна проста; система для хранения данных таким образом, чтобы данные не могли быть изменены и в то же время были гибкими. Блокчейн был разработан для удобного хранения данных, легкого доступа к данным и жесткой сквозной устойчивости к попыткам модификации.
Подобно облачным вычислениям, блокчейн — это способ хранения и использования данных. Однако, в отличие от облачного хранилища, сеть блокчейн принадлежит каждому члену сети.
Вместо единой точки управления сеть блокчейна рассредоточена по всем участвующим устройствам. Каждый владеет частью блокчейна, но никто ее не контролирует.
Что вы можете сделать на блокчейне
Прежде чем провести свои первые 24 часа в криптопространстве, вы наверняка использовали блокчейн по крайней мере двумя способами. Либо вы создали криптовалютный кошелек , либо отправили криптовалюту другу или с биржи на свой кошелек. Скорее всего, вы сделали и то, и другое.
В каждом из них вы использовали блокчейн для разных целей, но одним и тем же способом. Создав кошелек, вы успешно зарегистрировали учетную запись в децентрализованной бухгалтерской книге. Завершив передачу актива или получив актив, вы записали набор данных в бухгалтерскую книгу и под своей учетной записью. Эти данные могут быть легко доступны и использованы, но не могут быть изменены.
Есть и другие способы использовать эту способность, например:
Децентрализованные приложения
В облаке Google и Amazon хранится база данных большинства используемых нами приложений. Разработчики используют эти платформы для хранения и предоставления данных пользователям приложений. Эти приложения централизованы не только потому, что база данных контролируется одним объектом, но и потому, что разработчики имеют непосредственный контроль над тем, что хранится и обслуживается.
Данные, созданные пользователями, контролируются менеджерами баз данных и поставщиками облачных услуг. Разработчики в настоящее время прибегают к сетям блокчейн как к более безопасному способу управления данными пользователей через неизменяемую систему реестров; пользователи также жаждут приложений, в которых их данные «неприкосновенны».
Приложения, построенные на блокчейне, известны как децентрализованные приложения и охватывают такие области, как:
Игры
В течение последнего квартала 2021 года проекты GameFi захватили криптопространство. Децентрализованные игровые приложения построены на блокчейне и обслуживают данные пользователей из сети. Их огромное преимущество перед централизованными играми заключается в том, что геймеры могут претендовать на свои игровые активы. Этими активами могут быть NFT или внутриигровые токены.
Децентрализованные финансы
Приложения на основе блокчейна могут обрабатывать основные финансовые транзакции. Они широко известны как приложения DeFi . DeFi в настоящее время является криптоцентричным термином, но основные финансовые учреждения также изучают способы использования блокчейна для выполнения основных финансовых транзакций, таких как кредитование, сбор средств и срочные депозиты.
Концепция, аналогичная банковским срочным депозитам в DeFi, — это Yield Farming . Эти две программы связаны. Урожайное фермерство популярно среди криптовалютных сообществ.
Блокчейн-проекты, такие как AllianceBlock , создают децентрализованный рынок активов, на котором компании могут выпускать и продавать акции, распределять дивиденды и привлекать средства.
Децентрализованные СМИ
Такие проекты, как Steemit , разработали подходящую платформу для ведения блогов, работающую на блокчейне. Сообщения, учетные записи и история пользователей хранятся в блокчейне. Таким образом, эти сообщения не могут подвергаться цензуре, блокчейн также обрабатывает вознаграждения пользователей и управляет финансовыми отчетами пользователей. Из-за растущей проблемы цензуры СМИ создатели основного контента переходят на аналогичные системы.
Цифровая подпись
Слово « NFT » было использовано в этой статье один раз. Это нарицательный термин в криптопространстве и мире за его пределами. NFT — это способ создания доказательства права собственности на блокчейн. С помощью технологии токенов Non-Fungible владельцы активов могут создать неизгладимое доказательство права собственности в децентрализованном реестре.
Это доказательство представлено криптографическими токенами, хранящимися в блокчейне, которые указывают на физические или виртуальные активы. Художники и создатели медиа широко использовали эту технологию и исследовали финансовые возможности использования своих подписей.
Платежные решения
Вы ожидаете, что это будет первым. Это было основной целью первых блокчейнов. Биткойн-блокчейн специально обрабатывает платежные запросы через свою электронную кассовую систему, представленную биткойн-монетой. Другие блокчейны, такие как блокчейн LiteCoin, имеют аналогичную структуру.
Но блокчейн как платежное решение пошел дальше этого.
Visa в 2021 году объявила о своих планах начать обработку международных платежей через блокчейн Ethereum. Суверенные страны пробуют цифровые валюты, поддерживаемые Центральным банком (CBDC). CBDC — это электронные версии фиатных валют, построенные на блокчейне. Китай ( цифровой юань ) и Нигерия ( E-Naira ) являются одними из известных стран, которые уже внедрили эту систему.
Основные платежные фирмы, включая Mastercard, быстро используют блокчейн в качестве платежного решения.
Управление данными
Упомянутые выше приложения на самом деле являются высокоуровневыми подходами к управлению данными с использованием блокчейна. В дополнение к этому, блокчейн может использоваться исключительно для хранения данных и доступа к ним. Неизменяемая технология означает, что эти данные сохраняются в своей первоначальной форме. Гибкая технология обеспечивает легкий доступ к ним.
Это может применяться в любой системе, где регулярно генерируется огромное количество данных. Такие системы можно увидеть и в медицинском секторе, и в спорте. Блокчейн хорошо работает в этих случаях.
Управление
Появляются децентрализованные автономные организации (ДАО) . Многие криптовалютные проекты разработали эту систему администрирования.
DAO представляют собой системную структуру, структурированную для обеспечения общего и неразбавленного участия членов организации. В криптовалютных сообществах права на это участие токенизированы, и каждый держатель токена считается членом DAO. Через порталы для голосования члены DAO могут голосовать за предложения, а также вносить свои предложения по улучшению для голосования остальных держателей.
Подобные системы упрощают консенсус сообщества, обеспечивая при этом участие всех в политическом процессе. Решения сообщества записываются в блокчейн по мере того, как члены DAO делают токенизированное заявление. Принятое решение записывается в блокчейн. С DAO как процесс принятия решений, так и принимаемые решения прозрачны для каждого члена организации.
Преимущества использования блокчейнов
Использование систем, построенных на блокчейне, или разработка решения на основе блокчейна для себя или своей организации дает вам определенные преимущества. Эти преимущества основаны на истинном владении вашими данными и скорости отклика вашего хранилища данных.
Вот некоторые преимущества использования блокчейна:
Сопротивление цензуре
«Историю пишут победители». Администраторы централизованных СМИ и другие органы, отвечающие за распространение информации, имеют последнее слово в отношении того, что доводится до сведения общественности.
Однако в идеальном сценарии информация должна быть свободна от цензуры в большинстве ситуаций, но в настоящее время это невозможно получить с помощью централизованных медиа-решений, но легко достижимо с помощью блокчейна.
Данные, хранящиеся в блокчейне, не только неизменны, но и вечны. Средства массовой информации, построенные на блокчейне, устойчивы к попыткам цензуры изменить их контент.
Безопасность данных
Важность технологии хранения данных, устойчивой к цензуре, выходит за рамки долговечности личных и институциональных данных; он также обеспечивает безопасность данных. В платежных решениях на основе блокчейна владельцы счетов уверены в безопасности своих электронных валют до тех пор, пока они сохраняют право собственности на свои счета. Другие активы или данные, работающие в блокчейне, также имеют это преимущество.
Легкий доступ
Блокчейн — это гибкий регистр с упрощенной процедурой хранения, сортировки и представления данных. Данные могут быть легко сгенерированы и сохранены в блокчейне. Получение сохраненных данных стало еще проще. Пользователи могут легко получить нужные данные, используя хэш-коды или любые другие специальные идентификаторы.
Большинство современных блокчейнов являются общедоступными. Подобные системы позволяют любому создать учетную запись или хранить информацию. Сохраняемая информация может быть легко отсортирована по желанию, независимо от того, когда информация была введена в реестр. Исследователи, такие как Etherscan и BscScan, предлагают пользователям простой способ отслеживать транзакции и проверять кошельки на Ethereum и BNB соответственно.
Экономия затрат и времени
Децентрализованные финансовые приложения и другие решения, построенные на блокчейне, относительно «дешевы». По сравнению с традиционными решениями с кастодиальными административными системами решения на основе блокчейна не требуют разрешений, и эта функция может сэкономить пользователям много времени и денег. Время, затрачиваемое на прохождение строгих процедур и этапов, сокращается, а также экономится стоимость этих процедур.
Универсальность
Пиры в сети блокчейн могут легко обмениваться данными между собой. Независимо от местоположения и правовых положений данные, включая ценные виртуальные активы, могут передаваться между участниками сети блокчейн. Это главное преимущество использования платежных решений на основе блокчейна.
Недостатки блокчейнов
Мы могли бы продолжить перечисление преимуществ использования блокчейна, но не менее важно задуматься о некоторых недостатках использования решений на основе блокчейна. Вот некоторые недостатки использования приложений, построенных на блокчейне.
Жесткая структура управления данными
Неизменяемые данные необходимы для обеспечения безопасности данных и защиты от цензуры, но в некоторых случаях требуется редактирование определенных данных. Блокчейны являются однонаправленными, и поэтому это (легко) невозможно. Это приводит к дилемме, когда пользователям блокчейна приходится выбирать между безопасностью данных и возможностью легко изменять данные, которые они хранят. Последний нельзя получить при использовании блокчейна.
Тот факт, что центральный орган не может изменять данные, хранящиеся в блокчейне, также приводит к общему сценарию неправомерного использования. Пользователи средств массовой информации на основе блокчейна могут размещать токсичные или ложные сообщения. Это сообщение будет распространяться, поскольку ни один пункт управления не может убрать их или отредактировать.
Масштабируемость и емкость памяти
Технология блокчейн — это высокопроизводительная вычислительная процедура. Это требует определенных высокопроизводительных вычислительных ресурсов для устройств пользователей, и это может также включать память устройства, особенно когда пользователь запускает узел блокчейна. Приложения блокчейна могут вырасти до нескольких сотен мегабайт или гигабайт. В зависимости от устройства это может потреблять ресурсы, предназначенные для других приложений. Многие блокчейны не масштабируемы. Они не могут справиться с растущим давлением пользователей без внесения значительных изменений.
Конфиденциальность
При использовании общедоступной цепочки блоков данные пользователей могут быть легко доступны. Несмотря на то, что их нельзя изменить, любой может легко их просмотреть. Данные, доступ к которым осуществляется таким образом, могут включать транзакции пользователей с электронными деньгами. Поэтому непросто обеспечить конфиденциальность транзакций при использовании (общедоступных) систем блокчейна, подобных этой.
Можно ли взломать блокчейн?
Электронные активы на миллиарды долларов были потеряны в результате взлома криптовалюты. Подобные инциденты вызывают вопросы о технологии защиты от взлома, которую, как предполагалось, может предложить блокчейн. Посмертные отчеты об этих случаях раскрывают фактические причины, и это никогда не было прямым нарушением в сети блокчейна.
Блокчейном, несмотря на то, что он является «закрытой» системой, можно манипулировать, не затрагивая саму себя. Мошенники могут проникать в личные учетные записи в децентрализованной бухгалтерской книге и взаимодействовать с отдельными записями, не нарушая работу всей сети. Сломать всю сеть на самом деле (в настоящее время) невозможно.
Большинство сбоев, которые происходят в приложениях на основе блокчейна, происходят либо из-за;
· Фишинг или другие методы социальной инженерии, используемые для получения паролей к личным учетным записям.
· Использование уязвимостей смарт-контрактов
· Обычные аферы
В любом из этих случаев блокчейн остается нетронутым, и затрагиваются только учетные записи жертвы. Для изменения всей сети блокчейна с доказательством работы потребуется чрезвычайно высокая вычислительная мощность, на единицу более мощная, чем 50% вычислительных мощностей в сети вместе взятых. Устройств с такой возможностью пока не существует.
Аналогичное требование применяется к блокчейнам Proof-of-Stake. Стоит отметить, что это еще не гарантирует успешную модификацию сети блокчейн.
Какие существуют типы блокчейнов?
Многие издания пытались классифицировать блокчейны по нескольким предметам, популярные классификации основаны на цели использования, доступности и стадии разработки. Более удобная и общепризнанная классификация — по доступности, но заслуживают внимания и другие таксономии.
По цели использования; блокчейны бывают многоцелевыми или одноразовыми.
Одноразовые блокчейны
Одноразовые блокчейны предназначены для сосредоточения на одном приложении. Старые блокчейны в основном предназначались для обработки транзакций в электронной валюте. Учреждения за пределами криптопространства также изучают способы использования технологии блокчейна для оптимизации своих услуг, и они обычно прибегают к разработке одноцелевых блокчейнов, которые решают за них конкретную проблему.
Многоцелевые блокчейны
Большинство современных блокчейнов являются многоцелевыми. Каждый из них служит ряду применений. Сети блокчейнов, такие как сеть Ethereum, могут обрабатывать транзакции с электронными деньгами, а также поддерживать децентрализованные приложения, охватывающие многие основные сектора. Многоцелевые блокчейны также могут выполнять операции управления. В основном они разрабатывают несколько способов использования системы управления данными технологии блокчейн.
Когда дело доходит до вопросов доступности, блокчейны бывают частными, общедоступными или модифицированными гибридными.
Публичные блокчейны
Публичные блокчейны открыты для всех. Любой, независимо от демографических данных и уровня знаний, может создать учетную запись в реестре и хранить данные в блокчейне. Кроме того, любой может создать узел в блокчейне и участвовать в консенсусе блокчейна.
Частные блокчейны
Частные блокчейны — это закрытые сети. Хотя основы остаются теми же, что и для любого другого блокчейна, существуют ограничения на то, кто может быть активной частью сети. Они закрыты и открыты только для избранных сторон. Частные блокчейны более популярны среди кастодиальных учреждений. Доступ ограничен только подтвержденными членами организации.
Гибридные блокчейны
Блокчейны, использующие смешанную систему разрешений, известны как гибридные блокчейны. Они имеют частично «закрытую» и частично открытую систему. Назначенные лица контролируют закрытые части. Участие открыто только для избранных лиц, и данные, полученные из этих частей, редко публикуются. Открытые части не имеют разрешений и свободны от центрального регулирования.
Федеративные блокчейны
Федеративные блокчейны принадлежат учреждениям и специально разработаны для удовлетворения потребностей этого конкретного учреждения. Они также известны как блокчейны консорциума и могут быть частными, общедоступными или их сочетанием. Их структура и режим работы полностью определяются организацией.
Еще один удобный способ классификации блокчейнов — по фазам эволюции блокчейна. Но блокчейны находятся в постоянном развитии, и этот метод классификации требует постоянных изменений.
Однако, учитывая текущий этап развития блокчейна, блокчейны можно разделить на:
Блокчейны первого поколения
Блокчейны первого поколения в основном ориентированы на создание эффективной среды одноранговых транзакций. Сеть поддерживает криптографический токен, который может передаваться между одноранговыми узлами. Записи о транзакциях с электронными деньгами хранятся в распределенной публичной книге. Алгоритм Proof-of-Work предотвращает изменение записей транзакций и двойную трату. Блокчейн Биткойн — это блокчейн первого поколения.
Блокчейны второго поколения
Блокчейны второго поколения расширяют технологию и пытаются использовать ее несколькими интересными способами. Огромной фигурой на этом этапе является блокчейн Ethereum. Блокчейн Ethereum имеет конечный автомат, способный считывать серию кодов и переводить их на машинные языки, которые могут быть поняты блокчейном. Конечный автомат известен как виртуальная машина Ethereum (EVM), а коды известны как смарт-контракты. Смарт-контракты автоматизируют транзакции и разрешения, авторизованные владельцем.
Блокчейны третьего поколения
Блокчейны второго поколения были привлекательными и приветствовали множество пользователей, которые генерировали тонны данных, используя многочисленные функции блокчейна. Это стало популярной проблемой, поскольку эти блокчейны плохо приспособлены для работы с высокой частотой использования. Это положило начало следующему этапу эволюции блокчейна. Блокчейны третьего поколения «сверхоптимизированы» и ориентированы на масштабируемость и удобство работы пользователей.
Они заметно быстрее, чем блокчейны первого и второго поколения, и более масштабируемы. Примеры блокчейнов третьего поколения включают Solana, Polkadot и Aptos.
Блокчейны четвертого поколения.
Блокчейны четвертого поколения в настоящее время являются лишь спекулятивными. Модификации блокчейнов третьего поколения или новый блокчейн могут попасть в эту категорию. Ожидается, что блокчейны четвертого поколения будут еще более экономичными, масштабируемыми и быстрыми, чем блокчейны третьего поколения. Огромным улучшением, ожидаемым в блокчейнах четвертого поколения, является функциональная совместимость.
Блокчейны четвертого поколения попытаются разработать эффективные средства связи друг с другом и с блокчейнами других поколений. Несколько блокчейнов третьего поколения уже работают над этим.