Узнайте подробно о концепции блокчейна, о том, как он работает, его возможностях и ограничениях, чтобы лучше понять криптоэкосистему и ее тонкости.
Что такое технология блокчейн?
Если термины Биткойн и Эфириум кажутся вам знакомыми, вы, вероятно, уже сталкивались с блокчейном, даже не зная, что это такое.
Блокчейн представляет собой последовательность связанных друг с другом блоков, в которой каждый блок соответствует набору транзакций. Блокчейн определяется как база данных, хранящаяся в децентрализованной сети .
Эта база данных является неизменяемой, то есть к ней можно только обращаться и добавлять информацию .
В отличие от традиционных банковских систем, блокчейн стремится быть децентрализованным . Это означает, что вместо банка, который контролирует и проверяет транзакции, эта роль распределяется по сети компьютеров, называемых валидаторами или узлами . Каждый раз, когда совершается транзакция, она должна быть одобрена этими компьютерами в соответствии с заранее установленными правилами, что обеспечивает безопасность и целостность данных.
Блокчейн можно сравнить с общедоступным и неизменным реестром . Книга, в которой каждое слово представляет собой транзакцию, которая должна быть проверена и одобрена, прежде чем ее можно будет записать на странице.
В случае с блокчейном Биткойн роль корректоров выполняют майнеры. Они просматривают каждое слово, чтобы убедиться, что оно написано правильно (что транзакции в порядке). Как только набор слов одобрен этими редакторами, они навсегда записываются на страницу (формируя таким образом блок). После заполнения страницы и проверки всех транзакций она запечатывается и создается новая страница. Эти страницы затем связываются друг с другом в хронологическом порядке, придавая истории смысл .
В блокчейне каждый новый блок (то есть каждый набор транзакций) добавляется в цепочку последовательно и необратимо, подобно тому, как каждая страница книги следует за предыдущей. Эта технология записывает и компилирует полную историю обменов между участниками сети с момента ее создания , причем эти обмены организованы в последовательность безопасных блоков и связаны между собой компьютерами с помощью криптографии.
Эти компьютеры, также называемые валидаторами, работают для достижения консенсуса большинства , необходимого для поддержания целостности сети. Существует 2 основных механизма, обеспечивающих безопасность и достоверность транзакций в сетях блокчейн: Proof of Work (PoW) и Proof of Stake (PoS) .
PoW, используемый Биткойном, требует от майнеров решения сложных криптографических задач. Этот метод консенсуса обеспечивает надежную безопасность, но потребляет больше энергии .
PoS, с другой стороны, дает право проверять транзакции на основе количества криптовалюты, принадлежащей участнику, что способствует более экологичному подходу . Однако PoS поднимает вопросы о потенциальной централизации власти в руках крупных держателей токенов.
Основной уязвимостью блокчейнов является атака 51%, когда один объект контролирует более половины вычислительной мощности и, таким образом, может повредить сеть. Однако эта уязвимость должна быть квалифицирована на крупных блокчейнах, таких как Биткойн, поскольку такая операция чрезвычайно сложна и дорога в реализации .
Однако на небольших блокчейнах этот риск исключать нельзя. Ярким примером атаки 51% стала атака на Bitcoin Gold в 2018 году.
Преимущества блокчейна можно свести к 4 пунктам:
- Безопасность : Блокчейн использует криптографию для защиты данных, делая транзакции неизменными и защищенными от несанкционированного доступа;
- Прозрачность : все транзакции в блокчейне прозрачно записываются и общедоступны, что позволяет осуществлять полную проверку и отслеживание;
- Децентрализация : вместо того, чтобы полагаться на центральный орган власти (например, банк), блокчейн распределяет контроль между многими участниками сети, снижая риск коррупции или выхода из строя центральной точки;
- Эффективность . Блокчейн теоретически обеспечивает более быстрые и менее дорогостоящие транзакции, чем традиционные системы, за счет устранения посредников и упрощения процессов.
Как транзакция работает в блокчейне?
Давайте возьмем конкретный пример с блокчейном Биткойн, работающим на основе консенсуса Proof of Work.
Осуществляется транзакция , передача BTC от лица А к лицу Б. Цифровая подпись определяет отправку транзакции.
Трансляция транзакции в сети на все компьютеры (или узлы), подключенные к сети блокчейн. Эти узлы получают копию этой транзакции. Они проверяют и подтверждают детали этой транзакции с помощью алгоритмов.
Происходит создание нового блока . Это соответствует группировке нескольких проверенных транзакций. Этот блок также включает в себя специальный криптографический код — хеш , который связывает его с последним блоком в цепочке, обеспечивая непрерывность и целостность блокчейна, а также новый хэш.
Майнинг : начинается процесс майнинга, в ходе которого майнеры используют свои вычислительные мощности для поиска нового хеша, совместимого с последним блоком в цепочке . Майнер, который успешно находит этот хэш, добавляет новый блок в цепочку и получает вознаграждение в виде BTC. Этот финансовый стимул необходим для поощрения майнеров к участию в работе блокчейна.
Проверка и обновление блокчейна. После добавления нового блока блокчейн Биткойна обновляется на всех узлах сети. Каждая копия блокчейна идентична, что делает данные неизменяемыми и проверяемыми кем угодно и в любое время.
Различные типы блокчейнов
Публичные блокчейны
Публичные блокчейны — это тот тип блокчейнов, который интуитивно приходит на ум. Эти блокчейны полностью открыты и доступны для всех, кто хочет участвовать в проверке транзакций . Они предлагают полную прозрачность и действуют без центральной власти, тем самым способствуя децентрализации. Однако такая открытость подвергает себя рискам безопасности, в частности, атаке 51%, упомянутой в начале статьи.
Частные блокчейны
Частные блокчейны управляются единой организацией , что обеспечивает конфиденциальность и скорость транзакций, но исключает децентрализацию . Узлы — это просто точки в частной сети, а блокчейн используется в качестве распределенного реестра. Широко распространенный вариант использования частного блокчейна — в секторе финансовых учреждений, на которых распространяются строгие обязательства по соблюдению нормативных требований.
Существуют также подтипы частных блокчейнов, называемые разрешенными и консорциумными. Разрешенные блокчейны ограничивают доступ конкретным пользователям , в то время как блокчейны консорциумов контролируются группой организаций , сочетая конфиденциальность и эффективность, сохраняя при этом совместный контроль.
Трилемма блокчейна
Масштабируемость означает способность блокчейна эффективно обрабатывать растущий объем транзакций и адаптироваться к увеличению спроса.
Трилемма блокчейна подчеркивает, что разработчики не могут объединить три упомянутых выше аспекта и поэтому должны идти на компромиссы . Конкретно, блокчейн Биткойна безопасен и децентрализован, но имеет проблемы с масштабируемостью. И наоборот, BNB Smart Chain (BSC) сочетает в себе масштабируемость и безопасность, но жертвует децентрализацией.
Блокчейны, которые сталкиваются с этой проблемой, называются монолитными блокчейнами в том смысле, что они обрабатывают хранение информации и выполнение транзакций по сети и на одном уровне консенсуса.
Чтобы преодолеть эту серьезную проблему, в экосистеме появились модульные блокчейны. Это тип блокчейна, основанный не на одном слое, а на нескольких независимых слоях . Этот тип блокчейна теоретически позволяет преодолеть трилемму блокчейна.
Каковы конкретные варианты использования блокчейна?
Использование блокчейна в платежных системах дает преимущества за счет снижения транзакционных издержек, а также коррупции . Его прозрачная и неизменяемая природа делает невозможным фальсификацию записей в блокчейне. Транзакции становятся полностью отслеживаемыми и проверяемыми, что предотвращает любые манипуляции с переводимыми суммами.
Использование блокчейна особенно выгодно для развивающихся стран, где политические режимы могут быть нестабильными, а инфляция высокой. В этих регионах высокие комиссии, связанные с денежными переводами, могут стать серьезным препятствием для экономического развития.
Что-то новое для цепочки поставок
Блокчейн предлагает множество преимуществ для управления цепочками поставок . Это обеспечивает большую прозрачность, поскольку вся информация о продукте может отслеживаться и проверяться в режиме реального времени всеми участниками цепочки, даже конечным потребителем.
Кроме того, блокчейн обеспечивает большую безопасность данных и снижает риск мошенничества благодаря системе шифрования. Это также помогает сократить затраты и время за счет автоматизации определенных задач и устранения ненужных посредников .
Революция NFT, ставшая возможной благодаря неизменности
Невзаимозаменяемые токены ( NFT) используют преимущества неизменности блокчейна. Действительно, каждый NFT уникален и не взаимозаменяем. Используя блокчейн, информация о создании, владении и истории транзакций каждого NFT записывается прозрачно и постоянно , что делает невозможным подделку или дублирование.
Каковы ограничения блокчейна?
Масштабируемость и комиссии за транзакции
Блокчейны могут испытывать трудности с одновременной обработкой большого количества транзакций, что перегружает сеть и приводит к увеличению транзакционных издержек.
В нынешнем виде ни один крупный блокчейн не может конкурировать по масштабируемости с такой платежной сетью, как Visa, которая способна обрабатывать 24 000 транзакций в секунду. Для решения этой проблемы существуют решения второго уровня, называемые Layer 2 или Said-chain.
Воздействие на окружающую среду
Блокчейны, работающие по принципу Proof of Work (PoW), часто подвергаются критике из-за высокого энергопотребления . Действительно, процесс добычи требует электроэнергии. Такое потребление энергии вызывает еще большую тревогу, когда источник энергии невозобновляемый .
Однако это утверждение следует уточнить в той степени, что майнеры являются рациональными агентами, которые ищут самую дешевую электроэнергию, чтобы максимизировать свою прибыль. В настоящее время, в случае с Биткойном, это электричество поступает в основном из возобновляемых источников энергии . Так что реальность другая. По данным Кембриджского университета , доля возобновляемых источников энергии в потреблении биткойнов составляет более 37% .
Сложное управление
Управление блокчейном и обновления могут быть сложными, что потенциально может привести к хард-форкам. Хард-форк происходит, когда возникают разногласия по поводу консенсусных правил блокчейна, что приводит к разделению блокчейна на две отдельные ветви.
Этот термин также используется для описания обновления протокола, не имеющего обратной совместимости. Примером известного хард-форка является Bitcoin Cash.
Сложность блокчейна и необходимость популяризации
Концепция и технология, лежащие в основе блокчейна, сложны. Для лучшего понимания они требуют серьезных усилий по популяризации. Чтобы справиться с этой проблемой, появились такие решения, как Cryptoas Research, призванные развеять мифы об этих концепциях.
Заключение по блокчейну
Однако он сталкивается с такими проблемами, как способность обрабатывать множество транзакций за короткое время . Несмотря на эти препятствия, разнообразие приложений, разрабатываемых с использованием блокчейна, демонстрирует его революционный потенциал в различных секторах.
Все значимые новости криптовалют в нашет телеграмм-канале.