Что такое технология блокчейн и как она работает?

Если вы хотя бы немного знакомы с криптовалютой, то наверняка вам приходилось слышать слово «блокчейн». Может быть, кто-то встретился с этим термином впервые, а кто-то уже давно работает с нашумевшей технологией. Мы предлагаем вам более подробно разобраться в этой теме, взглянуть на нее с разных сторон и наконец понять что из себя представляет блокчейн.

Что такое технология блокчейн?

Основные идеи технологии блокчейна были впервые раскрыты еще несколько десятков лет назад. Так, в 80-90 годы прошлого века исследователи пришли к выводу, что «цепочка блоков» может использоваться для хранения и обмена временными метками документов с защитой от несанкционированного доступа.

Спустя двадцать лет данная концепция была реализована на практике в виде Биткоина. Его создатель, Сатоши Накамото, взял за основу именно эту идею, за исключением одного момента. Цепочка данных записывает не метки времени, а денежные операции. Благодаря этому прорыву любой человек мог делиться записями о транзакциях, не прибегая к помощи третьих лиц, при этом не переживая за риск фальсификации или подделки. Проще говоря, блокчейн — это цифровая запись транзакций, распределенная по сети. Она лежит в основе криптовалют Биткоин и Эфириум.

В чем преимущества блокчейна?

Наверняка у вас возник вопрос, чем данная технология отличается от традиционных методов хранения данных. Давайте узнаем. Во-первых, главная цель блокчейна — децентрализация. Новые изменения могут быть добавлены лишь в том случае, если большая часть сети согласится с ними. По сути, никто не может изменить этот процесс. Во-вторых, любые обновления к блочейну находятся в широком доступе для аудитории и аудита. В-третьих, общедоступность предоставляет равные права и возможность участия для любого человека. Ну и наконец, не существует единой точки отказа. Именно обмен данных между разными людьми позволяет сохранить запись, даже в случае отключения целых континентов.

Как работают блокчейны?

Следует немного углубиться в сам процесс механизма работы технологии. Давайте представим список отдельных записей в виде пакетов транзакций. Каждый такой пакет, называется блоком и содержит информацию о времени. Если блоки выстроить один за другим, в соответствии с временным промежутком, то они расположатся в хронологическом порядке. Как результат, получается очень длинная цепочка, которая начинается с блока генезиса (или первого блока).

Теперь, мы уже можем сказать о блокчейне, как о целом списке блоков транзакций, упорядоченных по дате и времени. Но это еще не все.

Что, если все же найдется человек, который предложит другой отчет об операциях, также содержащий временные метки? Здесь главную роль играют криптографические хэши.

Криптографические хэш-функции

Каждый блок цепочки имеет уникальный идентифицированный хэш. Хэш — это всего лишь некий результат математической функции. Если быть немного точнее, то это результат алгоритма SHA256. Работа функции заключается в приеме входных данных и выводе их в уникальном значении. Для примера, если взять фразу «Hello, world», его хэшем будет:

c0535e4be2b79ffd93291305436bf889314e4a3faec05ecffcbb7df31ad9e51a

Даже при малейшем изменении ввода, хэш координально изменится. Замена содержимого блока отразится на выходном хэше и обнаружить подделку будет достаточно легко.

Кроме того, каждый блок имеет ссылку на хэш предыдущего блока. Если злоумышленник пожелает изменить прошлый блок, ему придется перезаписать не только доказательство работы одного блока, но и всех блоков до него.

Стимулирование честности

Всех, кто желает участвовать в процессе вычисления хэша ждет вознаграждение. Если речь идет о Биткоине, то сумма составляет 6,25 BTC, это сотни тысяч долларов на сегодняшний день. Однако, все не так просто. Вознаграждение за каждый блок получает лишь один человек, остальные начинают проверку заново. Честные участники хоть и находятся друг с другом в конкурентной борьбе, это не мешает им быть единым целым и выполнять очень важную задачу. У злоумышленников попросту нет шансов обойти систему, как минимум, для этого требуется огромная скорость хэширования всей сети.

Механизмы консенсуса блокчейна

Несмотря на всю продуманность работы технологии, недостатки все же есть. Один из них — масштабируемость. Алгоритм доказательства работы генерирует блок через определенный промежуток времени: для Биткойна — 10 минут; Эфирума — 12 минут; Лайткойна — 2,5 минуты.

Несмотря на то, что теперь созданы целые центры обработки данных и честные участники заинтересованы в увеличении своего дохода, пропускная способность сети не увеличивается. Это действительно не простая ситуация, учитывая, что в рамках глобальной платежеспособности система должна проводить тысячи денежных операций. Проблема масштабируемости толкает на поиск новых альтернативных вариантов, но пока как таковой замены не нашлось.

Лучшим из предложенных вариантов является – доказательство доли. Владельцы токена криптовалюты могут заблокировать определенное количество своих активов, чтобы получить право голоса. При необходимости добавления нового блока, выбираются кошельки с активными ставками. Высокая сумма ставки дает большее право на шанс быть выбранным. Однако, и этот вариант подвергается критике, ведь преимущественное положение именно у тех, кто имеет накопленные богатства. Это и наносит удар по децентрализации криптовалюты.

Частные или разрешенные блокчейны

Блокчейны можно рассматривать не только в контексте криптовалют. Многие компании стремятся реализовать данную технологию для быстрых транзакций и уменьшения человеческого контроля. Ведь они могут легко хранить не только финансовые, но и любые другие данные. Частные реализации разрешены, но они, как правило, доступны не всем, а их записи не подлежат аудиту.

Есть ли смысл в частных блокчейнах?

До сих пор нет единого мнения о полезности и эффективности частных блокчейнов. Все дело в том, что их реализации значительно отличаются в разных компаниях. Само существование блокчейна не решает проблем, связанных с фальсификацией и возможностью отслеживания. Именно частные компании исключают публичную прозрачность и доверяют лишь методам обеспечения безопасности третьей стороны. Это полная противоположность блокчейнам криптовалют. Но не стоит делать вывод, что частные блокчейны совсем безнадежны. Они все также позволяют делать записи данных с временной отметкой, а также снижают риск потери данных.

Приложения блокчейна за пределами криптовалюты

За последнее время появилось множество альтернатив использования данной технологии. Их можно встретить в децентрализованных финансах, управлении правами собственности, цифровой идентификации и управлении цепочками поставок. На данный момент такие альтернативные варианты применяются лишь на начальном уровне и не сильно развиты. Но если смотреть на будущее, блокчейн уже зарекомендовал себя как надежный способ хранения данных.