Здравия желаю мои зеленные и прекрасные. Тема блокчейна сегодня на повестке дня. На простых примерах поведаю вам как работает и для чего вообще нужен этот ваш блокчейн.
Blockchain - это технология использующиеся для шифрования данных и их хранения - это децентрализованная (Одноранговая или же P2P "от слова peer - равная, то есть peer to peer от равного к равному" сеть) сеть, которая распределена на множестве компьютеров и не имеет собственного сервера
Стоит начать с самого слова, оно состоит из слова block и chain (Блок и связь) из этого мы уже можем понять что это сеть блоков, ну пока что все ещё ничего не понятно.
Блоки хранят информацию о самом себе и информацию о предыдущем блоке, блоки можно бесконечно добавлять в цепочку блокчейна, ну изменить или убрать один из предыдущих нельзя. Сейчас на простом примерно вы поймëте почему так.
Принцип работы блокчейна:
У нас есть тетрадь (Это блокчейн) с листками (Это блоки в блокчейне), в которых мы пишем списком сделанного за день (Это данные хранящиеся в блоке) и у нас есть Паша, пользователь который ведет эту тетрадь.
В обычной жизни Павел, понял что день был прожит мягко говорят так себе, решает исправить свой список выполненного за день, что бы вместо просмотра ютуба он якобы продуктивно изучал английский язык и у него все прекрасно выходит! Об этом никто не узнаёт и данные списка остаются только у него, грязный трюк рыжего мальчика провернут!
Ну вот тот же Паша ну уже из мира блокчейна попытался поменять информацию и у него ни чего не вышло, как же так? А все потому-что блок ссылается к прошлому блоку и он хеширован и изменить его уже увы не возможно...
Все дело в том что когда Паша вносил в свою тетрадь запись о просмотре ютуба она поступила в сеть блокчейна в виде нового блока (как и множество записей других пользователей в этот момент времени) после чего новый блок попал в мемпул (Пулл памяти), где он ожидал проверки и добавления в блокчейн. Во время этого процесса одним из способа консенсуса, для примера возьмём способ Proof of Work, блок подтверждался и вносился в общую цепь. И только после этого запись о том что Павел смотрел ютуб отобразилась в тетради (блокчейне) и после этого уже невозможно изменить данную запись.
Так ну уже что-то понятно. Ну что такое подтверждения блока и способы консенсуса? Далее мы ещё раз разберем принцип работы ну уже более подробно.
Способы консенсуса - это способы при помощи которых одноранговые узлы сети (это сеть где каждый узел сети " В случае сети биткоина - майнеры" Имеют одинаковые права и взаимодействуют друг с другом, без посредника) добиваются общего одобрения состояния данных сети.
Proof of Work (PoW) - это один из способов достижения консенсуса. Предназначен для предотвращения двойного расходования (Проще говоря, защищает от того что одну и ту же монету можно было потратить 2 и более раз). В его основе лежит майнинг и решение сложных математических задач.
Алгоритм Proof of Work (PoW) — это механизм консенсуса, применяемый в майнинге криптовалюты. Проще говоря, он требует от майнеров решения сложных математических задач для проверки и записи транзакций в блокчейн. Каждый блок транзакций содержит уникальную задачу, и тот майнер, который решит ее первым, получает возможность добавить блок в общую цепочку и получить вознаграждение в виде новых монет. Сложность задачи возрастает по мере того, как в работе сети участвует все больше майнеров.
Так же майнеры зарабатывают на комиссиях за запись транзакции - по этому транзакции с большей комиссией быстрей завершаются нежели с маленькой.
Принцип работы блокчейна Bitcoina, способом консенсуса для которого является PoW:
1. Совершение транзакции - Павел отправляет свою криптовалюту Насти. На этом этапе создается бланк транзакции и отправляется в мемпулл сети блокчейна.
2. Компиляция - Все транзакции попавшие в мемпулл ждут своей очереди и при помощи майнинговых узлов собираются в блок (В одном блоке может быть примерно от 1500-2000 транзакций).
3. Обучение - Майнеры выбирают транзакции, которые они хотят включить в собственный блок (ИМХО: я подразумеваю что в первую очередь идут транзакции с наибольшей комиссией). Если в их собранный блок попадаются записи которые уже были подтвержденные и включенные транзакции они удаляются. Данный блок будет называться кандидатом (Блок кандидат - это блок который ещё не является действительным, тк не имеет действительного доказательства работы)
При формирование нового блока в него будет включен хэш прошлого блока + nonce (Это число используемое только один раз, nonce - это четырехбайтовое число, которое добавляется к хэшированному или зашифрованному блоку. При повторном пересчете это число должно удовлетворять определенным ограничениям по уровню сложности, накладываемым сетью блокчейн. Проще говоря nonce это то число, отгадав которое майнер получит вознаграждение и новый блок добавляется в сеть)
4. доказательство работы - Когда каждый майнер сформировал свой блок транзакций они начинают поиск nonce. Как я уже сказал ранее это число отгадав которое, майнер доказывают свою работу и добавляет новый блок в сеть.
5. Распространение - После того как один из майнеров смог подобрать нужный выходной хэш для блока он рассылает его всем в сети для прохождение верификации этого блока.
6. Верификация - После получения блока другими узлами сети они начинают проверять найденную хеш функцию условиям системы.
7. Подтверждение - если более 51% узлов сети подтверждают этот блок он добавляется в сеть. Все остальные майнеры, которые в этот момент работали над другими блоками прекращают работу и начинают работу над новым блоком, т.к каждый блок должен содержать хэш прошлого блока.
8. Счастливая Настенька - блок с Пашиной транзакцией был добавлен в блокчейн, а значит Насти пришли её биткоины и она уже может думать куда потратит свой капитал.
Теперь мы понимаем как работает блокчейн на пример PoW и что это вообще такое. Стоит теперь разобраться с плюсами и минусами блокчейна и где его можно использовать.
Начнем с + и - блокчейна:
Плюсы:
- Децентрализация - нет единого владельца, в следствие этого обеспечивается большая безопасность и устойчивость к DDoS атакам (Да и для злоумышленников это будет не самый дешевый DDos, ведь почти везде взымается комиссия за перевод коинов)
- Прозрачность - Полезен в областях, где важно проследить и подтвердить историю транзакций. Например, в сфере поставок и логистики блокчейн может помочь отследить путь товара от производителя до потребителя.
- Безопасность - использования криптографических методов (Про которые у меня тоже будет статья)
Минусы:
- В случае с PoW консенсусом это энергозатратность
- Неподвижность данных - если вдруг в блокчейн попали неверные данные их почти невозможно изменить, без согласование 51% пользователей.
- Отсутствие определенной структуры блокчейна - проще говоря сейчас все блокчейн проекты разрабатывает кто как захочет, и нет определенных алгоритмов или стандартов для этой технологии, и отсюда вытекает ещё один минус, сложность переноса своих активов из одной блокчейн сети в другую.
- Атака 51% - лично я считаю этот минус больше мифом чем тем, что может правда случиться. Если не вдаваться в подробности злоумышленникам нужно завладеть 51% мощностей сетью любого блокчейна что бы его контролировать. Ну беря в пример блокчейн bitcoina с каждым новым блоком математическая задача усложняется, и тем самым не даёт технологическому прогрессу достичь того уровня, что бы это стало возможным.
Сферы применения блокчейна:
Сама концепция блокчейна заключается в том, что вам больше не нужен посредник и доверенное лицо которому вы должны доверять, в полной децентрализации и не обязанности больше кому либо верить. Условно в банке этим посредником и доверенным лицом является сам банк, а ваши активы хранятся на серверах, в данном примере: с сервером может что-то случиться, а банк может сделать с вашими активами что захочет (Заморозить, обнулить, арестовать и тд.).
Ещё на одном примере: Вы пришли в больницу, заплатили деньги за лечение ноги и надеетесь что вас вылечат. Вас может обмануть врач, и не добросовестно выполнить работу или вовсе вылечить не ту что нужно и все равно взять за это деньги, а в свою очередь пациент может не заплатить за лечение или ещё как либо обмануть.
В мире блокчейна бы это выглядело так: у Паши был бы специальный браслет, который бы показывал условно статус его ноги (Она сломана), он бы докыстыляли к врачу и составили контракт, Паша даёте ему деньги, он лечит его недуг. После подписания контракта вы обязуетесь заплатить деньги, а врач обязуется вылечить ваш недуг, и в данной схеме у врача не получится обмануть пациента (не вылечив его, или вылечив не плохо), а у пациента врача (не заплатив ему за его услуги). Вы бы отдали деньги сразу, а врач бы получил их только тогда, когда ваша нога выздоровела. Вам больше не нужно доверять доктору и надеяться что лечение пройдет хорошо и деньги не будут потрачены впустую, а доктору что пациент его как либо обманет.
