Понятие Блокчейн часто объясняют техническими терминами, понятными далеко не всем. Оказывается, всё намного проще, чем вы могли бы подумать, по крайней мере, по большей части.
Чтобы проще было понять, что такое Блокчейн, начну свое объяснение с самых основ. После прочтения, вы сможете объяснить эту тему даже детям.
Если вы уже знакомы с понятиями серверов и баз данных, можете сразу переходить к разделу Блокчейн.
Что такое компьютер?
Компьютер - это электронное оборудование, которое может считывать данные, хранить и обрабатывать их. Компьютеры бывают разных форм, включая настольные компьютеры, ноутбуки, планшеты, игровые консоли и мобильные телефоны.
Что такое данные?
Данные - это просто информация, и она может существовать во множестве разных форматов, начиная от видео и фотографий и заканчивая текстом. В прошлом мы хранили информацию на физических носителях, таких как бумага или плёнка. С помощью современных компьютеров мы можем хранить эту информацию в цифровом виде. Компьютеры позволяют нам быстро и легко получать доступ ко всем этим данным и изменять их в цифровом формате.
Что такое Сервер?
Серверы - это компьютеры, на которых размещаются веб-сайты, файлы, базы данных и другая информация. Можно назвать их хранилищами. Когда вы хотите получить доступ к какому-нибудь сайту, вы получаете доступ к серверу, на котором этот сайт размещён. Например, когда вы хотите просмотреть свой почтовый ящик Gmail, вы получаете доступ к серверу Google, предоставляющему услугу Gmail. На этом сервере хранится вся ваша переписка.
У всех компьютеров есть IP-адрес, который по сути является почтовым адресом этого компьютера. Название веб-сайта на самом деле является просто кодом IP-адреса сервера, на котором расположен сайт. Когда вы вводите Google в строку поиска, вы попадаете на сервер или компьютер, на котором размещен Google.
Серверы могут быть настроены таким образом, чтобы несколько серверов имели один и тот же IP-адрес, что позволяет крупным веб-сайтам, таким как Google, распределять трафик между тысячами своих серверов (хранилищ).
Что такое база данных?
Следующий шаг к пониманию блокчейна - это понимание того, что такое база данных.
База данных - это гигантская куча информации, хранящаяся на серверах, к которой можно легко получить доступ, управлять ею, изменять и обновлять.
Большой объем информации или “данных” требуют сотни или тысячи компьютеров-серверов, работающих в огромных помещениях, их ещё называют серверные.
Крупные интернет-компании, такие как Яндекс или Facebook, используют громадные серверные для хранения своих веб-сайтов, приложений и данных пользователей. Как правило, этими базами данных управляет только избранное число утвержденных сотрудников, и серверы находятся в одном месте (централизованные). Это значит, что безопасность полностью зависит от того, нет ли сбоев в работе серверных или не взломаны ли хакерами те сотрудники, которые имеют доступ к информации.
Данные могут быть потеряны в случае пожара в серверной или утечки информации после взлома. Централизованное расположение делает очевидными точки атаки для хакеров. По этой причине некоторые базы данных распределены между серверными в разных местах. Такие базы данных называются распределенными или децентрализованными базами данных.
Что такое Распределенная база данных?
Распределенные базы данных хранятся на серверах, расположенных в разных местах планеты, а не в одном по соображениям безопасности. Эти серверы часто называются узлами.
Таким образом, если в одном месте произошел сбой или взлом, то этот узел можно отключить, а другие узлы будут продолжать работать. У такой базы данных нет одного центра управления.
Теперь вам должно быть легче понять блокчейн, потому что блокчейн на самом деле является просто формой распределенной базы данных.
Блокчейн
Можно считать блокчейн распределенной базой данных. Основные отличия заключаются в типе данных, которые он хранит, способе их хранения, кому разрешен доступ, и в том, что данными в блокчейне нельзя манипулировать или удалять.
Блокчейны могут быть общедоступными для всех как Биткоин, или созданными компанией или группой, которая предоставляет доступ только определенным людям. В этой статье объясняется блокчейн на примере Биткоина, который доступен всем.
Что он хранит: Блокчейн Биткоина - это тип распределенной базы данных, в которой хранятся транзакции с биткоинами, то есть история всех финансовых операций с биткоинами: переводы, выводы, поступления.
Как он это хранит: Вместо типичной базы данных, где информация хранится в произвольных папках, транзакции биткоинов хранятся в “блоках”. По мере возникновения новых транзакций они группируются в эти так называемые блоки.
В этих блоках есть место только для определенного количества транзакций, и когда блок заполняется, он привязывается к предыдущему блоку и добавляется в длинную цепочку транзакций (отсюда и слово “блокчейн” - переводится как “цепочка блоков”).
Это создает хронологическую историю всех транзакций, как в бухгалтерской книге, от первой транзакции в первом блоке до последней транзакции в самом последнем блоке. Блокчейн сохраняет эти блоки в формате, который позволяет нам просматривать идеально записанную историю биткойн-транзакций.
Кому разрешен доступ: Как и база данных, блокчейн биткоина нуждается в серверах для функционирования. И, как и распределенные базы данных, блокчейн биткоина не хранится в одном централизованном месте. Вместо этого он рассредоточен по множеству компьютеров и местоположений. Таким образом, если один компьютер выйдет из строя, множество других сохранят данные (реестр транзакций) целыми и невредимыми.
Правительства или компании управляют серверами, на которых хранятся обычные базы данных, но биткоин полагается на обычных людей с персональными компьютерами. Тот, кто хочет стать узлом-сервером, поддерживающим блокчейн, загружает на свой компьютер программное обеспечение с открытым исходным кодом биткоин и всю или частичную историю транзакций биткоин.
Транзакции нельзя менять или удалять: Еще одно фундаментальное различие между обычными базами данных и биткоинами заключается в том, что, в отличие от базы данных, где старые данные могут быть удалены или изменены, транзакции биткоинов необратимы. В этом смысле блокчейн Биткоина подобен базе данных, в которую можно только добавлять, где транзакции никогда не изменяются и не удаляются.
Что такого особенного в Блокчейне Биткоина?
Хотя базовая концепция блокчейна биткоина относительно проста, у нее есть определенные особенности, которые сделали её мощным прорывом в технологиях.
Проблема в области компьютерной безопасности, известная как Задача византийских генералов, не была решена, пока Сатоши Накамото не создал Биткоин. Впервые проблема была обнаружена ещё в 1978 году:
“Представим, что несколько дивизий византийской армии стоят лагерем за пределами вражеского города, и каждой дивизией командует свой собственный генерал. Генералы могут общаться друг с другом только через посыльных. После наблюдения за врагом они должны принять решение об общем плане действий. Однако некоторые из генералов могут быть предателями, пытающимися помешать другим генералам достичь соглашения".
Итак, как генералы поймут, что все они находятся на одной стороне, и что полученная ими информация является точной? Битва может быть проиграна, если есть предатель.
Теперь представьте себе, что вместо генералов - узлы в базе данных. Если некоторые узлы выходят из строя и начинают отправлять неверную информацию другим, как база данных формирует правильный набор данных?
Обычная централизованная база данных, управляемая правительством или компанией, имеет администраторов, которые отслеживают и исправляют такие проблемы, а распределенная база данных с узлами, управляемыми случайными пользователями через Интернет, например блокчейн, может оказаться под угрозой.
Чтобы решить эту проблему, Сатоши Накамото использовал принцип защиты, называемый Proof-of-Work (Доказательство Работы). Proof-of-Work - это такой принцип работы, который позволяет узлам распределенной базы данных достигать "консенсуса" относительно правильного набора данных. Проще говоря, это набор правил, который позволяет договориться о том, что правильно или неправильно.
Он обеспечивает безопасность блокчейн-сетей и позволяет участникам (узлам) проверять подлинность данных (транзакций) без необходимости доверять друг другу.
Принцип работы Proof-of-Work Накамото решает Задачу византийских генералов посредством Биткоин "майнинга".
Proof-of-Work (Доказательство работы) и майнинг
Proof-of-work - это процесс, в котором биткойн-узлы соревнуются за право добавить новый блок транзакций в блокчейн. Соревнование состоит в том, чтобы сделать чрезвычайно сложное вычисление раньше, чем это сделают другие узлы.
Эти вычисления действительно очень трудное, но, как только головоломка будет решена, ее легко смогут проверить остальные узлы. Таким образом, узел должен предоставить ответ, также известный как "доказательство", чтобы все остальные могли легко проверить, правильно это или нет.
Натаниэль Поппер в книге "Цифровое золото" приводит простой пример:
"...довольно легко умножить 2 903 на 3 571, используя лист бумаги и карандаш, но гораздо, гораздо сложнее выяснить, какие два числа можно умножить вместе, чтобы получить 10 366 613”.
По этой аналогии компьютер должен определить, какие два числа, умноженные вместе, приводят к 10 366 613, угадывая случайные комбинации чисел, пока не будет найден правильный результат. Затем узел предоставляет ответ (2 903 и 3 571), то есть "доказательство", другим узлам, которые затем могут моментально умножить числа и увидеть, что "доказательство" правильно.
Тот, кто первым решит головоломку, получит возможность транслировать блок транзакций на другие узлы. Это гарантирует, что только тот, кто вложил достаточно энергии и вычислительных мощностей, получит право добавлять эти новые транзакции в бухгалтерскую книгу.
Когда узлы получают новый блок, они выполняют что-то вроде аудита, чтобы убедиться, что все транзакции складываются правильно и что правильное количество биткоинов осталось в бухгалтерской книге.
После того, как все узлы проверят, что транзакции в новом блоке правильны, новый блок будет привязан к предыдущему блоку и навсегда сохранен в блокчейне. Узел, решивший головоломку, вознаграждается биткоином.
Этот процесс обычно называют "майнингом" (добыча), поскольку компьютерную работу, необходимую узлу для получения вознаграждения в биткоинах, можно рассматривать как цифровой эквивалент материальной работы, необходимой для добычи золота. Такие вычисления могут производить только очень мощные и дорогие компьютеры, затрачивая при этом много электричества.
Поскольку для добавления нового блока в цепочку требуется так много вычислительных мощностей, становится невозможным пытаться проводить мошеннические транзакции, такие как добавление дополнительного биткоина в свой кошелек. Если бы кто-то захотел так сделать, ему понадобилось бы владеть более чем 50% от всех серверов-узлов и вычислительных мощностей, чтобы возможно было добавить новый блок, а затем еще надо было бы заставить большинство оставшихся узлов принять и посчитать этот блок правильным.
Учитывая, насколько велик блокчейн Биткоина сегодня, стоимость компьютерного оборудования, необходимого для такой махинации, была бы настолько велика, не говоря уже о затратах на электроэнергию, что это фактически невозможно для любой группы людей или правительств.
Таким образом, принцип Proof-of-Work эффективно решает проблему безопасности, потому что узлы могут доверять тому, что новые транзакции (данные в блокчейне) не являются мошенническими, без необходимости доверять друг другу. А поскольку существует экономический стимул поддерживать блокчейн с помощью майнинга, а не атаковать его, блокчейн Биткоина будет оставаться безопасным до тех пор, пока люди верят, что Биткойн имеет ценность.
Сочетание этих функций приводит к созданию полной неизменяемой бухгалтерской книги со всеми финансовыми операциями, которая контролируется всеми её пользователями, а не какой-либо компанией, правительством или группой.
Основные Моменты:
- Блокчейн - это распределенная база данных.
- Данные, хранящиеся в блокчейне, являются транзакциями криптовалюты.
- Цепочки блоков хранят данные (транзакции) в хронологических группах, известных как блоки, вместо папок и таблиц, как обычные базы данных.
- Блокчейн биткоина открыт и доступен для всех, в отличие от централизованной базы данных, управляемой компанией или правительством.
- В отличие от баз данных, в которые можно добавлять, удалять или редактировать информацию, цепочки блоков можно только добавлять.
Надеюсь, статья оказалась вам полезной.
Хорошего дня!
#блокчейн #биткоин #криптовалюта #финансы #майнинг
