Что такое технология блокчейн и в чем её суть?

Содержание статьи:

1. Технология блокчейн: что это простыми словами, её суть
   
2. Технические тонкости функционирования сети блокчейн
   
3. Возможные сферы применения blockchain
   
4. Достоинства и недостатки сети blockchain
   

Блокчейн — непрерывная цепочка блоков, выстроенная в определённой последовательности и по определённым правилам. О данной технологии хотя бы краем уха слышал уже практически каждый человек, но, к сожалению, далеко не все стремятся понять его суть. Ни растущая популярность криптовалют, работающих на основе данной технологии, ни частое упоминание в СМИ, ни прошлогодние успехи цифровых монет, ни интерес со стороны государства не смогли привлечь внимание подавляющего большинства населения России. Для тысяч жителей РФ блокчейн по-прежнему остается чем-то таинственным и непонятным. Мы попробуем это исправить.

Давайте рассмотрим все важнейшие вопросы, связанные с системой блокчейн: что это такое простыми словами, как функционирует, в каких областях может применяться, каковы сильные и слабые стороны сети.

Технология блокчейн: что это простыми словами, её суть

В принципе, общий ответ на вопрос, что такое blockchain, содержится уже в названии технологии. Частица block с английского так и переводится (блок); английское слово chain означает «цепочка». Отсюда можно сделать вывод, что рассматриваемая нами технология является цепочкой блоков, имеющих строго соблюдаемую последовательность.

В блоках присутствуют электронные данные о транзакциях и прочих сделках, совершённых внутри сети. Эти сведения записываются в криптографической форме. Блоки последовательно выстраиваются и формируют цепочку связанных элементов. Новый элемент сети формируется только после считывания информации о предыдущих компонентах.

Сведения, хранящиеся в блокчейне, систематически дополняются. Из криптографической базы данных нельзя ничего удалить или что-то подменить в ней. Также система blockchain безгранична, то есть теоретически в неё можно бесконечно вписывать информацию о новых переводах.

По принципу своей работы описываемая технология очень похожа на торрент. Как известно, торренты функционируют по принципу peer to peer, при котором каждый участник сети имеет равные права. Когда человек загружает фильм или игру с трекера, он обращается не к централизованному хранилищу, а к компьютеру другого пользователя. То есть, конкретный файл скачивается с одного ПК на другой. Если в сети не будет активных участников (сидов), загрузка желаемого фильма или игры не произойдет. В блокчейне все примерно так же. Каждая операция осуществляется напрямую между задействованными субъектами. Проведение транзакций между разными пользователями возможно потому, что все они подключены к одной системе — блокчейну.

Выше мы указали, что рассматриваемая технология представляет собой цепочку блоков. Так вот, эти цепочки разделены на две категории:

1. Публичная — общедоступная база данных. На таком типе блокчейна, к примеру, осуществляются переводы Биткоинов. Любой участник может проводить запись либо считывание информации.
   
   
2. Приватная цепочка имеет ограничения по чтению и записи информации. В таком блокчейне есть определённая группа лиц, которая занимается обработкой переводов.
   

Опираясь на изложенную выше информацию, можно выделить следующие ключевые характеристики блокчейна:

1. Децентрализация — отсутствие одного главного сервера. Все участники являются равноправными элементами сети, поддерживающими её работу.
   
   
2. Прозрачность — сведения о денежных переводах и других сделках хранятся в открытом доступе, но при этом их нельзя изменить или удалить.
   
   
3. Неограниченность (в теории) — считается, что новые записи в blockchain можно вносить бесконечно.
   

Дабы ещё лучше объяснить вам суть технологии блокчейн и что это такое в принципе, мы распишем пример транзакции и алгоритм действий. В целом, вся операция состоит из 6 этапов:

1. Человек А переводит деньги человеку B с кошелька на кошелек.
   
   
2. Новый перевод (вместе с другими заявками) попадает в сеть. Начинается сбор транзакций в блоки, каждый из которых имеет номер и хэш предыдущего элемента сети.
   
   
3. Делается рассылка блоков участникам сети, которые начинают заниматься их проверкой.
   
   
4. При отсутствии ошибок новый элемент попадает в базу данных каждого участника.
   
   
5. Новый блок попадает в блокчейн.
   
   
6. Перевод денег от человека A к человеку B завершён.
   

Как видно, изначально операция касается двух людей, но в её осуществлении задействованы все участники сети, имеющие равные права. В этом плане платежные системы на основе блокчейна кардинально отличаются от банковских переводов, при которых в роли 3-й стороны выступает централизованное финансовое учреждение.

Итак, мы рассмотрели общие положения, касающиеся данной технологии. Но чтобы на 100 % понять систему blockchain (что это и за счёт чего работает), необходимо изучить гораздо больше аспектов. Этим мы и займёмся далее.

Технические тонкости функционирования сети блокчейн

Рассматриваемая система появилась ещё в 2009 году вместе с криптовалютой Биткоин. Её создателем стал таинственный Сатоши Накамото, о котором до сих пор известно крайне мало (пока даже неясно, один это человек или целая группа людей). Именно Накамото заложил фундамент, на котором выстроились ключевые принципы функционирования блокчейна. Изначально данная технология была рассчитана только для Биткоина, но потом появлялись новые платежные системы с одноименными криптовалютами (Litecoin, Dash, ZCash). Каждая система вносила что-то новое, но все они опирались на принципы, созданные в 2009-м. Что же это за принципы?

Прежде всего, это структура. Как было сказано выше, данная сеть представляет собой цепочку, состоящую из блоков (их ещё можно назвать звеньями). Все звенья взаимосвязаны и содержат некоторый массив криптографической информации. Новый массив данных может быть сформирован лишь после закрытия старого элемента. Закрытие блока происходит после подбора уникального ключа (в случае с Биткоином это 64-значное число).

Подбор ключа осуществляется путём майнинга, во время которого используются вычислительные мощности определённого оборудования (процессора, видеокарты или асика). Главная цель данной операции — найти криптографическую подпись к блоку в виде хэша. После подбора ключа блок закрывается, а майнер получает оплату в виде криптомонет. В разных системах установлена своя награда за блок (12,5 BTC, 25 LTC, 12,5 ZEC, 3,35 DASH). Поскольку в расшифровке принимает участие большое количество людей, награда распределяется между ними, а размер выплаты зависит от вклада конкретного участника в поиск ключа.

Функционирование сети blockchain обеспечивают не только майнеры, но и ноды (их ещё называют узлами). Особую роль играют полные ноды — майнеры или обычные пользователи, владеющие «толстыми» кошельками (к примеру, Bitcoin Core). «Толстые» бумажники скачивают на ПК (или на другое хранилище) все блоки транзакций. Владельцы полновесных хранилищ должны выделять на накопителе солидный объём памяти (в случае с тем же Биткоином для блокчейна необходимо освобождать 210.09 Гб по состоянию на 15.08.2018). Более того, количество блоков постоянно увеличивается, а значит — надо не просто выделять указанное количество памяти, но и оставлять внушительный запас. Быть полным нодом не так просто, но эти пользователи имеют колоссальное значение для сети — чем их больше, тем быстрее обрабатывается информация о денежных переводах.

Не менее важным принципом блокчейна является анонимность. Выше мы упоминали о том, что данная сеть прозрачна. Любой человек может просмотреть историю транзакций, направление конкретных переводов и даже сумму сделок. Однако личность отправителя и получателя не раскрывается, что дает людям полную свободу в совершении сделок.

Доступ к блокчейну осуществляется с помощью специальных ключей, содержащих уникальные криптографические записи. Такой ключ есть у каждого отдельного пользователя. Поскольку любой криптографический идентификатор уникален, взломать сеть практически нереально (для этого хакеры должны иметь доступ ко всем компьютерам системы). Благодаря такому принципу, блокчейн имеет крайне высокую степень надежности.

Отдельно стоит сказать о механизмах, гарантирующих дееспособность сети. Это 2 типа алгоритма:

1. Доказательство выполненной работы (Proof of Work или PoW).
   
2. Доказательство доли (Proof of Stake либо PoS).
   

Алгоритм Proof of Work используется в сети Биткоин. Он чем-то напоминает офисную отчетность, когда каждый сотрудник в письменной форме докладывает начальству о проделанной работе, чтобы получить зарплату. В случае с блокчейном PoW проверяет вычисления, которые генерируются при формировании блока. Принцип тут довольно интересный. Массив данных считается закрытым, если значение его хэша меньше искомой майнерами подписи. Иными словами, конкретный криптографический шифр подтверждает подлинность блока. Проверкой подлинности элемента сети занимаются ноды.

По состоянию на 15.08.2018 среднее время создания нового «звена» в блокчейне Биткоин составляет 9 минут 4 секунды. За указанный временной отрезок майнеры ищут подпись, а проверка осуществляется мгновенно. Алгоритм Proof of Work имеет один значительный изъян: ему требуются солидные вычислительные мощности. Поэтому при транзакции монет BTC взимается комиссионный сбор, являющийся платой за использование данных мощностей.

На этом фоне более привлекательно выглядит алгоритм Proof of Stake. Его активно продвигает Виталик Бутерин — создатель криптомонет Эфириум. Суть PoS заключается в том, что здесь передовую роль играет не вычислительная мощность, а баланс криптовалютного бумажника. То есть, переводы будут осуществляться не с помощью техники, а благодаря активным криптомонетам в хранилищах. При идеальных раскладах все держатели криптовалют на платформе с алгоритмом Proof of Stake будут играть роль инвесторов. Это значит, что майнинг отойдёт на второй план. В то же время, PoS не лишен изъянов, одним из которых является возможность проведения дублирующих транзакций.

Золотой серединой для нормальной работы блокчейна является комбинирование PoS и PoW. На современном этапе такой алгоритм используется лишь в нескольких системах:

• Blackcoin;
  
• Espers;
  
• KATZcoin.
  

Пока что техника комбинирования PoS и PoW не доработана. Но вполне возможно, что гибридный механизм в скором времени начнет использоваться и в более популярных криптовалютных сетях.

Возможные сферы применения blockchain

Если говорить о том, для чего нужен блокчейн, то здесь можно выделить уйму потенциальных областей применения. В первую очередь на данной технологии можно создать практически идеальную платежную систему, позволяющую обходиться без сторонних участников (банков и других централизованных учреждений). Уже сейчас блокчейн способен выполнять задачи, свойственные для рынка финансовых услуг:

• регистрация сделок;
  
• установка подлинности личности;
  
• заключение контрактов.
  

Последняя задача вызывает особый интерес, ведь её можно автоматизировать. Дело в том, что блоки могут хранить не только информацию о транзакциях, но и другие цифровые сведения, включая компьютерный код. Этот код можно запрограммировать на автоматическое заключение контракта при выполнении заданных условий. Например, стороны сделки могут вводить свои ключи, таким образом давая согласие на заключение контракта, после чего система сразу зарегистрирует его. Такой механизм взаимодействия сторон называется смарт-контрактом и самое интересное то, что его возможности практически безграничны. Аналогичным способом можно запрограммировать:

• покупку акций определенной компании, когда цены достигнут установленного показателя;
  
  
• оплату электроэнергии, когда объём потреблённого электричества достигнет заданного значения;
  
  
• контроль над использованием интеллектуальной собственности (можно ограничить время просмотра информации, её копирование, возможность делиться в социальных сетях).
  

В ближайшем будущем возможно применение блокчейна на высшем уровне. С каждым годом эта технология привлекает все больше внимания как со стороны крупных компаний, так и целых государств. Судите сами:

1. Использовать данную сеть намереваются платёжные системы VISA, Mastercard, SWIFT.
   
   
2. К ней проявляют интерес российский Сбербанк и ВТБ.
   
   
3. В Украине, Объединенных Арабских Эмиратах и Швеции обсуждается возможность ведения земельного реестра на основе блокчейна.
   
   
4. В Индии планируют бороться с земельным мошенничеством с помощью рассматриваемой технологии.
   

Более того, уже сейчас сеть блокчейн применяется при идентификации беженцев в Финляндии. В Эстонии запущена блокчейн-система электронного гражданства. Также, система проверки личности на основе рассматриваемой технологии тестируется в Бразилии, а с июня 2017 года похожее нововведение активно применяют в ирландской консалтинговой компании Accenture и в американской корпорации Microsoft.

Достоинства и недостатки сети blockchain

Итак, мы разобрались почти со всеми вопросами, касающимися технологии блокчейн; поняли, что это и для чего нужно. Осталось лишь выделить сильные и слабые стороны данной системы:

Плюсы	Минусы
Децентрализация — у сети отсутствует один главный сервер. Все её участники равны. Они могут обмениваться информацией и денежными средствами напрямую без привлечения централизованных систем.	Технологию можно использовать для отмывания денег и ведения теневого бизнеса.
Высокая степень надежности, оберегающая сеть от хакерских атак.	Нельзя проводить откат операции при случайном денежном переводе.
Прозрачность — сведения обо всех транзакциях имеются в открытом доступе.	Низкие шансы на то, что система сможет нормально работать за пределами экосистемы криптовалют. Например, если сеть начнет сохранять хотя бы часть данных о переводах системы VISA, вес блокчейна будет достигать сотен терабайт.
На основе блокчейна можно создавать новые пиринговые платежные системы, устраняя изъяны старых версий.
Универсальность — рассматриваемую технологию можно применять практически во всех сферах жизни: финансовый сектор, юридические услуги, медицина.

Мы рассмотрели суть технологии блокчейн, объяснили, что это такое простыми словами и в каких областях данную систему можно задействовать. Даже несмотря на наличие некоторых минусов, blockchain можно назвать одним из наиболее прорывных творений 21 века. Эта технология способна навсегда изменить не только финансовый рынок, но и сферы других услуг. Однако здесь многое будет зависеть как от заинтересованности простых людей, так и от инициативности политических деятелей.

Видео про блокчейн: