Основная суть
- Блокчейн представляет собой инновационную технологию, которая обеспечивает безопасность и надёжность хранения данных о транзакциях в распределённой сети компьютеров.
- Эта технология основана на принципах криптографии и консенсуса, что делает её устойчивой к несанкционированным изменениям.
- Блокчейн является основой для таких криптовалют, как биткоин и эфириум, и играет ключевую роль в повышении прозрачности, безопасности и доверия в различных областях, включая финансы.
Введение
Технология блокчейн, изначально представленная как основа для криптовалют, таких как биткоин, стала революционным инструментом, способным произвести коренные изменения в различных отраслях. Децентрализованный, прозрачный и безопасный характер этой технологии делает её особенно привлекательной для управления данными и транзакциями.
В настоящее время сфера применения блокчейна значительно расширилась, охватывая такие области, как управление цепочками поставок, здравоохранение, системы голосования и многие другие.
Что такое блокчейн?
Блокчейн представляет собой уникальную систему хранения данных, функционирующую на основе децентрализованной сети компьютеров. Данные в блокчейне организованы в блоки, которые упорядочены в хронологической последовательности и защищены с помощью криптографических методов.
Такая структура обеспечивает прозрачность, безопасность и неизменность данных. После подтверждения и добавления блока в цепочку, изменение данных, содержащихся в нём, становится практически невозможным. Децентрализованная природа блокчейна исключает необходимость в централизованном управлении. Блокчейн-транзакции могут осуществляться между пользователями без участия посредников.
Существуют различные типы блокчейнов, которые отличаются степенью децентрализации. Однако термин «блокчейн» обычно используется для обозначения децентрализованной системы хранения данных, используемой для записи транзакций с криптовалютами.
Краткая история блокчейна
В начале 1990-х годов, когда специалист по информатике Стюарт Хабер и физик У. Скотт Сторнетта решили использовать криптографию в цепочке блоков для обеспечения защиты цифровых документов от фальсификации, была создана первая модель блокчейна.
Это событие стало отправной точкой для развития технологии, которая впоследствии привела к созданию Биткоина — первой криптовалюты, основанной на блокчейне. С тех пор популярность этой технологии значительно возросла, и она получила широкое распространение по всему миру.
Технология блокчейна обычно применяется для записи криптовалютных транзакций, но она также может использоваться для записи других видов цифровых данных и выполнять множество других задач.
Ключевые преимущества и особенности блокчейна
- Децентрализация: информация хранится в сети компьютеров (узлов), а не на одном центральном сервере. Децентрализованные, крупные сети, такие как Биткоин, очень устойчивы к атакам.
- Прозрачность: большинство блокчейнов являются общедоступными, все участники имеют доступ к одной и той же базе данных. Транзакции видны всем желающим.
- Неизменяемость: после добавления данных в блокчейн их нельзя изменить без консенсуса в сети.
- Безопасность данных: механизмы консенсуса и криптография обеспечивают надежную защиту от подделки данных.
- Эффективность: Блокчейн может обеспечить более быстрые и дешевые транзакции, устраняя необходимость в посредниках. Транзакции обрабатываются практически в режиме реального времени.
Что такое децентрализация в блокчейне?
Децентрализация в блокчейне представляет собой концепцию, согласно которой контроль и полномочия по принятию решений в сети распределены между её участниками, а не сосредоточены в руках одного субъекта, будь то правительство или корпорация.
В децентрализованной сети блокчейна отсутствует центральный орган или посредник, который контролировал бы поток данных или транзакций. Вместо этого транзакции проверяются и записываются распределённой сетью компьютеров, которые совместно обеспечивают целостность системы.
Как работает блокчейн?
Блокчейн представляет собой цифровой реестр, который служит надёжным инструментом для записи транзакций между сторонами и обеспечивает защиту этих записей от несанкционированного доступа.
Данные о транзакциях записываются распределённой сетью компьютеров, известной как «ноды», которые расположены по всему миру. Когда Алиса отправляет Бобу определённое количество биткоинов, транзакция транслируется в сеть. Затем каждая нода проверяет подлинность транзакции, анализируя цифровые подписи и другие данные. Если транзакция одобрена, она добавляется в блок вместе с другими проверенными транзакциями.
Каждый блок можно представить как страницу цифрового реестра. Блоки соединяются в цепочку с помощью криптографических методов, образуя блокчейн. Для проверки транзакций и добавления их в блокчейн используется механизм консенсуса. Механизм консенсуса — это набор правил, которые позволяют нодам координировать свои действия и приходить к согласию относительно состояния блокчейна и одобрения транзакций.
Коротко о блокчейне
1. Запись транзакций
Когда транзакция инициируется (например, перевод криптовалюты), она транслируется в сеть нод. Каждая нода проверяет транзакцию, используя предопределенные правила.
2. Формирование блоков
В процессе формирования блоков происходит объединение проверенных транзакций в единый блок. Каждый блок представляет собой совокупность следующих элементов:
Данные, включающие в себя информацию о транзакции. Временной штамп, фиксирующий момент создания блока.
Криптографический хеш, представляющий собой уникальный идентификатор, полученный в результате применения алгоритма хеширования к данным блока. Хеш предыдущего блока, обеспечивающий связность между блоками и формирующий цепочку блоков.
3. Механизм консенсуса
Чтобы добавить блок в блокчейн, участники сети должны согласовать его валидность. Это достигается с помощью алгоритмов консенсуса, таких как Proof of Work (PoW) и Proof of Stake (PoS). Мы обсудим их более подробно в ближайшее время, но вот краткое резюме:
- Proof of Work (PoW): используемый в сети Биткоин, PoW требует, чтобы валидаторы блоков использовали вычислительные мощности для решения сложных задач.
- Proof of Stake (PoS): используется в новых блокчейнах, таких как Ethereum, где валидаторы блоков выбираются на основе их доли в сети.
4. Связь в цепочке
После верификации блок интегрируется в блокчейн. Каждый последующий блок устанавливает связь с предыдущим, обеспечивая тем самым защиту структуры от несанкционированного вмешательства. Иными словами, для подтверждения достоверности нового блока требуется использовать идентификатор предшествующего блока.
5. Прозрачность
Ещё одной характерной чертой блокчейна является его прозрачность. Любой желающий может обратиться к публичным сайтам, известным как «обозреватели блокчейна», и проверить данные блокчейна, включая всю информацию о транзакциях и блоках.
Например, можно увидеть каждую транзакцию, когда-либо совершённую в сети Биткоин, включая адрес кошелька отправителя и получателя, сумму перевода и многое другое. Также можно проследить все блоки вплоть до первого блока, известного как «генезис-блок».
Криптография блокчейна
Для обеспечения надёжности, прозрачности и устойчивости к несанкционированному доступу записи транзакций в блокчейне используется криптография. Одним из ключевых криптографических методов является хеширование — процесс преобразования входных данных любого объёма в строку символов фиксированной длины.
Хеш-функции в блокчейне обладают устойчивостью к коллизиям, что означает крайне малую вероятность нахождения двух различных наборов данных, которые приведут к одному и тому же результату. При этом любое изменение входных данных приводит к полному изменению результата хеширования.
Рассмотрим это на примере хеш-функции Биткоина под названием SHA256. Даже если просто изменить регистр букв, результат будет совсем другим. При этом хеш-функции могут быть только односторонними: с помощью результата хеширования нельзя восстановить входные данные.
В блокчейне каждый блок содержит хеш предыдущего блока, что обеспечивает надёжную цепочку блоков. Попытка изменить один блок потребует изменения всех последующих блоков, что не только сложно, но и крайне затратно.
В блокчейне также широко применяется криптографический метод, известный как криптография с открытым ключом, или асимметричная криптография. Этот метод обеспечивает безопасные и проверяемые транзакции между пользователями.
Принцип работы этого метода заключается в следующем: у каждого пользователя есть уникальная пара ключей — приватный ключ, который должен храниться в тайне, и публичный ключ, доступный всем. Когда пользователь инициирует транзакцию, он подписывает её с помощью своего приватного ключа, создавая цифровую подпись.
Затем другие участники сети могут проверить подлинность транзакции, применив публичный ключ отправителя к цифровой подписи. Такой подход обеспечивает безопасность транзакций, поскольку только владелец приватного ключа может инициировать транзакцию, но проверить подлинность подписи может любой желающий.
Что такое механизм консенсуса?
Алгоритм консенсуса представляет собой механизм, который позволяет пользователям и программам координировать свои действия в распределённой сети. Этот алгоритм обеспечивает достижение согласия между всеми участниками сети относительно текущего состояния данных, даже если некоторые узлы выходят из строя.
Благодаря алгоритму консенсуса все узлы сети имеют одну и ту же копию реестра, содержащую информацию обо всех транзакциях.
В условиях, когда десятки тысяч узлов хранят копию данных блокчейна, могут возникнуть проблемы, связанные с несогласованностью данных и наличием вредоносных узлов. Поэтому для обеспечения целостности блокчейна используются различные механизмы консенсуса, определяющие, каким образом узлы сети достигают соглашения. Рассмотрим основные механизмы консенсуса более подробно.
Типы механизмов консенсуса
Proof of Work (PoW) — это механизм консенсуса, который используется во многих сетях блокчейна для проверки транзакций и поддержания целостности блокчейна. Это самый первый механизм консенсуса, который появился и действует в Биткоине.
В PoW майнеры соревнуются в решении сложной математической задачи за право добавить в блокчейн следующий блок. Для этого они осуществляют майнинг. Первый майнер, решивший задачу, получает вознаграждение в виде криптовалюты.
Майнеры должны использовать мощные компьютеры, чтобы решать математические задачи, создавать новые монеты и обеспечивать безопасность сети. Поэтому процесс майнинга требует значительных ресурсов (вычислительных мощностей и энергии).
Proof of Stake (PoS) — это механизм консенсуса, разработанный для устранения некоторых недостатков Proof of Work. В системе PoS нет майнеров, которые соревнуются в решении сложных математических задач для подтверждения транзакций и добавления новых блоков в блокчейн. Вместо этого в системе действуют валидаторы, которые добавляют в стейкинг криптовалюту и выбираются на основе предоставленной суммы.
Доля представляет собой сумму криптовалюты, удерживаемую валидаторами в качестве обеспечения. Затем они случайным образом выбираются для создания новых блоков и подтверждения транзакций в зависимости от размера их доли в стейкинге. За создание новых блоков валидаторы получают комиссии за транзакции, которые мотивируют их действовать в интересах сети. Если они действуют злонамеренно, они рискуют потерять свою криптовалюту.
Proof of Work и Proof of Stake являются наиболее распространёнными алгоритмами консенсуса, но они не единственные в своём роде. Существует множество других алгоритмов: одни из них объединяют элементы двух вышеупомянутых систем, а другие открывают совершенно новые способы достижения консенсуса.
Например, Delegated Proof of Stake (DPoS) похож на PoS, но в PoS право создавать новые блоки есть у всех валидаторов, а в DPoS держатели токенов избирают набор делегатов, которые создают блоки от их имени.
А в Proof of Authority (PoA) учитывают репутацию или личность валидатора, а не его количество удерживаемой криптовалюты. Валидаторы выбираются на основе надёжности и могут быть удалены из сети за вредоносные действия.
Типы сетей блокчейна
- Публичный блокчейн представляет собой открытую децентрализованную сеть, доступную для всех желающих. В таких сетях обычно используется открытый исходный код, они функционируют прозрачно и не требуют доверия — любой пользователь может получить к ним доступ и использовать их. Примерами публичных блокчейнов являются Биткоин и Эфириум.
- Приватный блокчейн как следует из самого названия, представляет собой закрытую сеть блокчейна, которая обычно находится под контролем одной организации и используется исключительно в её интересах и для её целей. Приватные блокчейны строго контролируют доступ к своей системе и устанавливают правила, определяющие, кто может видеть и записывать транзакции в блокчейне. Они не являются децентрализованными в классическом понимании, поскольку в них существует чёткая иерархия управления. Однако они могут быть распределёнными и поручать множеству нод хранить копию блокчейна на своих компьютерах.
- Блокчейн-консорциум представляет собой гибридную структуру, объединяющую элементы публичного и приватного блокчейна. В рамках такого консорциума несколько организаций совместно создают общую сеть блокчейна, управление и контроль над которой осуществляются коллективно. В зависимости от потребностей участников, подобные сети могут быть как открытыми, так и закрытыми. В отличие от открытой системы, где любой пользователь может проверять блоки, или закрытой системы, где создателями блоков является одна организация, в блокчейн-консорциуме роль валидаторов выполняют несколько равноправных сторон. Это обеспечивает гибкость правил системы: просмотр блокчейна может быть доступен либо для всех пользователей, либо только для валидаторов. Если валидаторы способны достичь консенсуса, внесение изменений в систему становится относительно простым процессом. При условии, что определённая часть участников сети действует честно, функционирование системы блокчейна не вызывает проблем.
Где используется блокчейн?
Хотя технология блокчейна ещё пребывает на начальных этапах своего развития, она уже находит применение в различных областях. Обычно она используется в следующих сферах деятельности:
- Криптовалюты представляют собой цифровые активы, основанные на технологии блокчейна, которая обеспечивает их безопасность и децентрализацию. В отличие от традиционных международных транзакций, которые требуют участия посредников и сопровождаются высокими комиссиями, блокчейн позволяет осуществлять быстрые, дешёвые и прозрачные переводы. Кроме того, криптовалюты, такие как Биткоин, используются для денежных переводов по всему миру.
- Смарт-контракты представляют собой самоисполняющиеся программы, способные автоматически выполнять заданные действия при наступлении определённых условий. Технология блокчейна предоставляет возможность создавать и исполнять смарт-контракты безопасным и децентрализованным образом. Эти технологии находят применение в различных областях, среди которых наиболее перспективными являются децентрализованные приложения (DApp) и организации (DAO), являющиеся частью системы децентрализованных финансов (DeFi). Платформы DeFi используют блокчейн для предоставления финансовых услуг, таких как кредитование, заимствование и торговля, минуя традиционные институты. Это способствует демократизации доступа к финансовым инструментам.
- Токенизация: Реальные активы, (RWA) такие как недвижимость, акции или предметы искусства, могут быть преобразованы в цифровые токены на блокчейне, что может улучшить ликвидность и расширить доступ к инвестиционным возможностям.
- Цифровая идентификация: Блокчейн можно использовать для создания безопасной и защищенной от взлома цифровой идентификации, которая нужна для проверки личной информации и других конфиденциальных данных. Цифровая идентификация может стать очень востребованной, ведь наша личная информации и активы постепенно переходят в интернет.
- Голосование: Технология блокчейна открывает новые горизонты для проведения безопасных и прозрачных голосований, исключая возможность фальсификации результатов. Блокчейн представляет собой децентрализованный и защищённый от несанкционированного доступа реестр всех голосов, обеспечивая тем самым надёжность и достоверность процесса голосования.
- Управление цепочками поставок: Технология блокчейн может быть применена для создания реестра всех транзакций в рамках цепочки поставок. В этом случае каждая операция будет зафиксирована в виде блока в блокчейне, что обеспечит неизменность и прозрачность всех данных о процессах в цепочке поставок.
В заключение
Технология блокчейн представляет собой инновационный и надёжный инструмент для обеспечения безопасности и прозрачности транзакций, а также для хранения данных. Эта технология произвела революцию в различных областях, обеспечивая новый уровень доверия и безопасности в цифровом пространстве.
Блокчейн открывает широкие перспективы для развития: он позволяет осуществлять одноранговые транзакции, создавать новые формы цифровых активов и разрабатывать децентрализованные приложения. По мере того как эта технология продолжает развиваться и получать всё большее признание, можно ожидать появления новых инновационных сценариев её применения в ближайшие годы.
Внимание!
Предоставленные материалы не являются гарантией и предоставляются «как есть». Они предназначены исключительно для общего ознакомления и образовательных целей.
Информация, содержащаяся в статье, не является финансовой или юридической консультацией, а также не может рассматриваться как рекомендация по приобретению какого-либо продукта или услуги.
За профессиональной консультацией следует обратиться к соответствующим специалистам.
Стоимость цифровых активов может изменяться, и вы можете потерять вложенные средства.
Все инвестиционные решения принимаются на ваш собственный риск.
SUCCESS+ [CRYPTO ACADEMY] не несёт ответственности за возможные убытки.
Данная информация не является финансовой, юридической или профессиональной рекомендацией.
Благодарю за прочтение моей статьи! Я ценю внимание к полезным знаниям, и буду дополнять свой канал полезной информацией для трейдеров о Криптоиндустрии!
Заработок в крипте.
Криптовалютные Биржи.
Лучшая Биржа для торговли Криптовалютами для пользователей из Российской Федерации, никаких санкций и блокировок по политическим мотивам! Лучшие комиссии на рынке среди всех бирж:
Тейкер 0.02%
Мейкер 0%
Получи до 8000$ зарегистрировавшись на лучшей криптовалютной бирже MEXC по этой ссылке:
https://www.mexc.com/invite/register