Что такое блокчейн и как он работает
Блокчейн — это особая база данных, которую также называют децентрализованным цифровым реестром. Он поддерживается множеством компьютеров по всему миру. Данные блокчейна хранятся в блоках в хронологическом порядке и защищены с помощью криптографии.
Первая модель блокчейна была создана в начале 1990-х годов, когда специалист по информатике Стюарт Хабер и физик У. Скотт Сторнетта решили использовать криптографию в цепочке блоков для защиты цифровых документов от фальсификации.
Хабер и Сторнетта вдохновили многих программистов и любителей криптографии, что в конечном итоге привело к созданию Биткоина — первой криптовалюты на основе технологии блокчейна. С тех пор блокчейн стал набирать популярность, и сейчас число пользователей криптовалют неуклонно растет по всему миру.
Технология блокчейна обычно используется для записи криптовалютных транзакций, но она также подходит для записи других видов цифровых данных и может выполнять множество задач.
Что такое децентрализация в блокчейне
Децентрализация в блокчейне означает, что контроль и полномочия по принятию решений в сети распределены между ее пользователями, а не принадлежат одному субъекту, такому как правительство или корпорация. Децентрализация может быть полезна в ситуациях, когда пользователям необходимо координировать свои действия с незнакомыми людьми или когда они хотят обеспечить безопасность и целостность своих данных.
В децентрализованной сети блокчейна нет центрального органа или посредника, контролирующего поток данных или транзакций. Вместо этого транзакции проверяются и записываются распределенной сетью компьютеров, которые вместе поддерживают целостность сети.
При этом блокчейн — это не только база данных. Он также обеспечивает работу различных сервисов, таких как криптовалюты и невзаимозаменяемые токены (NFT) . С его помощью пользователи могут сотрудничать и совершать сделки друг с другом без участия центрального органа власти.
Как работает блокчейн
Блокчейн — это цифровой реестр, который надежно записывает транзакции между двумя сторонами и защищает эти записи от несанкционированного доступа. Данные о транзакциях записываются распределенной сетью специальных компьютеров со всего мира, называемых нодами.
Когда пользователь инициирует транзакцию, например отправляет определенную сумму криптовалюты другому пользователю, эта транзакция транслируется в сеть. После этого каждая нода проверяет подлинность транзакции, изучая цифровые подписи и другие данные транзакции.
Если транзакцию одобрили, она добавляется в блок вместе с другими проверенными транзакциями. Блоки соединяются в цепочку с помощью криптографических методов и образуют блокчейн. Для проверки транзакций и добавления их в блокчейн используется механизм консенсуса. Механизм консенсуса — это набор правил, с помощью которого ноды координируют свои действия и приходят к соглашению о состоянии блокчейна и одобрении транзакций.
Чтобы запись транзакций была надежной, прозрачной и устойчивой к взлому, блокчейн использует криптографию. Одним из важнейших криптографических методов является хеширование — процесс, который преобразует входные данные любого размера в строку символов фиксированной длины.
Хеш-функции в блокчейне обычно устойчивы к коллизиям. Это означает, что вероятность найти две части данных, которые произведут один и тот же результат, невероятно мала. При этом любое изменение входных данных полностью изменит результат 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.
Входные данные
Выход данных, пропущенных через SHA256
Каждый блок в блокчейне содержит хеш предыдущего блока, поэтому создается надежная цепочка блоков. Если кто-то захочет изменить один блок, ему придется изменить все последующие блоки, а это не только сложно, но и невероятно дорого.
Еще один криптографический метод, который часто используют в блокчейне, — это криптография с открытым ключом, или асимметричная криптография. Она помогает устанавливать безопасные и проверяемые транзакции между пользователями.
Работает это так. У каждого пользователя есть уникальная пара ключей: приватный ключ, который необходимо держать в тайне, и публичный ключ, который находится в открытом доступе. Когда пользователь инициирует транзакцию, он подписывает ее с помощью своего приватного ключа, создавая цифровую подпись.
Затем другие пользователи сети могут проверить подлинность транзакции, применив публичный ключ отправителя к цифровой подписи. Такой подход обеспечивает безопасность транзакций, поскольку инициировать транзакцию может только настоящий владелец приватного ключа, но проверить подписи с помощью публичного ключа может кто угодно.
Соответственно, еще одной особенностью блокчейна является прозрачность. Любой желающий может проверить на публичных сайтах данные блокчейна, включая всю информацию о транзакциях и блоках. Например, на сайтах обозревателей блокчейна можно увидеть каждую транзакцию, когда-либо записанную в сети Биткоина, включая идентификаторы отправителя и получателя, сумму перевода и список владельцев любого биткоина. Можно также проследить блоки от последнего (по состоянию на 18:52:21 GMT 29 мая 2023 года существует 788 995 блоков) до самого первого, известного как генезис-блок.
Что такое механизм консенсуса
Алгоритм консенсуса — это механизм, с помощью которого пользователи и программы могут координировать свои действия в распределенной сети. Он обеспечивает достижение согласия между всеми участниками сети о текущем состоянии данных, даже если некоторые ноды выходят из строя. Такой алгоритм гарантирует, что все ноды сети имеют одну и ту же копию реестра, содержащую запись всех транзакций. Механизмы консенсуса — неотъемлемая часть блокчейнов, ведь у них нет центрального органа, который бы проверял транзакции и поддерживал целостность сети.
Когда десятки тысяч нод хранят копию данных блокчейна, могут быстро возникнуть проблемы, например, из-за несогласованных данных и вредоносных нод. Поэтому для обеспечения целостности блокчейна существуют различные механизмы консенсуса, которые определяют, как ноды сети достигают соглашения. Рассмотрим основные из них.
Типы механизмов консенсуса
Что это такое
Proof of Work (PoW) — это механизм консенсуса, используемый 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 вычислительных мощностей и, следовательно, энергии.
Что такое Proof of Stake
Proof of Stake (PoS) — это механизм консенсуса, разработанный для устранения некоторых недостатков Proof of Work (PoW). 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.
Для участия в процессе консенсуса валидаторы добавляют в стейкинг определенное количество криптовалюты, то есть удерживают ее в качестве залога. 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.
Другие популярные механизмы консенсуса
Proof of Work и Proof of Stake являются наиболее распространенными алгоритмами консенсуса , но они не единственные в своем 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 надежности и могут быть удалены из сети за вредоносные действия.
Преимущества блокчейна
1. Децентрализация
Благодаря децентрализации в блокчейне нет единой точки контроля или отказа, поэтому децентрализация может повысить безопасность и устойчивость к атакам или утечке данных.
2. Прозрачность
Транзакции на блокчейне видны всем желающим, поэтому отслеживать и проверять транзакции довольно легко.
3. Неизменность
После добавления транзакции в блокчейн ее нельзя изменить или удалить. Но посмотреть ее может любой желающий, потому что на блокчейне ведется постоянная запись всех одобренных транзакций. Этим он значительно отличается от традиционных систем, в которых транзакции можно отменить.
4. Эффективность
Транзакции в блокчейне могут быть более быстрыми и эффективными, поскольку блокчейну не нужны посредники, такие как банки.
5. Более низкие комиссии
Блокчейн может снизить стоимость транзакций и повысить эффективность некоторых бизнес-операций, устраняя посредников и автоматизируя процессы.
6. Не требует доверия
Технология блокчейна позволяет совершать прозрачные транзакции, которые проверяются и подтверждаются самими участниками сети без навязанных посредников.
Типы сетей блокчейна
Публичный блокчейн
Публичный блокчейн — это открытая децентрализованная сеть, доступная всем желающим. Обычно такие сети используют открытый исходный код, действуют прозрачно и не требуют доверия, то есть получить к ним доступ и использовать их может кто угодно. Примерами публичных блокчейнов являются Биткоин и Ethereum.
Приватный блокчейн
Приватный блокчейн, как следует из названия, — это закрытая сеть блокчейна. Обычно она находится под контролем одной организации и используется для ее целей и способов применения.
Приватные блокчейны контролируют доступ и устанавливают правила, которые определяют, кто может видеть и записывать транзакции в блокчейне. Они не являются децентрализованными, поскольку в них действует четкая иерархия управления. Однако они могут быть распределенными и поручать многим нодам хранить копию блокчейна на своих компьютерах.
Блокчейн-консорциум
Блокчейн-консорциум — это гибрид публичного и приватного блокчейнов. В блокчейн-консорциуме несколько организаций объединяются для создания общей сети блокчейна, которая управляется и контролируется совместно. В зависимости от потребностей участников такие сети могут быть как открытыми, так и закрытыми.
В отличие от открытой системы, где проверять блоки может любой пользователь, или закрытой системы, где создателей блоков выбирает одна организация, в блокчейн-консорциуме валидаторами выступают несколько одинаково влиятельных сторон.
Следовательно, правила системы гибкие: просматривать блокчейн могут либо все пользователи, либо только валидаторы. Если валидаторы могут достичь консенсуса между собой, вносить изменения довольно просто. И пока определенная часть участников сети действует честно, у системы блокчейна не возникнет проблем.
Для чего используется блокчейн?
Хотя технология блокчейна еще находятся на ранней стадии развития, ее уже применяют во многих отраслях. Обычно она используется в следующих сферах:
1. Криптовалюты
Технология блокчейна поддерживает создание криптовалют и запись их транзакций в безопасном и децентрализованном реестре.
2. 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.
3. Голосование
Технология блокчейна позволяет проводить безопасные и прозрачные голосования, которые исключают возможность мошенничества. Ведь блокчейн предоставляет децентрализованный и защищенный от взлома реестр всех голосов.
4. Управление цепочками поставок
Технологию блокчейна можно использовать для создания реестра всех транзакций в цепочке поставок. В таком случае каждая транзакция будет записана в виде блока на блокчейне, который обеспечит неизменность и прозрачность всех записей о процессах цепочки поставок.
5. Смарт-контракты
Смарт-контракты — это самоисполняющиеся программы, которые могут автоматически выполнять заданные действия при определенных условиях. Технология блокчейна позволяет создавать и исполнять смарт-контракты безопасным и децентрализованным способом. Они могут применяться в разных сферах, наиболее перспективные из которых — децентрализованные приложения (DApp) и организации (DAO).
В заключение
Технология блокчейна предлагает безопасный и прозрачный способ записи транзакций и хранения данных. Она способна произвести революцию во многих сферах за счет нового уровня доверия и безопасности в цифровом мире.
Блокчейн открывает целый мир возможностей: позволяет совершать одноранговые транзакции, создавать новые формы цифровых активов и развивать децентрализованные приложения. Поскольку эта технология продолжает развиваться и набирать популярность, скорее всего, в ближайшие годы у нее появятся новые инновационные сценарии использования.
Рекомендуемая литература
- Что такое криптовалюта
- Что такое стейблкоины?
- Что такое NFT
Предупреждение о рисках и отказ от ответственности: следующие материалы предоставляются на условиях «как есть» без каких-либо гарантий исключительно для общих справочных и образовательных целей. Эта информация не должна рассматриваться как финансовая, юридическая консультация или рекомендация по приобретению какого-либо конкретного продукта или услуги. Вам следует самостоятельно обратиться за советом к соответствующим профессиональным консультантам. Поскольку статья написана сторонним автором, обратите внимание, что высказанные мнения принадлежат стороннему автору и необязательно отражают точку зрения Binance Academy. Для получения более подробной информации перейдите по ссылке . Стоимость цифровых активов может быть волатильной. Стоимость инвестированных средств может увеличиваться и уменьшаться. Вы можете не вернуть инвестированные средства. Вы несете полную ответственность за свои инвестиционные решения. Binance Academy не несет ответственность за ваши возможные убытки. Данная информация не является финансовой, юридической или профессиональной рекомендацией. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с нашими Условиями использования и Предупреждением о рисках .
History of Blockchain
The underlying technology behind cryptocurrencies is the blockchain. It allows every client in the network to reach consensus without ever having to trust each other.
The early days
The idea behind blockchain technology was described as early as 1991 when research scientists Stuart Haber and W. Scott Stornetta introduced a computationally practical solution for time-stamping digital documents so that they could not be backdated or tampered with.
The system used a cryptographically secured chain of blocks to store the time-stamped documents and in 1992 Merkle trees were incorporated to the design, making it more efficient by allowing several documents to be collected into one block. However, this technology went unused and the patent lapsed in 2004, four years before the inception of Bitcoin.
Reusable Proof Of Work
In 2004, computer scientist and cryptographic activist Hal Finney (Harold Thomas Finney II) introduced a system called RPoW, Reusable Proof Of Work. The system worked by receiving a non-exchangeable or a non-fungible Hashcash based proof of work token and in return created an RSA-signed token that could then be transferred from person to person.
RPoW solved the double spending problem by keeping the ownership of tokens registered on a trusted server that was designed to allow users throughout the world to verify its correctness and integrity in real time.
RPoW can be considered as an early prototype and a significant early step in the history of cryptocurrencies.
Bitcoin network
In late 2008 a white paper introducing a decentralized peer-to-peer electronic cash system — called Bitcoin — was posted to a cryptography mailing list by a person or group using the pseudonym Satoshi Nakamoto.
Based on the Hashcash proof of work algorithm, but rather than using a hardware trusted computing function like the RPoW, the double spending protection in Bitcoin was provided by a decentralized peer-to-peer protocol for tracking and verifying the transactions. In short, Bitcoins are “mined” for a reward using the proof-of-work mechanism by individual miners and then verified by the decentralized nodes in the network.
On the 3rd of January 2009, Bitcoin came to existence when the first bitcoin block was mined by Satoshi Nakamoto, which had a reward of 50 bitcoins. The first recipient of Bitcoin was Hal Finney, he received 10 bitcoins from Satoshi Nakamoto in the world’s first bitcoin transaction on 12 January 2009.
Ethereum
In 2013, Vitalik Buterin, a programmer and a co-founder of the Bitcoin Magazine stated that Bitcoin needed a scripting language for building decentralized applications. Failing to gain agreement in the community, Vitalik started the development of a new blockchain-based distributed computing platform, Ethereum, that featured a scripting functionality, called smart contracts.
Smart contracts are programs or scripts that are deployed and executed on the Ethereum blockchain, they can be used for example to make a transaction if certain conditions are met. Smart contracts are written in specific programming languages and compiled into bytecode, which a decentralized Turing-complete virtual machine, called the Ethereum virtual machine (EVM) can then read and execute.
Developers are also able to create and publish applications that run inside Ethereum blockchain. These applications are usually referred to as DApps (decentralized applications) and there are already hundreds of DApps running in the Ethereum blockchain, including social media platforms, gambling applications, and financial exchanges.
The cryptocurrency of Ethereum is called Ether, it can be transferred between accounts and is used to pay the fees for the computational power used when executing smart contracts.
Today blockchain technology is gaining a lot of mainstream attention and is already used in a variety of applications, not limited to cryptocurrencies. For more information about blockchain and other interesting topics, don’t forget to watch our other videos on Binance Academy.
Что такое блокчейн, где применяется и что его ждет в будущем
Рассказываем простыми словами, кто придумал блокчейн, в каких сферах применяется эта технология и есть ли у нее перспективы.
Блокчейн (от англ. blockchain — «цепочка блоков») — технология шифрования и хранения данных (реестра), которые распределены по множеству компьютеров, объединенных в общую сеть. Блокчейн — это цифровая база данных информации, которая отражает все совершенные транзакции. Все записи в блокчейне представлены в виде блоков, которые связаны между собой специальными ключами. При этом каждый новый блок содержит данные о предыдущем. Блокчейн применяется для хранения и передачи цифровых данных. Это могут быть как финансовые, так и нефинансовые активы (например, изображения или объекты индустрии видеоигр). Технология блокчейна позволяет присвоить активу уникальную информацию о его принадлежности конкретному лицу. При этом такую информацию невозможно подделать, удалить или незаметно изменить.
Как и когда появился блокчейн
Основные принципы блокчейна (распределенность и объединение данных о подлинности документа в блоки) были разработаны еще в начале 1990-х годов на основе еще более ранних математических концепций. В 1991–1992 годах американские ученые Уэйкфилд Скотт Сторнетта, Стюарт Хабер и Дэйв Байер описали технологию последовательного создания блоков данных, в которых с помощью криптографических алгоритмов и дерева хешей фиксируются сертификат подлинности и информация о дате генерации. Но технической возможности для практической реализации данной идеи тогда еще не было. В 2004 году американский программист Гарольд Томас Финни II разработал систему RPoW, которая считается прототипом криптовалюты. В октябре 2008 года Сатоси Накамото (это псевдоним человека или группы людей) в научной статье, посвященной первой криптовалюте, биткоину, предложил использовать технологию блокчейна для создания децентрализованной и независимой платежной системы с ограниченным предложением активов. Разработка биткоина началась в 2007 году и завершилась в 2009 году. Технология блокчейна стала актуальной тогда, когда появилась необходимость быстрой и надежной передачи цифровых данных.
Как работает блокчейн
02.09.2022 18:00
Виды блокчейна
- по объектам транзакций:
– виртуальная ценность (ценность, аналог которой отсутствует в «реальном мире» — например, bitcoin);
- по типу доступа к сети:
– неограниченный (сети, в которых участникам позволено осуществлять любую деятельность);
– ограниченный (сети, которые ограничивают виды деятельности участников);
- по требованиям к прохождению идентификации:
- по применяемому протоколу достижения консенсуса сети:
– PoW (Proof-of-work) — право удостоверения блока дается участнику на основании выполнения им некоторой достаточно сложной работы, которая удовлетворяет заранее определенным критериям.
– PoS (Proof-of-stake) — право удостоверения блока дается держателю счета, когда количество его средств и срок владения ими соответствуют заданным критериям. Формулы расчета критериев могут незначительно различаться.
– PoS + PoW — гибрид PoW и PoS, когда блоки могут удостоверяться как через вычисляемые критерии PoS, так и PoW-перебором. Цель такого подхода — усложнить пересчет всей цепочки (с самого первого блока), возможный в случае использования PoS в чистом виде.
– PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance), Paxos, RAFT — алгоритмы многоэтапного установления консенсуса сети. Алгоритмы данной группы позволяют блокчейну функционировать с небольшими затратами и имеют значительную пропускную способность, но слабоустойчивы к увеличению количества участников.
– Non-BFT (Non Byzantine Fault Tolerance) — алгоритмы консенсуса, неустойчивые к поведению, при котором часть участников начинают работать против сети. Такие алгоритмы применимы в закрытых сетях с полной идентификацией.
- по наличию центрального администратора:
– существует центральный администратор;
– отсутствует центральный администратор.
Где применяют блокчейн
Блокчейн применяется во всех сферах, где необходима быстрота передачи информации с высокой степенью ее защиты. Технология используется для запуска и работы криптовалют и цифровых валют, при заключении смарт-контрактов на поставку товаров, при генерации невзаимозаменяемых токенов (non-fungible tokens, NFT), в банковской и правовой сферах, при администрировании сетей и в игровой индустрии. Технологии блокчейна находят применение в работе органов государственной власти (например, при проведении и обработке результатов референдумов и голосований), в деятельности публичных и непубличных корпораций, общественных организаций и частных лиц.
Криптовалюта
На основе технологии блокчейн функционирует любая криптовалюта. Технология применяется как при эмиссии (выпуске) новых криптовалют и генерации новых токенов (монет), так и при расчетах уже существующими. Сейчас в мире насчитывается более 300 криптовалютных проектов. Самые популярные помимо биткоина — Ethereum, Ripple, Tether, Litecoin и Dogecoin.
Расчеты в криптовалютах применяют платежные системы PayPal и Square и один из крупнейших международных банков JP Morgan. Криптовалюты, как правило, имеют высокую волатильность. Для инвестиций в криптовалюты существуют специализированные криптовалютные биржи.
Цифровая валюта
Некоторые страны мира запускают пилотные проекты по созданию национальных цифровых валют, работающих на технологии блокчейн. Высоких результатов в этом отношении достиг Китай — цифровой юань стал первой цифровой валютой, принятой в крупной мировой экономике.
Цифровые валюты Центрального банка (Central bank digital currency, CBDC) запустили также Центральный банк Багамских Островов (sand dollar), Восточно-Карибский центробанк (DCash) и ЦБ Нигерии (e-naira). О планах по выпуску своих национальных цифровых валют заявляли правительства (или Центробанки) Нидерландов, Японии, России, Казахстана и Эквадора.
Смарт-контракты
Технология блокчейна позволяет заключать смарт-контракты. Смарт-контракты — полностью цифровые контакты, информация о которых защищена шифрованием. Их ключевым отличием является автоматический контроль и выполнение пунктов договора. При выполнении условий контракт завершается автоматически, без совершения дополнительных действий и участия юристов. Смарт-контракты позволяют отслеживать всю цепочку поставок, что снижает или полностью исключает возможность подделки продукции или незаконных действий с ней.
NFT
NFT — вид токенов, где каждый экземпляр уникален, его нельзя заместить или обменять на другой токен. NFT свидетельствует о праве владения каким-либо активом в блокчейне и позволяет продавать и покупать виртуальные объекты: музыку, фотографии, картины, рисунки. Согласно статистике аналитического портала NFTgo, капитализация NFT-рынка составляет почти $22 млрд.
Игровая индустрия
Еще одной сферой применения блокчейна является игровая индустрия. На основе криптовалютных технологий реализуются GameFi-проекты (от англ. game — «игра» и finance — «финансы»), сочетающие в себе игровую механику и NFT. Это онлайн-игры, которые записывают все происходящее в игре в транзакции на блокчейн и позволяют зарабатывать игрокам реальные деньги. С помощью блокчейна можно приобретать и продавать виртуальных персонажей и артефакты.
DeFi и другое
Технология блокчейна применяется в развивающемся рынке децентрализованных финансов (DeFi). Инвесторы также начинают вкладывать средства в новые виды цифровых активов, такие как аналоги ценных бумаг (security tokens).
Кто такие майнеры
Блоки в сеть блокчейна, например, при выпуске криптовалют, добавляются с помощью процедуры майнинга (от англ. mining — «добыча полезных ископаемых») — сбора и обработки информации о проводимых транзакциях.
В крупных блокчейн-сетях для этого нужны значительные вычислительные мощности, поэтому созданием блоков в них занимаются специальные лица — майнеры.
Что такое блокчейн-кошелек
Блокчейн-кошелек — это специальная программа, которая позволяет учитывать, хранить и совершать иные действия с диджитал-активами, в частности, с криптовалютой. При регистрации кошелька человек получает к нему доступ в виде открытого (публичного) и закрытого (приватного) ключа — криптографического кода. В кошельке хранятся записи о состоянии счета его владельца и вся история транзакций. В то же время криптовалюта не хранится непосредственно в кошельке, он содержит лишь информацию о публичных и приватных ключах, а сами монеты хранятся в блокчейне. Чаще всего блокчейн-кошельки анонимны.
Децентрализация и распределенность
Децентрализация и распределенность являются одновременно преимуществом и недостатком технологии блокчейн. Информация хранится одновременно на всех устройствах сети, единый центр управления данными и их хранения отсутствует. Изменения данных на каждом отдельном устройстве происходят независимо, но фиксируются остальными участниками системы.
Все транзакции проходят практически мгновенно, но на их подтверждение может потребоваться определенное время, которое зависит от алгоритма блокчейн-сети. Все сделки с активами конфиденциальны, указывается лишь номер кошелька, а комиссии минимальны, так как вместо централизованных посредников транзакции регистрируют майнеры.
Минусы децентрализации — необходимость наличия множества участников сети для поддержания ее целостности и устойчивости, а также затратность с точки зрения вычислительной мощности.
Надежна ли технология блокчейна
Технология блокчейна относительно надежна, но не лишена уязвимостей. Несмотря на децентрализацию и распределенность, существует риск хакерских атак. Есть также вероятность сговора пользователей с большими вычислительными мощностями с целью внесения изменений в блокчейн. Кроме того, существует риск утраты активов из-за интернет-мошенничества. А утрата приватного хеш-ключа для доступа к блокчейн-кошельку фактически приводит к утрате активов, то есть прямой потере средств.
Преимущества и недостатки блокчейна
Основные преимущества блокчейна — обусловленные децентрализацией и распределенностью прозрачность технологии и невозможность изменения или уничтожения информации внутри блоков.
К недостаткам блокчейна можно отнести слабо проработанную нормативно-законодательную базу в абсолютном большинстве государств мира. Это приводит к попыткам регуляторов контролировать операции в блокчейне вплоть до запрета оборота криптовалют (так, например, поступили власти Китая). Регуляторы, как правило, объясняют свои действия риском возникновения мошеннических схем при обмене цифровых активов на реальные деньги из-за анонимности сделок. При этом еще одним недостатком блокчейна является необратимость транзакций.
06.10.2022 17:33
Диджитал-активы, особенно криптовалюты, также обладают высокой волатильностью, что может грозить полной потерей средств.
Сооснователь Berezka DAO и Weezi Роман Кауфман отмечает, что технология блоков, последовательно соединенных особой меткой (хеш-функцией), подобно ДНК в организме человека, является очень устойчивой конструкцией, которая позволяет исключить изменение кода задним числом. Преимущества современных блокчейнов, по его словам, в их стабильности, а недостатки — в скорости транзакций.
Основатель TerraCrypto Никита Вассёв считает недостатком блокчейна необходимость высоких затрат на обеспечение подтверждающих транзакции узлов и записывающих в блокчейн майнеров. По его мнению, это наиболее характерно для сети биткоина, которая сейчас является наиболее устойчивой блокчейн-сетью.
Какие перспективы у технологии
Вассёв считает, что у технологии блокчейна есть значительные перспективы. По его мнению, блокчейн дает возможность сформировать новые схемы работы во многих сферах. С помощью блокчейна, по его словам, технически возможно также выполнять сделки по переходу права собственности через смарт-контракт.
Кауфман добавляет, что перспективы развития технологии блокчейна значительны в России. «В России много талантливых инженеров и программистов, которые выступают основателями крупнейших мировых блокчейнов, тот же Виталик Бутерин (основатель Ethereum), основатели NEAR и другие», — поясняет он. При этом эксперт обращает внимание на то, что это инновационное поле, которое еще требует доработки в сфере регулирования.
Блокчейн: вместо заключения
Блокчейн — технология шифрования и хранения данных, распределенных по множеству компьютеров, объединенных в общую сеть. Записи в блокчейне представлены в виде блоков, связанных между собой специальными ключами.
Технология применяется для хранения и передачи цифровых активов и может работать как в публичной сети, так и в частной. Блокчейн может применяться во многих сферах, где необходима быстрота передачи информации с высокой степенью ее защиты. На основе технологии блокчейна функционирует любая криптовалюта. Блокчейн также позволяет заключать смарт-контракты и выпускать NFT.
Блоки в блокчейне, например при выпуске криптовалют, создаются с помощью процедуры майнинга. Созданием блоков в крупных сетях занимаются специальные лица — майнеры.
Для учета, хранения и иных действий с цифровыми активами используется блокчейн-кошелек — специальная программа, которая хранит записи о состоянии счета его владельца и всю историю транзакций.
Особенностями блокчейна являются децентрализация и распределенность: информация хранится одновременно на всех устройствах сети, единый центр управления данными отсутствует. Но для поддержания целостности и устойчивости сети необходимо наличие множества участников. В целом технология блокчейна не лишена уязвимостей, таких как существует риск утраты доступа к активам из-за мошеннических действий. При инвестициях в цифровые активы также нужно помнить об их высокой волатильности.
С помощью сервиса Банки.ру вы можете больше изучить тему инвестиций, почитать актуальную аналитику, выбрать подходящего брокера, а также найти интересующие вас криптовалюты.
Еще по теме:
История технологии блокчейна: с 1991 года до наших дней
Блокчейн сегодня — это различные криптовалюты, NFT-токены, криптообменники и кошельки, а также биржи, на которых торгуются виртуальные активы, и многое другое.
Блокчейн сегодня — это различные криптовалюты, NFT-токены, криптообменники и кошельки, а также биржи, на которых торгуются виртуальные активы, и многое другое.
А с чего все начиналось? Как сформировался рынок криптовалют, и какие возможности сегодня предоставляют проекты на блокчейне? Разберемся во всем по порядку.
С чего началась технология
Бумажные документы с ручной подписью подделать легко, ведь для этого достаточно исходника, шариковой ручки и желания. Электронные документы хранятся централизованно, в одном большом архиве. В реестры информация вносится людьми, а значит ее можно изменить. Юридические нормы не помогают. Выход один — разработать техническое решение.
В 1991 году появилась идея ставить штампы времени на электронные документы, чтобы их не могли оформить задним числом или подделать. После этого документы сортировались по этим же отметкам и собирались в один блок. Так появился первый прототип блокчейна.
Идея принадлежит американским криптографам Стюарту Хаберу и Скотту Сторнетта. В 1991 году они представили свою разработку — криптографически защищенную цепочку блоков. Благодаря ей никто не мог вносить изменения в метки времени хранящихся документов. Через год технология была доработана — включены деревья Меркла, которые позволили собирать большее количество документов в одном блоке.
Еще одна технология, которая внесла свой вклад в появление блокчейна — децентрализованная сеть peer-to-peer. В такой сети, как правило, нет выделенных серверов, а каждый узел выполняет функцию как сервера, так и клиента.
Весомый вклад в развитие внес Hashcash — алгоритм доказательства правильности работы, который разработал Адам Бэк. Работал он так: у каждого пользователя электронной почты к заголовку письма добавлялся текстовый штамп, который указывал, что отправитель потратил какую-то часть своего времени и ресурсов для вычисления этого штампа. Алгоритм значительно усложнял проведение спам и DDoS-атак на почтовые сервера.
А в 2008-м интернет изменился навсегда: человек (или группа людей) под псевдонимом Сатоши Накамото разослал White paper децентрализованной одноранговой системы электронных платежей — Биткоин.
Сатоши Накамото — человек, с которого начался блокчейн. Его настоящее имя неизвестно до сих пор. В августе 2021 года агентство Bloomberg опубликовало информацию, которая подтверждает, что Сатоши — это Хэл Финни.
Источник: Twitter
«Немного поразмыслив над идеей покупки и продажи цифровых денег, я придумал, как ее представить. Мы покупаем и продаем «криптографические торговые карты». Поклонникам криптографии понравятся эти увлекательные примеры криптографического искусства…»
Биткоин — первая криптовалюта на основе блокчейна
Биткоин как первая криптовалюта стал отправной точкой для целой индустрии. Технология начала привлекать не только программистов и опытных инвесторов, но и обычных людей. Децентрализованная система, анонимность и возможность быстро отправлять монеты в любую точку мира сыграли немалую роль в распространении биткоина. В период с 2015 по 2017 года среднее количество транзакций выросло со 100 тыс до 300 тыс в день. Новизна технологии и открытый код привелекали не только фанатов высоких технологий, но и обычных людей. Постепенно это вылилось в проблемы с пропускной способностью, ведь сеть битокоина могла проводить от 4 до 7 транзакций в секунду, в то время как платежная система Visa — 24 000 транзакций в секунду.
Сеть биткоина оказалась не готова к большим нагрузкам, поэтому требовала улучшений, и название им — форки. При этом важно разделить форк исходного кода и форк блокчейна. В первом случае — речь идет про новый проект на блокчейне с измененным кодом к примеру блокчейна. Во втором же — предложение изменений всем текущим членам сети.
Как форки улучшают блокчейн? Биткоин — это программное обеспечение с открытым исходным кодом. Как и любое другое ПО оно требует постоянных обновлений, которые исправляют проблемы и улучшают уровень производительности. В случае с криптовалютами такие обновления называются “форки”.
Два основных вида форка: софт форк и хард форк
Софт форк. В случае с софт форком большинству участников (узлов) необходимо обновиться на новую версию. При этом если часть узлов не примет новые правила, они все равно могут взаимодействовать с другими узлами, которые их приняли.
Пример покажет лучше. В одном из Штатов Америки 100% человек разговаривают на американском английском. Приходит группа людей и говорит: чтобы всем было лучше, нужно общаться на британском английском. Половина людей переходит на британский, половина продолжает общаться на американском. Но при этом все понимают друг друга.
Хард форк серьезнее. При обновлении клиента на новую версию, функционал меняется настолько, что теряется совместимость со старыми версиями. Получается новая сеть в которой обновленные ноды не замечают старые. А дальше уже все зависит от сообщества:
- Если большинство пользователей сети устанавливают себе обновление, то она переходит на новые правила.
- Если нет — появляется новая сеть с новой монетой — альткоин.
Bitcoin XT
Работу над альтернативной версией блокчейна биткоина начали двое разработчиков Bitcoin — Гэвин Андресен и Майк Херн. Главная идея в том, чтобы увеличить максимальный размер блока с 1 МБ до 8 МБ, что сделает выше пропускную способность сети до 24 транзакций в секунду. Проект был закончен к августу 2015 года. Таким образом появился софтфорк Bitcoin XT.
Для того, чтобы запустить форк Bitcoin XT, нужно, чтобы изменения разработчиков поддержало большинство майнеров — 75% сообщества, и с этим были проблемы.
Сначала проект пользовался популярностью, но позже разработчики столкнулись с критикой от сообщества и крупных майнинговых пулов Китая. Сообщество увидело в софтфорке нарушение оригинальных принципов биткоина. В итоге обновления поддержало менее 1%, и проект перестал существовать к 2016 году.
Bitcoin Classic
После неудачного запуска Bitcoin XT Гэвин Андресен не сдался и продолжил работу. Совместно с другим разработчиком Джеффом Гарзиком он начал трудиться над новой версией Bitcoin Core. Изменения были не настолько радикальными: предполагалось постепенно увеличивать размер блока. Первый раз до 2 мб, а через 2 года до 4 мб.
Софтфорк запустился в январе 2016 года под названием Bitcoin Classic. Проект поддержали крупные криптобиржи и майнинговые пулы. Но и этот форк получился неудачным. Bitcoin Classic начал терять популярность, а в ноябре этого же года представитель софт форка на официальном сайте проекта призвал всех пользователей переходить в Bitcoin Cash.
Bitcoin Unlimited
В 2016 три разработчика Эндрю Стоун, Питер Чиппер и Андреа Суисани предложили еще один софт форк — Bitcoin Unlimited. И в этом случае с рынком общались не на языке ультиматумов, а подошли с предложением. Пользователи могли самостоятельно выбрать размер блока путем голосования.
Но и Bitcoin Unlimited потерпел неудачу. В коде нашли ошибки, которые открыли для мошенников возможность DDoS-атаки. Это привело к тому, что порядка 75% узлов сети вышли из строя из-за утечек памяти. На этом историю весомых софтфорков биткоина можно закончить и начать другую — хардфорки.
Bitcoin Cash
Над первым хардфорком работа началась в 2015 году. Блокчейн-разработчик Питер Вулле предложил другой путь: не трогать размер блока, а изменить способ хранения транзакций. Обновление поддержали 95% майнеров.
Но внутри проекта начался раскол. Один из руководителей команды разработчиков, бывший инженер Facebook, поднял вопрос о том, что размер блока надо увеличить до 8 МБ. Для запуска этого обновления также нужно было согласие 95% сообщества, но команда решила не проводить голосование и самовольно сделала незапланированный хардфорк. Большая красная кнопка была нажата. 1 августа 2017 года появился Bitcoin Cash.
Обновление поддержал действующий генеральный директор журнала Bitcoin.com Роджер Вера и большой майнинговый пул ViaBTC.
Техническим преимуществом форка стало увеличение максимального размера блока до 8 МБ, что позволило сети проводить 61 транзакцию в секунду. Кроме этого, биткоин и Bitcoin Cash работали на одном алгоритме SHA-256, а это означает, что майнеры могли добывать ту монету, которая выгодна в данный момент времени. В ноябре 2018 из-за претензий Крейга Райта в Bitcoin Cash состоялся еще один хардфорк, и цепочка разделилась на две: Bitcoin ABC и Bitcoin SV.
Litecoin
Если биткоин называют «цифровым золотом», то Litecoin — «цифровым серебром». Основанный на блокчейне биткоина, в своей сути лайткоин не разрабатывался как замена биткоина — скорее, как дополнение.
История проекта началась с Чарли Ли. Задача стояла простая — улучшить биткоин. Вернее, создать удобную платежную систему, а биткоин оставить как средство сохранения стоимости. Любая платежная система обязана быть быстрой: с этой целью разработчики сократили время формирования блока до 2,5 минут и получили выигрыш по пропускной способности в 4 раза.
Следующим шагом был форк на гитхабе — разработчики скопировали код биткоина и внесли в него изменения, после чего запустили отдельную сеть. Проект появился на свет 12 октября 2011 года.
Главным предназначением Litecoin стала цифровая оплата услуг и товаров в магазинах. Это своеобразный аналог VISA, только относительно анонимный и децентрализованный.
Криптовалюты второго поколения
Первое поколение блокчейна — Bitcoin. Работает он как децентрализованная платежная система с простыми смарт-контрактами — условиями, при выполнении которых совершается транзакция. Проблема в том, что у них крайне ограниченные возможности.
Второе поколение — Ethereum. Оно началось с запуска одноименной сети в 2015 году. Впервые у разработчиков получилось внедрить расширенный функционал смарт-контрактов.
Смарт-контракт — это автономная программа, предназначенная для проверки или исполнения цифрового контракта. В реальной жизни смарт-контракты можно сравнить с нотариусом, который подтверждает факт совершения сделки.
Ethereum
В 2013 году один из основателей журнала Bitcoin Виталик Бутерин предложил скриптовый язык для создания децентрализованных приложений.
Через год, во второй половине 2014, стартовал краудфандинговый сбор на разработку проекта. Общая сумма — 31 591 биткоин, по тем временам эквивалент — $18 439 086. 30 июля 2015 года блокчейн альфа версии Frontier был запущен. Ethereum стал платформой для создания децентрализованных сервисов, которые работают на основе смарт-контрактов.
Условий совершения сделки может быть несколько, как и транзакций, что позволяет разрабатывать целые приложения, которые называются DApps. А это уже платформы, биржи, игровые автоматы и социальные сети. Сейчас Ethereum — это первый по популярности альткоин. На его основе работают NFT, тысячи DApps и большие децентрализованные платформы.
TRON
Взяв за основу функционал смарт-контрактов, предприниматель Джастин Сан в 2017 году запустил цифровую развлекательную платформу на блокчейне — TRON. Это сеть для свободного обмена контентом между пользователями. Они могут загружать, хранить и передавать контент, сдавать его в аренду, развертывать децентрализованное приложение, выпускать свои токены — и это только короткий список возможностей.
EOS
В июле 2017 была закончен еще один проект — EOS во главе с ведущим разработчиком Дэниэлем Ларимером. Это децентрализованная платформа, которая готова предложить своему пользователю высокую скорость выполнения транзакций, но только больше заточенную под высоконагруженные коммерческие цели, к примеру крупный товарный бизнес.
Криптовалюты третьего поколения
Новое поколение любой криптовалюты начинается с решения больших проблем прошлого. Третье поколение добавляет мосты между блокчейнами — соединение между двумя блокчейн-экосистемами, через которое можно передавать коины, и которое решает проблему масштабируемости.
Кроме этого, проекты третьего поколения делают ставку на энергоэффективность, все больше отказываясь от PoW, и переходя на PoS и другие алгоритмы консенсуса. Также сеть третьего поколения позволяет применять блокчейн вне платежных систем.
Cardano
29 сентября 2017 начал работу проект Cardano — платформа для создания децентрализованных приложений на основе смарт-контрактов. Особенность Кардано — протокол Ouroboros — алгоритм консенсуса с доказуемой криптостойкостью, и это основная причина, почему Cardano относят к криптовалютам третьего поколения. Главное преимущество в том, что это крупнейший блокчейн, который уже использует протокол Proof of Stake.
Polkadot
В 2016 вышел релиз еще один проект поколения — Polkadot, и это один из самых сложных проектов по своей архитектуре. Технический директор проекта Гэвин Вуд был недоволен медленным развитием Ethereum и решил создать проект, в котором будет все то, чего не может Эфир.
Главная идея технологии — совместить разные блокчейны, к примеру, Ethereum и Bitcoin, объединив их в рамках единого блокчейна. Кроме этого, технология решает вопрос с двусторонней совместимостью распределенных реестров.
Solana
Solana, во главе с Анатолием Яковенко, запустилась относительно недавно — в марте 2020. Если Ethereum — это альтернатива Bitcoin, то Solana — это альтернатива Ethereum 2.0. В основе проекта лежит блокчейн на протоколах Proof of History (PoH) и Proof of Stake (PoS). Первый протокол позволяет сделать запись о транзакции еще до того, как информация будет добавлена в блокчейн, увеличивая тем самым пропускную способность. Второй позволяет пользователям зарабатывать коины за стейкинг.
Другие популярные криптовалюты
В мире криптовалют есть много проектов, которые не вписываются в общую классификацию, но уже успели стать популярными. Поговорим о самых известных.
Ripple. Релиз проекта состоялся в 2012 году. Ripple это протокол, валютная биржа и система денежных переводов. Главная идея проекта — открытость и сотрудничество с государственными структурами. Основные клиенты — банки, которые используют программное обеспечение xCurrent. С его помощью можно отслеживать трансграничные переводы в реальном времени.
NEM. Официальный запуск — 31 марта 2015 года. Свою долю на рынке криптовалюта получила из-за отсутствия эмиссии, то есть в обращении есть всего 9 млpд коинов. Особенность NEM в том, что ее блокчейн использует алгоритм доказательства важности. Он учитывает три характеристики аккаунта:
- баланс кошелька;
- количество совершенных аккаунтом транзакций;
- время нахождения аккаунта в сети.
В NEM также интегрирована система обмена зашифрованными сообщениями и система репутации Eigentrust++.
Tether. Токен, стоимость которого обеспечена запасами долларов США. Это низковолатильный цифровой актив, курс которого жестко привязан к курсу доллара. Tether стал родоначальником стейблкоинов — звеном, которое связывает криптовалютный рынок с активами реального мира.
Waves. Платформа, с помощью которой можно выпустить токены для краудфандинговых кампаний стартапов. Создал ее предприниматель Александр Иванов в 2016, вдохновленный криптовалютой NXT. В его команду вошли разработчики, которые ранее занимались развитием этого проекта. Сегодня же активно продолжается работа над Waves Enterprise.
Dogecoin. Монета-мем, которую часто упоминает глава Tesla Илон Маск. История ее появления достаточно иронична. Разработчик Джекс Палмер решил пошутить и создал свою криптовалюту, чтобы показать всему миру, что инвестировать огромные деньги в нестабильное направление криптовалют — абсурд. Но постоянный памп Илона Маска доказал обратное.
Еще одна цель создания этого проекта — показать, что анонимность криптовалюты можно использовать не для продажи наркотиков, а, например, направить на благотворительность.
Анонимные криптовалюты
Для использования большинства криптовалют и совершения транзакций не нужно предоставлять свои личные данные, поэтому они и получили репутацию анонимных. Но так ли это на самом деле? Что нужно сделать, чтобы отследить транзакцию?
Достаточно простого желания, ведь блокчейн — это открытая база данных, а значит, посмотреть список операций, начиная с самой первой, может каждый. Для того, чтобы предотвратить это, и были созданы анонимные криптовалюты.
Dash запустился в январе 2014 года. Проект ориентирован на повышенную скорость транзакций и анонимность с помощью механизма микширования PrivateSend. Высокая скорость транзакций без дополнительных комиссий обеспечивается за счет технологии InstantSend.
Monero. Еще одна криптовалюта для проведения анонимных транзакций появилась в 2014 году. Анонимность обеспечивается stealth-адресами и кольцевыми подписями транзакций. В этой сети сумму, адрес отправителя и получателя знают только участники транзакции, а также те, кому предоставлен ключ доступа.
Zcash. Проект Zerocash был запущен в 2016 году. Анонимность обеспечивается технологией zk-SNARK по принципу доказательства с нулевым разглашением. Это позволяет убедиться в математической достоверности транзакции, но не дает информации о втором участнике обмена.
Почему история блокчейна не закончится никогда?
Первые попытки создания распределенного реестра начались еще в 1991 году. Но правила игры серьезно изменились, когда Сатоши Накамото в 2009 году разработал на ее основе блокчейна криптовалюту. Технология начала развиваться: более 13 000 альткоинов, три поколения блокчейна, децентрализованные платформы, которые решают проблемы бизнеса, государства и каждого из нас. И это еще далеко не конец.
Появляются новые протоколы, решаются проблемы и совершенствуются алгоритмы. Неизменным остается только одно фундаментальное решение, придуманное 12 лет назад.
Редакция GetBlock Magazine