Блокчейн (от англ. blockchain — «цепочка блоков») — технология шифрования и хранения данных (реестра), которые распределены по множеству компьютеров, объединенных в общую сеть.
Блокчейн — это цифровая база данных информации, которая отражает все совершенные транзакции. Все записи в блокчейне представлены в виде блоков, которые связаны между собой специальными ключами. При этом каждый новый блок содержит данные о предыдущем.
Блокчейн применяется для хранения и передачи цифровых данных. Это могут быть как финансовые, так и нефинансовые активы (например, изображения или объекты индустрии видеоигр). Технология блокчейна позволяет присвоить активу уникальную информацию о его принадлежности конкретному лицу. При этом такую информацию невозможно подделать, удалить или незаметно изменить.
Как и когда появился блокчейн
Основные принципы блокчейна (распределенность и объединение данных о подлинности документа в блоки) были разработаны еще в начале 1990-х годов на основе еще более ранних математических концепций. В 1991–1992 годах американские ученые Уэйкфилд Скотт Сторнетта, Стюарт Хабер и Дэйв Байер описали технологию последовательного создания блоков данных, в которых с помощью криптографических алгоритмов и дерева хешей фиксируются сертификат подлинности и информация о дате генерации. Но технической возможности для практической реализации данной идеи тогда еще не было.
В 2004 году американский программист Гарольд Томас Финни II разработал систему RPoW, которая считается прототипом криптовалюты. В октябре 2008 года Сатоси Накамото (это псевдоним человека или группы людей) в научной статье, посвященной первой криптовалюте, биткоину, предложил использовать технологию блокчейна для создания децентрализованной и независимой платежной системы с ограниченным предложением активов. Разработка биткоина началась в 2007 году и завершилась в 2009 году.
Технология блокчейна стала актуальной тогда, когда появилась необходимость быстрой и надежной передачи цифровых данных.
Как работает блокчейн
Блокчейн позволяет каждому участнику сети иметь доступ к распределенной базе данных. При этом в блокчейне хранятся не сами данные, а записи о событиях (транзакциях) в их хронологической последовательности. Все новые записи проверяются на подлинность — для занесения в блокчейн их должны подтвердить большинство участников сети. Записи группируются в блоки, которые объединяются в цепочки. Данные, попавшие в блокчейн, нельзя изменить или удалить, не нарушив целостность цепи блоков
Виды блокчейна
Блокчейн может работать как в публичной (открытой) сети, к которой имеет доступ любой пользователь, так и в частной (закрытой), например, в корпоративной сети в случае использования конфиденциальных данных. В частных версиях блокчейна могут быть предусмотрены разные уровни доступа для пользователей и разная сложность шифрования информации. Самый известный пример публичного блокчейна — биткоин и другие криптовалюты. Корпорации используют блокчейн не только в финансовой сфере, но и в других секторах, например, в индустрии развлечений (при выпуске билетов) и здравоохранения (для защиты данных пациентов).
Бывают также гибридные сети, которые сочетают в себе свойства как открытых, так и закрытых сетей.
ЦБ классифицирует блокчейн по различным признакам:
по объектам транзакций:
– информация;
– виртуальная ценность (ценность, аналог которой отсутствует в «реальном мире» — например, bitcoin);
по типу доступа к сети:
– неограниченный (сети, в которых участникам позволено осуществлять любую деятельность);
– ограниченный (сети, которые ограничивают виды деятельности участников);
по требованиям к прохождению идентификации:
– анонимная;
– псевдоанонимная;
– полная идентификация;
по применяемому протоколу достижения консенсуса сети:
– PoW (Proof-of-work) — право удостоверения блока дается участнику на основании выполнения им некоторой достаточно сложной работы, которая удовлетворяет заранее определенным критериям.
– PoS (Proof-of-stake) — право удостоверения блока дается держателю счета, когда количество его средств и срок владения ими соответствуют заданным критериям. Формулы расчета критериев могут незначительно различаться.
– PoS + PoW — гибрид PoW и PoS, когда блоки могут удостоверяться как через вычисляемые критерии PoS, так и PoW-перебором. Цель такого подхода — усложнить пересчет всей цепочки (с самого первого блока), возможный в случае использования PoS в чистом виде.
– PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance), Paxos, RAFT — алгоритмы многоэтапного установления консенсуса сети. Алгоритмы данной группы позволяют блокчейну функционировать с небольшими затратами и имеют значительную пропускную способность, но слабоустойчивы к увеличению количества участников.
– Non-BFT (Non Byzantine Fault Tolerance) — алгоритмы консенсуса, неустойчивые к поведению, при котором часть участников начинают работать против сети. Такие алгоритмы применимы в закрытых сетях с полной идентификацией.
по наличию центрального администратора:
– существует центральный администратор;
– отсутствует центральный администратор.
Где применяют блокчейн
Блокчейн применяется во всех сферах, где необходима быстрота передачи информации с высокой степенью ее защиты. Технология используется для запуска и работы криптовалют и цифровых валют, при заключении смарт-контрактов на поставку товаров, при генерации невзаимозаменяемых токенов (non-fungible tokens, NFT), в банковской и правовой сферах, при администрировании сетей и в игровой индустрии. Технологии блокчейна находят применение в работе органов государственной власти (например, при проведении и обработке результатов референдумов и голосований), в деятельности публичных и непубличных корпораций, общественных организаций и частных лиц.
Криптовалюта
На основе технологии блокчейн функционирует любая криптовалюта. Технология применяется как при эмиссии (выпуске) новых криптовалют и генерации новых токенов (монет), так и при расчетах уже существующими. Сейчас в мире насчитывается более 300 криптовалютных проектов. Самые популярные помимо биткоина — Ethereum, Ripple, Tether, Litecoin и Dogecoin.
Расчеты в криптовалютах применяют платежные системы PayPal и Square и один из крупнейших международных банков JP Morgan. Криптовалюты, как правило, имеют высокую волатильность. Для инвестиций в криптовалюты существуют специализированные криптовалютные биржи.
Цифровая валюта
Некоторые страны мира запускают пилотные проекты по созданию национальных цифровых валют, работающих на технологии блокчейн. Высоких результатов в этом отношении достиг Китай — цифровой юань стал первой цифровой валютой, принятой в крупной мировой экономике.
Цифровые валюты Центрального банка (Central bank digital currency, CBDC) запустили также Центральный банк Багамских Островов (sand dollar), Восточно-Карибский центробанк (DCash) и ЦБ Нигерии (e-naira). О планах по выпуску своих национальных цифровых валют заявляли правительства (или Центробанки) Нидерландов, Японии, России, Казахстана и Эквадора.
Смарт-контракты
Технология блокчейна позволяет заключать смарт-контракты. Смарт-контракты — полностью цифровые контакты, информация о которых защищена шифрованием. Их ключевым отличием является автоматический контроль и выполнение пунктов договора. При выполнении условий контракт завершается автоматически, без совершения дополнительных действий и участия юристов. Смарт-контракты позволяют отслеживать всю цепочку поставок, что снижает или полностью исключает возможность подделки продукции или незаконных действий с ней.
NFT
NFT — вид токенов, где каждый экземпляр уникален, его нельзя заместить или обменять на другой токен. NFT свидетельствует о праве владения каким-либо активом в блокчейне и позволяет продавать и покупать виртуальные объекты: музыку, фотографии, картины, рисунки. Согласно статистике аналитического портала NFTgo, капитализация NFT-рынка составляет почти $22 млрд.
Игровая индустрия
Еще одной сферой применения блокчейна является игровая индустрия. На основе криптовалютных технологий реализуются GameFi-проекты (от англ. game — «игра» и finance — «финансы»), сочетающие в себе игровую механику и NFT. Это онлайн-игры, которые записывают все происходящее в игре в транзакции на блокчейн и позволяют зарабатывать игрокам реальные деньги. С помощью блокчейна можно приобретать и продавать виртуальных персонажей и артефакты.
DeFi и другое
Технология блокчейна применяется в развивающемся рынке децентрализованных финансов (DeFi). Инвесторы также начинают вкладывать средства в новые виды цифровых активов, такие как аналоги ценных бумаг (security tokens).
